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)域里的簡單認識，我主要簡單介紹一下概念，也會舉一些相關(guān)的例子。我準(zhǔn)備從這四個方面介紹：腦-器交互的概念；腦-器官交互；腦-器械交互以及腦-器融合。

腦-運動器官交互舉例

首先看個例子，我們?nèi)撕蛣游镌谶\動起來的時候是非常非常協(xié)調(diào)的。為什么能做到這一點呢？就是因為我們的大腦、我們的器官有一個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，那是因為我們體內(nèi)有一個精致的閉環(huán)的感覺運動系統(tǒng)，從大腦到小腦，到肌肉，到關(guān)節(jié)，最后到肌梭，運動過程中，信息實時反饋，各司其職，才能協(xié)調(diào)的完成一項運動。這是一個典型的腦和生命器官交互的一個例子。

腦-機械手運動舉例

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（如機械手）交互的工具。這個是19年國外發(fā)表的一個文章。可以看到，這就是用腦電控制機械手運動的場景，機械手可以跟蹤屏幕中的白色球點運動。在去年，很多人轉(zhuǎn)發(fā)過這個視頻，這也是因為這個實驗很有影響力。但是，如果把這個和現(xiàn)實中的人或動物運動行為比較的話，當(dāng)然是微不足道了。

腦-聽覺系統(tǒng)舉例

我們再看一個腦與聽覺系統(tǒng)相關(guān)的例子。我們經(jīng)常說“眼觀六路，耳聽八方”。我們之所以可以做到“耳聽八方”，在生物進化過程中歸結(jié)于兩種生物反饋機制。

比如說我們現(xiàn)實生活中有很多人的耳朵是可以運動的，其實調(diào)節(jié)耳朵運動，就可以調(diào)節(jié)聲音輸入的方向，這種機制類似于轉(zhuǎn)動天線就可以接受不同的信號，而我們就是通過這種機制來聚焦目標(biāo)聲音。

第二個就是信息處理。我們聽到的信息怎么進行處理呢？舉個簡單的例子，在雞尾酒會里面，環(huán)境氛圍是比較差的，噪聲非常大，但是我們?nèi)匀豢梢月牭较肼牭降穆曇魞?nèi)容。這是因為我們大腦里面有非常強大的信息處理機制，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)有一個非常精致的（閉環(huán)的）聽覺系統(tǒng)。這是一套非常復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)，我們暫時就不深入分享了。

當(dāng)然我們現(xiàn)在也想做一個腦與器官交互來替代聽覺系統(tǒng)的工具，也就是“腦—人工耳蝸交互”。在全球，人工耳蝸已經(jīng)幫助很多聽力受損的人。但是目前的人工耳蝸與傳統(tǒng)進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，有些人是不能裝人工耳蝸的，癲癇患者，精神病，聽神經(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，首先在人類長期進化中，“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”之間的交互是對未來文明和科技進步的探索。在古代，“器”字代表著“器械”“器官”，而在英文單詞“Apparatus”也可以表達“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腦器結(jié)合是感興趣的，關(guān)于腦機接口最早的文章是1973年Vidal發(fā)表的，就是用Apparatus作為外界設(shè)備進行康復(fù)訓(xùn)練以及宇宙探索，這個詞也經(jīng)常用于通訊領(lǐng)域。

也就是說“器”這個詞，在國內(nèi)外都是不陌生的。

腦機接口概念

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

最近我們寫了一篇文章，我們將“腦器交互”做了一個系統(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充了這個詞條。腦器交互涉及腦認知、腦疾病、混合智能的多學(xué)科且包容性非常強的一個領(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)，是一個覆蓋多類腦-器交互問題的新興交叉學(xué)科。腦器交互學(xué)不僅僅是整合了之前認為不相關(guān)的多個領(lǐng)域，而且為大腦的研究、開發(fā)和保護打開了一扇新的大門，展示了更為廣闊的空間，相關(guān)的原理則為BAC的各種實現(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。第一個部分就是，腦與計算機等器械的交互，第二個就是腦與生物器官的交互（BCI），第三個是前兩部分的融合（BOC），是關(guān)于腦與器官/器械交互的融合（BAC）。

下面介紹幾個我們課題組做的相關(guān)的例子。

第一個是“腦器交互”，腦與計算機或者器械的交互，也就說我們通常說的“腦機接口（BCI）”。

關(guān)于腦機接口的框架，大家已經(jīng)非常清楚了。最典型的“腦機接口”就是用腦電采集腦信號，將信號采集后提交給計算機，來實現(xiàn)信號的處理與呈現(xiàn)。

現(xiàn)在的BCI包含著五大任務(wù)，第一個是替代我們傳統(tǒng)通過肌肉運動來實現(xiàn)的功能，第二個是恢復(fù)感覺等功能，第三個是作為人類輔助工具，比如人長時間駕駛后十分疲勞，可通過“腦器交互”提醒司機休息。第四個可以輔助人類完成無法完成或者較難完成的事情，第五個是增強我們的身體功能，比如通過BCI幫助患者進行康復(fù)訓(xùn)練。當(dāng)然目前的分類并不是絕對的。

注：上述內(nèi)容在征得堯德中老師同意后，在不改變原意的情況下進行的部分文字整理。觀看完整視頻內(nèi)容請掃描下方二維碼。

掃描二維碼

觀看完整視頻

點擊此處，觀看最新直播及回放。