直播節(jié)選

我在這兒給大家分享一下腦-器交互學(xué)科領(lǐng)域里的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)，我主要簡(jiǎn)單介紹一下概念，也會(huì)舉一些相關(guān)的例子。我準(zhǔn)備從這四個(gè)方面介紹：腦-器交互的概念；腦-器官交互；腦-器械交互以及腦-器融合。

腦-運(yùn)動(dòng)器官交互舉例

首先看個(gè)例子，我們?nèi)撕蛣?dòng)物在運(yùn)動(dòng)起來(lái)的時(shí)候是非常非常協(xié)調(diào)的。為什么能做到這一點(diǎn)呢？就是因?yàn)槲覀兊拇竽X、我們的器官有一個(gè)非常完美的信息交互與溝通系統(tǒng)。

那么當(dāng)然，從科學(xué)的角度去看，那是因?yàn)槲覀凅w內(nèi)有一個(gè)精致的閉環(huán)的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，從大腦到小腦，到肌肉，到關(guān)節(jié)，最后到肌梭，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，信息實(shí)時(shí)反饋，各司其職，才能協(xié)調(diào)的完成一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)典型的腦和生命器官交互的一個(gè)例子。

腦-機(jī)械手運(yùn)動(dòng)舉例

科學(xué)發(fā)展是十分迅速的，到今天，我們希望能夠發(fā)展出腦與腦外器官（如機(jī)械手）交互的工具。這個(gè)是19年國(guó)外發(fā)表的一個(gè)文章。可以看到，這就是用腦電控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景，機(jī)械手可以跟蹤屏幕中的白色球點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。在去年，很多人轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)這個(gè)視頻，這也是因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)很有影響力。但是，如果把這個(gè)和現(xiàn)實(shí)中的人或動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為比較的話，當(dāng)然是微不足道了。

腦-聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)舉例

我們?cè)倏匆粋€(gè)腦與聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)相關(guān)的例子。我們經(jīng)常說(shuō)“眼觀六路，耳聽(tīng)八方”。我們之所以可以做到“耳聽(tīng)八方”，在生物進(jìn)化過(guò)程中歸結(jié)于兩種生物反饋機(jī)制。

比如說(shuō)我們現(xiàn)實(shí)生活中有很多人的耳朵是可以運(yùn)動(dòng)的，其實(shí)調(diào)節(jié)耳朵運(yùn)動(dòng)，就可以調(diào)節(jié)聲音輸入的方向，這種機(jī)制類似于轉(zhuǎn)動(dòng)天線就可以接受不同的信號(hào)，而我們就是通過(guò)這種機(jī)制來(lái)聚焦目標(biāo)聲音。

第二個(gè)就是信息處理。我們聽(tīng)到的信息怎么進(jìn)行處理呢？舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，在雞尾酒會(huì)里面，環(huán)境氛圍是比較差的，噪聲非常大，但是我們?nèi)匀豢梢月?tīng)到想聽(tīng)到的聲音內(nèi)容。這是因?yàn)槲覀兇竽X里面有非常強(qiáng)大的信息處理機(jī)制，可以從噪音背景中篩選提取我們的目標(biāo)內(nèi)容。

我們體內(nèi)有一個(gè)非常精致的（閉環(huán)的）聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)。這是一套非常復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)，我們暫時(shí)就不深入分享了。

當(dāng)然我們現(xiàn)在也想做一個(gè)腦與器官交互來(lái)替代聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的工具，也就是“腦—人工耳蝸交互”。在全球，人工耳蝸已經(jīng)幫助很多聽(tīng)力受損的人。但是目前的人工耳蝸與傳統(tǒng)進(jìn)化意義上的人工耳蝸相比，差別依然很大，也有很多的不足。比如說(shuō)，有些人是不能裝人工耳蝸的，癲癇患者，精神病，聽(tīng)神經(jīng)損傷等群體，也有一部分人裝了人工耳蝸，但是由于無(wú)法與大腦很好的結(jié)合，效果是不顯著的。

腦-器交互案例啟示

從這些例子我們可以看出，首先在人類長(zhǎng)期進(jìn)化中，“腦與生命器官交互”的存在是有很大意義的，而“腦與非生命器械”之間的交互是對(duì)未來(lái)文明和科技進(jìn)步的探索。在古代，“器”字代表著“器械”“器官”，而在英文單詞“Apparatus”也可以表達(dá)“器械”“器官”等事物，這可能是中西方文化的巧合，也可能是人類認(rèn)知發(fā)展的一致性。

基于這樣的背景下，我們提出了“腦器交互”的概念，英文叫做“Brain-Apparatus-Conversation（BAC）”。

在座的很多人可能對(duì)腦器結(jié)合是感興趣的，關(guān)于腦機(jī)接口最早的文章是1973年Vidal發(fā)表的，就是用Apparatus作為外界設(shè)備進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練以及宇宙探索，這個(gè)詞也經(jīng)常用于通訊領(lǐng)域。

也就是說(shuō)“器”這個(gè)詞，在國(guó)內(nèi)外都是不陌生的。

腦機(jī)接口概念

“腦機(jī)接口”這個(gè)概念很早就出現(xiàn)了，但是我們覺(jué)得有些狹隘，因此把它拓寬成“腦器交互”的范圍。

最近我們寫(xiě)了一篇文章，我們將“腦器交互”做了一個(gè)系統(tǒng)的介紹。大家感興趣的可以下載看看。為了方便大家理解，我們也在百度百科上面補(bǔ)充了這個(gè)詞條。腦器交互涉及腦認(rèn)知、腦疾病、混合智能的多學(xué)科且包容性非常強(qiáng)的一個(gè)領(lǐng)域。

我們把腦器交互(Brain apparatus conversations，BAC)定義成大腦與非生物器械和生物器官或系統(tǒng)之間的單向或雙向通信。腦-器交互學(xué)(Bacomics)，是一個(gè)覆蓋多類腦-器交互問(wèn)題的新興交叉學(xué)科。腦器交互學(xué)不僅僅是整合了之前認(rèn)為不相關(guān)的多個(gè)領(lǐng)域，而且為大腦的研究、開(kāi)發(fā)和保護(hù)打開(kāi)了一扇新的大門(mén)，展示了更為廣闊的空間，相關(guān)的原理則為BAC的各種實(shí)現(xiàn)及其優(yōu)化提供了基本的理論框架，其面臨的挑戰(zhàn)和孕育的機(jī)遇則期待有更多的參與和發(fā)展。

如果我們把“腦器交互”當(dāng)成一個(gè)學(xué)科的話，按照與生物器官與非生物器官的交互應(yīng)該分為三類。第一個(gè)部分就是，腦與計(jì)算機(jī)等器械的交互，第二個(gè)就是腦與生物器官的交互（BCI），第三個(gè)是前兩部分的融合（BOC），是關(guān)于腦與器官/器械交互的融合（BAC）。

下面介紹幾個(gè)我們課題組做的相關(guān)的例子。

第一個(gè)是“腦器交互”，腦與計(jì)算機(jī)或者器械的交互，也就說(shuō)我們通常說(shuō)的“腦機(jī)接口（BCI）”。

關(guān)于腦機(jī)接口的框架，大家已經(jīng)非常清楚了。最典型的“腦機(jī)接口”就是用腦電采集腦信號(hào)，將信號(hào)采集后提交給計(jì)算機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的處理與呈現(xiàn)。

現(xiàn)在的BCI包含著五大任務(wù)，第一個(gè)是替代我們傳統(tǒng)通過(guò)肌肉運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的功能，第二個(gè)是恢復(fù)感覺(jué)等功能，第三個(gè)是作為人類輔助工具，比如人長(zhǎng)時(shí)間駕駛后十分疲勞，可通過(guò)“腦器交互”提醒司機(jī)休息。第四個(gè)可以輔助人類完成無(wú)法完成或者較難完成的事情，第五個(gè)是增強(qiáng)我們的身體功能，比如通過(guò)BCI幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。當(dāng)然目前的分類并不是絕對(duì)的。

注：上述內(nèi)容在征得堯德中老師同意后，在不改變?cè)獾那闆r下進(jìn)行的部分文字整理。觀看完整視頻內(nèi)容請(qǐng)掃描下方二維碼。

掃描二維碼

觀看完整視頻

點(diǎn)擊此處，觀看最新直播及回放。