腦電波：讓你擁有讀心術、意念控制術？

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先說一位超級英雄，《X戰警》中的X教授，他有以下幾項超能力：

①無需肢體接觸就能讀取別人的思想，即「讀心術」；②在一定半徑範圍內，在人腦中製造幻想，即「思想傳輸」；③藉助腦波強化機，控制任何大腦，即「攝心術」。

好消息是：目前腦科學家和人工智慧專家，已經把X教授的前兩項超能力變成了真事！雖然效果上差了許多，但意義重大。

這些主要是通過腦電波實現的，具體怎麼做的呢，讓我們從頭說起。

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人類主要靠語言交流思想，這比動植物間的交流高級得多、有效率得多。

文字則是另一大發明，它讓人類可以把思想傳遞下去。

但二者有一個共同的缺點：信息傳送時往往犧牲了準確度。

我口言我心，我手寫我心，對大多數人都是極難的。特別是交流比較抽象的思想，或者更細膩的思想，比如：「我現在的感覺，就像是在下過雪的午後，跟暗戀的姑娘並排走在田野上，眼望著周圍慢慢化掉的雪，臉上吹來一陣涼涼的但沒有那麼冷的風的那種感覺」。

結果，人們既難以用語言來表達內心深處最真實而細膩的思想，也很難聽懂別人講述的最細膩而真實的想法。

為了便於交流，非洲一些部落迄今仍廣泛使用鼓語。

有事要宣布，或者喊孩子爸爸回家吃飯，或者生了一個大胖小子，高興著呢，又或者給隔壁的捲髮小黑妞講一個葷笑話吧，都可以操起手鼓，成套大段地「說」起來。

又因為，鼓能發出的音調實在有限，必須敲擊出大量限定詞，才能表達一個超簡單的意思。

比如，「你別瞎操心了」，用鼓語敲擊出來就成了：「把你的心從嗓子眼放回原處吧，你的心已經提到了嗓子眼了，現在把它放回原處吧！」

有意思的是，部落的人都能聽懂，噢，就是讓我別瞎操心的意思。

這種通過信息冗餘來修正信息準確度的法子很管用。須知，信息是不確定性的量度，而冗餘消滅了不確定性，那就是有價值的。

所以，有的人啰嗦，部分原因是他表達能力實在欠缺，或者表達的思想太過複雜，他沒有辦法刪繁就簡、深入淺出，只能通過信息冗餘來幫忙。至於大師或領袖一語道破真諦，一字點透蒼生，那都是大本領，一般人是做不到的。

如果不用說、不用寫，只需想一想，對方就知道我的意思，該多酷！

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通過腦電波，就能讀心。

人類大腦是帶電的！

想象一下，你看見霞光、聽見獅吼、聞見茉莉花香、用手指撫摸戀人的額頭，這些動作要想在大腦產生「知覺」，必須先轉變成電信號，然後電光火花沿著長長的神經纖維，一路傳遞到神經中樞。

黑暗森林一般密布的神經纖維上，電火花此起彼伏，整個大腦皮層就像充滿閃電的天空。支持你現在想象的，就是其中一束閃電。如果你「看見」了這一切，感覺到了愉悅，那你大腦海馬體的灰白質區域，也會冉冉升起一簇電火花，然後轉瞬即逝。

最早發現腦電活動的，是英國利物浦皇家醫院一個叫Caton的年輕人。那是1875年，大清光緒元年，他在黑猩猩和和狗的大腦上都記錄到了「電火花運動」。小夥子很興奮，寫了一篇名為《腦灰質電現象之研究》的論文，但可惜沒人理睬他。

直到半個多世紀后，1929年，德國人Berger才真正記錄到人類的腦電波，並製作了第一張人腦腦電圖。從此，幾乎所有的文獻都只提Berger，而沒人想到Caton，科研界有時就是這麼殘酷。

這時科學家發現，原來腦電波，Electroencephalogram，EEG，就是一種非常弱的生物電，可以把它理解成大腦的電器性震動，這些震動的頻率主要在每秒1-30次之間。

腦電波此起彼伏，非常非常多，科學家心想把你們分成幾個大類吧，這項工作很容易。於是，根據每秒震動次數的高低，成年人腦電波被分成了5大類：

有意思的是，腦電波的種類隨著人的身體狀態和生理年齡變化不一。

比如，δ波（1-4 Hz）對應深度睡眠狀態，嬰兒或醉酒的成年人的大腦中也有這種波。θ波（4-7 Hz）則對應放空冥想狀態，青少年以及受挫折或抑鬱的成年人大腦中，主要是這種波。α波（8-12 Hz）對應平靜放鬆的狀態，是正常人腦電波的基本節律。β波（12-25 Hz）則對應思考和解決問題的狀態；γ波（＞15 Hz）則對應一些病理狀態。

一個很奇怪的發現是，人在死亡後腦電波仍會繼續存在一小段時間。之前研究者認為這個時間大致在一分鐘左右，主要是類似深度睡眠時的δ波，但今年加拿大的醫生髮現一名患者，在宣布死亡並撤去生命維持系統后，腦電波仍存在了10分鐘38秒！

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採集腦電波很簡單，在頭皮上放一個金屬電極，可以再加一個放大器，也可以把微電極植入到顱骨內部，目前市面上的商用採集器已經做得很小巧且美觀。

但問題是信息雜訊太嚴重了！

人類大腦有大約860億個神經元，可想而知它們活動時對外發射的腦電波該有多嘈雜。而且，腦電波引起的電壓變化是微伏數量級的，非常容易受干擾，特別是入門級的商用感應器，頭髮長了不行，粉底塗厚了也不行，手機不小心從旁邊晃一下也不行……

所以，在一些偏臨床科研和醫療方面，科學家更傾向於用核磁共振來代替腦電波，或者二者結合起來，對大腦進行觀察和研究，比如監控睡眠，診斷癲癇、腦中風、腦炎或腦瘤等等。

但在其他方面，腦電波還是很有用武之地的。

比如，通信專家早已嘗試把腦電波用在生物識別上，北京郵電大學多年來一直在研究這個。

而人工智慧專家則最關心兩方面的應用：

①如果把腦電波的複雜波形轉換成數字，是不是就可以解讀、傳輸其中的信息呢？讀心術與思想傳輸不就成真了？

②最起碼，可以用轉換來的數字信號，去控制一些電子設備吧？

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第一個方面的應用很難，主要是腦電波很難「破解」，假如它真存在某種演算法的話。

所以，目前對腦電波的解碼，基本上類似於一種匹配法。

2010年，美國猶他大學的團隊往實驗者顱骨下植入了16個微小電極，然後讓他重複閱讀10個單詞，分別把對應的腦電波記下來，然後找出每個單詞對應的腦電波。等匹配工作完成後，研究人員面對某個單一信號，就可以猜出來實驗者想的是什麼單詞了，準確率在76-90%之間，但當同時面對10個腦信號時，準確率一下驟降到了28%左右。

2013年，華盛頓大學的團隊還成功在兩個志願者之間，傳輸了一些簡單的腦電波信號，二人共同完成了一款單人射擊遊戲。

文娛方面，2011年，日本Neurowear公司開發上市了一款基於腦電波的可穿戴產品，叫Necomimi，通過感應器掃描腦電波，它可把信息傳遞到終端，最後貓耳朵便會在佩戴者精力集中時豎起來，在放鬆時耷拉下來。2015年，優衣庫推出了一項名為UMood的黑科技。消費者坐在正對大屏幕的椅子上，戴上設備，便可在儀器的幫助下找到自己最喜歡的T-shirt。

同一年，Facebook創始人扎克伯格決定成立一個神秘的硬體研發部門，專註研究不需要植入電極的人腦-電腦交互技術，目的就是希望有一天，「當你思考某事時，如果你願意，你的朋友就能立即知道你的想法，同你產生心靈感應，這才是終極的溝通技術。」

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第二個方面，即意念控制上的應用相對簡單，實驗室和VR/AR市場上的產品都非常多。

2007年，美國羅德島布朗大學的團隊，給高位截癱的患者大腦內植入了一塊電子晶元。經過刻苦訓練后，患者的思想可以破解成數字信號，後者可向設備發出指令。最終，患者可輕鬆用意念收發郵件、玩遊戲、給電視機換台等等。

2015年，美國加州大學的醫生，給一名28歲癱瘓5年的男子設計了一頂可捕捉腦電波的帽子，計算機程序把他的腦電波破解、分離出控制腿部活動的部分，然後再把信號發送出去，讓相應儀器刺激腿部肌肉，這樣他就能「行走」了！

電影《奇異博士》中有類似的情節，一名藍領癱瘓后，純靠意念重新恢復了正常行動能力，甚至可以打籃球，1vs1鬥牛。

某大學腦機協同信息處理實驗里，佩戴腦電帽的實驗員，可以憑「意念」指揮桌子上的機器人，使其做出向左、向右、轉頭、走路和抓取等動作。

其他還有腦意念球，腦控直升飛機等等，原理都很初級：人的大腦對信號處理器來說，就是一個可以發出上下左右旋轉跳躍的遊戲手柄，一切「意念操控」都是建立在這幾個簡單操作的組合之上的。

總之，腦電波的應用一旦成熟，還是相當酷的。想象一下未來吧：

朋友在盧浮宮旅行，忽然看到一幅楓林白露的油畫，激動之餘好想與你分享一下她的感受。只要你願意，你就能接受一下對方的思想，噢，原來是如此這般，這般如此。甚至，有一天人類的記憶和思想可以像文字一樣儲存起來，未來人們便能感受到原來過去的世界，竟如此精彩！

參考文獻：

1, Hubbard BP et al., Evidence for a Common Mechanism of SIRT1 Regulation by Allosteric Activators，Science, 2013.

2, Daniel W. Belsky et al., Quantification of biological aging in young adults, PNAS, 2015.

（文章首發於科學大院，中科院上海植生生態所供稿，轉載請聯繫[email protected]）

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