随着人工智能的发展，脑机接口也逐渐从科幻走进现实。有人希望以此造就“超人”，更多的人则希望能够解决实际问题——让盲人复明、让瘫痪在床的患者重新走路、让阿尔兹海默症患者找回曾经的记忆……但也有人持有怀疑态度：脑机接口会不会让别人控制自己的大脑？被人工智能增强了能力的人，还能称之为“人”吗？日前，北京邮电大学教授杨义先、钮心忻完成的科普书《人工智能未来简史：基于脑机接口的超人制造愿景》，对脑机接口的过去、现在和未来进行了全面、客观而系统的梳理。我们邀请两位作者撰文，简单介绍一下他们眼中的脑机接口。

　　脑机接口并不是个新名词

　　脑机接口就是脑系统（准确地说是以脑为主的神经系统）与机系统（准确地说是人造的体外系统）之间的接口（准确地说是电子信息接口）。

　　既然是接口，脑机接口的主要任务有两个：一是输出，即把脑系统的电信号提取出来，并以此作为控制信号或脑电信息，让机系统去做脑系统想让它做的事情（即意念控制）或了解脑系统的想法（即猜心术或意念通信）；二是输入，即把机系统的指令以电信号的形式送入神经系统，让脑系统去做机系统想让它做的事情，或将既有知识或技能“下载”给脑系统让它“不学而会”。在遥远的将来，人们或许能够通过脑机接口实现意念通信。

　　总之，脑机接口的最核心思想是：包括大脑在内的神经系统，其实就是像电脑一样的信息系统，神经系统的各部分之间既接收和传递信息，又接受电信号的控制而执行相关命令，所以，脑系统才能与机系统彼此连接。

　　脑电波的神奇功能

　　1902年11月，德国耶拿的一家精神病院里，一位特别胆大的医生伯格收治了一位病人，他被击中头部，并在颅骨留下一个弹孔。伤者弹口处的皮肤虽然痊愈了，却能被观察到不断跳动。伯格通过记录头皮跳动的波形，发现了一个惊天秘密：该波形会随着患者的思想而很有规律地变化。哪怕患者只是在听、看、嗅、触或做其他很微小的动作，甚至患者的情绪波动，都会影响波形。

　　冥思苦想20余年后，伯格医生于1924年在他儿子的头上成功进行了一次脑电检测实验。他将自制电流计的正负两极分别接在儿子的额头和后脑勺的头皮上，结果真的记录到了振荡频率大约为10赫兹的神奇电波，如今这种电波称为伯格波。他观察到，伯格波会随着受试者心理和生理情况的变化而变化，甚至哪怕只是眨眼之类的小动作都会让伯格波发生变化，而正常人与精神病患者的伯格波也不相同。

　　后来，科学家们进一步发现，从头皮上不同部位都可以检测到不同频率的电磁波，于是便将这些频率不同的电磁波的汇集，统称为脑电波。

　　随着研究的深入，人们发现，脑电波具有众多奇妙功能。比如，脑电波能预测某人的学习潜力，特别是外语的学习潜力。脑电波还能用来“猜心”——当你给一个小孩讲数学题时，怎么知道他是否在用心听呢？当小孩听懂了讲解时，脑电波就会明显活跃；如果他对讲解感兴趣，其脑电波会更加活跃；当他只是在应付，其脑电波就会明显减弱。脑电波还可用于简单的意念控制。人们发现，每个人在冥想单音节字时，所激发的脑电波几乎各不相同，而且这种脑电波比较稳定。于是，控制玩具车这类简单的意念控制就比较容易实现：当你冥想前、后、左、右四个字时，脑电波是各不相同的，而且每个字所对应的脑电波还比较稳定，那么只需要利用这四个稳定的脑电波信号，就能实现让玩具车前、后、左、右行驶。

　　从幻想照进现实

　　如今，科学家们已经发明了多种获取脑电波的设备。已经投入应用的主要是针对健康人群的、精准性稍差一些的非植入式设备，比如大家经常在电视中见到的电极帽，或更加昂贵的磁共振成像仪等。

　　近些年来，科学家和工程师们则在开发用于特殊病人的植入式设备上花费了大量精力。这类设备被称为脑机芯片或干脆简称为脑机接口，它能获得更加精准的脑电信息，也能将外界电信号更加精准地输入大脑。实际上，早在1857年，植入式设备就被用于获取兔子和猴子的脑电波。但因为安全性、伦理性等考虑，一直没有在人类的临床上取得突破。但是随着人工智能相关技术和工程技术、材料技术的飞速发展，不少科学家又开始了这类尝试，例如马斯克即将推出的脑机接口就是植入设备的典型代表。

　　如今，学术界比较一致地根据控制信息的精准程度，将脑机接口分为宏观型、中观型和微观型三大类。

　　如今，科学家们已经在中观型脑机接口上取得了突破性进展。比如，让盲人“看见”东西。具体来说，就是让摄像机将图像切割成20×20的400个点阵，并根据每个点阵的亮度，在皮肤的相应点阵位置上产生相应强度的震动。于是，经过适当训练后，受试者不用“眼见为实”，就能在头脑中形成明暗不同的点阵图像，从而以黑白图像的方式识别出不同的面孔，知道物体的远近，观察到物体的旋转及形状变化，了解当前的观察角度；甚至还能像常人那样，通过想象“看见”物体被遮挡的部分。

　　脑机接口展现了无限可能，吸引着科学家们前赴后继，不懈攻关，也将是国际竞争的焦点。未来，就从今天开始。

　　（作者：杨义先、钮心忻，均系北京邮电大学教授）