芯片能給人第二次生命嗎

央視國際 2004年05月25日 11:40

　　如果給計算機裝入人的想法，計算機就有了人的才幹；如果給機器裝入人的部分智慧，它就聰明起來。假如反過來，把某些器件安裝到人體裏，那又將如何呢？

　　腦電波——信息指令的源泉

　　據中國科學院心理學研究所的羅躍佳研究員介紹，現代醫學確定人死亡的方式有兩種，一種是心臟停止跳動，即心電圖出現一條直線；另一種是腦死亡，就是説人的心跳、呼吸還存在，可是腦電活動停止了——腦電波呈現出一條直線。因為人的大腦隨著思維的活動，隨時在産生腦電波（或稱腦電流），這是可以通過儀器測出來的。

　　一般來説，腦電波測定的方式是這樣的：給人戴上安裝著幾十個或者上百個電極的電極帽，抹上電極膏，使電極與頭皮緊密地連接在一起，就可以測出腦電活動。當然，腦電信號一般只有幾微伏，研究人員在儀器上看到的腦電信號，已經被放大了幾萬倍。

　　腦電活動又分為自發的和誘發的，為完成一定的任務過程中産生的腦電流，被稱為“誘發電位”或者“事件相關電位”，它反映為一定的、有峰值的波形。而且，腦電活動具有“鎖實”性，即對一個特定的人而言，“誘發電位”的大小和出現的時間是固定的，這就可以形成“腦指紋”。

　　腦指紋——排除犯罪嫌疑的工具之一

　　在美國，“腦指紋”已經成為排除犯罪嫌疑人的重要工具之一。測謊器是通過測量呼吸、心跳等判別一個人是否説謊，但是，一個訓練有素的特工是可以用意識控制這些活動的。而腦電波是直接反映大腦活動的證據，是不可控的。比如，當大腦意識到某種它熟悉的東西時，腦電流會出現峰值，因此分析腦電流的動態就可以推斷受檢驗者是否熟悉某些事物。在案件偵破中，只有罪犯才會熟悉某些場景和證物，當他再次看到這些場景或證物，其腦電流反應肯定和普通人不同。根據“腦指紋”原理，科學家開發出“記憶和編碼相關多重電波反應”技術，可以檢測外來刺激1200微秒之後腦電流的行為模式，這種技術幫助美國警方偵破了一件15年的謀殺懸案。

　　Cyberkinetics公司創始人約翰丹格休博士是一名神經學家，他曾用猴子進行過此類試驗，研究成果發表在了2002年的《自然》雜誌上。三隻恒河猴腦內被植入了電子設備，這些設備被用來記錄它們大腦的活動信號。然後，科學家們利用這些信號開發出一種程序，這種程序可以促使其中一隻猴子持續地通過它的大腦移動電腦指針。

　　微電極芯片——新的中樞神經元

　　北京大學物理學院甘子釗院士認為，人的行動不聽大腦指揮，主要是因為腦神經與神經肌肉的信號不通了，芯片相當於一個連接器，可以將兩部分神經連接起來。

　　“植入猴腦或者人腦的探針，可用微米或者納米加工技術製作，它通過眾多的微電極以及微流體通道，將腦神經信號及某種生化反應信息接收下來，加以深入的分析及處理，以達到對認識科學的提高，也可對諸如週期性神經痛等疾病有顯著的療效。至於永久植入腦內的大腦芯片，還應當能將腦神經信號適時地發射出去，並能接收外部信號，對腦功能做可控的刺激與反應”。北京大學微流體與納米工藝研究中心主任陳勇教授解釋説。“顯然，植入人腦的芯片，要考慮到生物兼容性，陶瓷、塑料好一些，另外還要考慮合適的封裝和工藝。”

　　現代腦成像技術，已經能夠清楚地了解大腦各個部位、區域的作用，因此芯片就可以被準確地安置到被破壞的中樞神經上，代替被破壞的神經元，進行信號傳輸工作。大腦思考的信息被芯片接收，並被準確地翻譯成操作語言，發送到安裝在行動肌肉上的電極上，變成肌肉控制信號，就可以讓癱瘓病人按大腦的思維行動。

　　例如，微電腦芯片植入癱瘓病人腦內後，病人想抬起胳膊，這種想法的腦電波傳送到埋在肩膀內的電子芯片內，這一電子芯片又向植入在胳膊內的幾十個電極發出很多指令。因為每個電極與一組肌肉纖維相連，所以各個電極的電信號刺激各組肌肉纖維，使肌肉纖維發生收縮反應，於是就使胳臂産生運動。

　　今後，把微電腦芯片植入患者體內的做法會越來越多：把微電腦芯片植入雙耳失聰者的耳蝸內，可以使失聰者恢復聽力；若是把微電腦芯片植入人的腦內，就可以使盲人恢復部分視力，或者使癲癇患者減少發作次數……

　　陳教授還介紹到，歐盟正在組織一個研究項目——週期性頭疼治療的腦機界面，也就是要研製一種可以進入大腦皮層或者深入大腦內部的多功能納米探針，它既接收大腦電信號，又可以對大腦某個確定的部位發射微量化學藥物，達到修正疾病的目的，又可以從大腦中提取微量物質以供科學家研究大腦的代謝反映，從而推動認知科學的發展。

　　物理、化學和生物的方法優化大腦神經網絡

　　英國雷丁大學的沃裏克教授認為，如果芯片植入大腦的試驗成功，將會對人工智慧機器人的研究産生革命性的影響，甚至可能導致人類記憶的移植。例如可以把整個大英百科全書、英漢字典的芯片植入人腦，人的知識豐富了，參加考試的人一定可以獲得高分。

　　陳勇教授認為，通過物理、化學和生物的方法使大腦神經網絡更為優化，這有點類似中國佛教中的“開天目”，它有可能提高人的記憶力、思維和反應能力。人類社會的發展如今遇到了很多的困惑———環境惡化、能源匱缺、有效新藥研製的難度越來越大，依靠目前的思維和社會組織方式，是很難解決的。

　　但是，人類還有許多能力沒有發揮出來，如果科學家能夠研究出能夠讓人變得聰明的設備，每個人的智力都高度發展，人類就有可能尋找到生活和諧、社會可持續發展的方式。

　　“聰明機器將不再是科學幻想，今後完全是可以實現的。”陳教授認為，生物、信息、納米和認知科學等多學科交叉的研究不僅能夠推動認知科學的更快發展，而且有可能改進普通人的智力和記憶力，進而實現個體及社會行為效益的優化。從某種意義上説，這種研究是一次新的“文藝”復興。

　　人類歷史上的第一次文藝復興，將人類從宗教中解放出來，從而使人類的潛力得到發現，使人類文明和現代工業得到迅速發展。不久的將來，如果人類找到了更能發揮自我和社會潛能的新方法，人類社會又將怎樣呢？

　　■原始新聞

　　如果把電腦芯片植入人的大腦內，盲人的部分視力會恢復嗎？

　　據四月十四日的《新浪科技》報道，多少年來，未來學家們一直在幻想製造出一種機器可以讀懂人腦的思想，然後按照人類的想法去執行命令。現在，人類所進行的試驗正在使這一夢想不斷走近現實。位於美國馬薩諸塞州的一公司已經獲得了美國食品與藥品管理局的批准，開始臨床試驗將一些四平方毫米大小的芯片植入癱瘓病人腦內。如果成功，腦部植入了這種芯片的病人就可以通過給一台計算機發送腦信息指令，實現身體的移動，這對於那些患有大腦性麻痹等病症的癱瘓病人來説，是一種提高生活質量的方法。（記者 李紅）