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语言的功能主要在于交流，沟通。 可沟通一定要通过语言吗？ 不少自闭症孩子都会有语言障碍，这也似乎是很多家长最关注的问题。 当孩子没有语言，无法与外界沟通时；当孩子费尽努力，就是说不出准确的字眼时；当孩子情绪失控，奔溃大哭，却不知如何表达自己时…… 你是否幻想过，如果直接读到孩子内心的想法就好了？ 除了自闭症孩子，还有不少群体也会有语言沟通障碍，比如聋哑人等，还有大名鼎鼎的物理学家霍金先生因为患有肌萎缩侧索硬化症，也存在语言障碍。 据说，在他生命的最后几年，仅依靠脸颊上一块肌肉的抽动来表达自己。在那块肌肉也萎缩后，霍金就彻底地失去了与外界交流的途径。 霍金的医疗团队曾试过使用'脑电波解读技术'来帮助霍金“说话”，可受当时科技水平的限制，失败了。 但现在，这种原本只存在于科幻电影中的技术已经在现实中出现了。 在2017首届BCI脑控机器人大赛上，清华大学的“动态窗稳态视觉诱发电位脑机接口系统”技术让人们大吃一惊。 只见实验者坐在电脑面前，一动不动，屏幕中就逐渐出现了段段文字。这给很多语言障碍以及渐冻症患者带来了希望。  清华大学研究团队的高小榕教授说：“如果表达是人类最基本的权利，脑机接口就是守护这一权利底线的技术。” 可脑机接口技术却迟迟没有落地，高小榕教授表示，该技术还处于试验阶段，目前有很多因素限制着脑机接口技术的发展。 例如有创脑机接口大脑感染的风险很大，而无创脑机接口感知脑电信号的能力太弱，准确辨别脑电信号“如同在10万人的体育场里听声音寻找一个人”。 而这些问题仅靠生物医学并不能解决，需要在技术方面寻求突破。 而今年7月17日，Neuralink公司对外发布的脑机接口系统，将有效地改善目前的情况，或许将推动脑机接口技术普及和商用，帮助普通人群切实解决各种生活中的问题。 Neuralink公司公布的脑机接口技术 究竟有什么突破？ 人类的各种意识活动主要在大脑中产生，而成人大脑的神经系统主要由1000亿个神经元组成。 人类接收和发出的各种信息都是在神经元上用电信号进行传递，这意味着，我们如果能够记录、分析大脑神经元上的电信号，就有读懂他人意识的可能。  脑机接口技术，就是实现大脑和机器直接沟通的一种技术，人们只要想一想，机器就能直接检测和传递出大脑的想法，与其他机械设备连接，让人们可以通过意念直接操控外部设备。也就是说，这个技术实现后，人类可以不用说话，只要通过意念，就可以随心所欲地来控制外物，以意驭物。 这种技术，国内外很多科研团队都在进行研究，Neuralink公司公布的脑机接口技术主要是在智能硬件设备上实现了重大突破。 1 大脑信号的记录者——极细极软的电极线 实现脑机相接的关键就在于大脑信号的捕捉，Neuralink公司研制出了一种具有生物相容性且极细柔性电极线。 这种电极线是一种侵入式脑机接口，需要埋入大脑皮层。因此，它能够精确、细致地采集和记录神经元的电信号，甚至也可以直接刺激神经元，向大脑传送信息。 这种电极线是一种柔性电极，十分灵活，可以随着大脑浮动，不会有割伤大脑的风险。 它的线宽范围仅在5到50μm（微米）之间，比以往使用的侵入性电极线要细很多，因此能够有效降低大脑损伤的概率。 每根电极线上带有8到128个电极触点（如下图），能够捕捉大量的脑电信号。  应用不同的电极线，其电极触点也会有不同的形状，但所有电极线尾部都有（16 × 50）平方微米的环，方便穿针。 2. 电极线的植入——“缝纫机”机器人 以往侵入式脑机接口不可避免地要通过手术植入，因而存在大脑感染的危险，手术风险很大。 而Neuralink公司开发的电机线更细更柔，给手术植入造成了更大的困难。所以Neuralink公司还专门开发了用于植入此种电极线的配套电极线机器人。  机器人的植入针组与缝纫机相似，有一枚直径24μm（微米）针头（A），可以穿透脑膜和脑组织，用于输送和植入电极线；还有一枚直径50μm（微米），尖端处弯曲的夹钳（B），负责电极线输送中探针的支撑，确保其沿针道植入电极线。  该机器人采用激光植入的方法，每分钟可以植入6根电极线，最重要的是在植入过程中，它可以自行避开脑部血管，避免引发大脑炎症反应。  电极线植入过程 3 大脑信号的中转站——芯片 大脑中的电信号十分微小，只有毫伏级，而且数量很多，需要有专门的处理器来过滤“噪音”。同时保留和放大需要的电信号，并实现数模转换，也就是将捕捉到的电信号转换为可以被其他电子设备识别的数字信号。 传统具备处理数百通道能力的处理器，体积大小和台式电脑类似，不能随身携带，而Neuralink公司成功开发出了能同时处理数千通道的芯片，但它的体积比手指还小。  它是由核心处理芯片（A）、连接大脑的导线（B）、钛金属外壳以及用于数据传输和充电的USB插口等四部分组成。  但该芯片目前还不支持无线传输， Neuralink公司选择用 Type-C接口对芯片输出的信号做有线传输。  该芯片将和一个置于耳后且具有电池的设备相连，该设备可以用蓝牙等无线通信方式与其他电子设备相连，将实时处理的信号传输给手机、电脑等电子设备。  4 2020年将进行人体试验？ 如果能够得到FDA（美国食品药品管理局）的批准，Neuralink 公司表示将在 2020 年进行首次的人体试验。 这款脑机接口系统可以用来帮助渐冻人，瘫痪人士重新获得运动能力，并可以重新获得对肢体的感觉，同时该系统还可以用于诊疗癫痫、抑郁症等一系列神经系统疾病。 但公司负责人也表示：“这种设计路径对于解决特定神经系统疾病的必要性还有待探讨，然而对于最终破解大脑神经机制却是必要的。”  写在后面： 据“大米和小米”了解，在此之前，瑞典已经有4000余人在身体里安装了芯片。目前脑机接口系统已经能够实现脑部信号的输出与翻译，还可以向大脑施加特定的电刺激，让渐冻人、瘫痪人士等获得“虚假”的身体感觉。 在认知科学，神经工程，智能硬件等多领域的突破后，脑机接口系统让似乎让很多不可能都有了实现的可能。 但大脑神经机制十分复杂，目前人类破解的部分还很有限。对于脑机接口系统，除了目前让渐冻人和瘫痪人士受益，此技术在未来是否能运用在其他有语言障碍的人士身上？如部分自闭症人士、听障人士等，中山三院邹小兵教授表示近期还解决不了实际问题。 参考文献 1.清华大学官网：医学院高小榕团队研发脑机接口系统：以意念与世界对话:https://www./publish/newthu/8912/2017/20171031091213669162647/20171031091213669162647_.html2.马斯克一作！Neuralink脑机接口细节公布，特殊材料防大脑损伤，专用芯片助技术落地： http://www.sohu.com/a/327679676_610300 3.中美脑机接口技术，谁能领跑下一个二十年，从马斯克发布会看起: http://www.sohu.com/a/327904515_136866 4.用脑袋说话：科学家把脑电波转换为文字: https://www./article/473/ |
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