物理学的未来
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

远期(2070—2100)

心力胜过物质

到这个世纪结束时,我们将用我们的心力直接控制计算机。像希腊神一样,我们想要什么,我们的愿望就会实现。这项技术已经有了基础。但是也许需要几十年艰苦的工作才可以完善。这个革命分两部分。首先,头脑中的想法必须能够控制周围的物体。第二,计算机必须能够检验人的愿望,以便实现这个愿望。

第一个显著的突破是在1998年实现的,德国埃默里(Emory)大学和蒂宾根(Tübingen)大学的科学家将一根细小的玻璃电极直接放进一位56岁,在中风后瘫痪的病人的大脑中。此电极连接到计算机上,分析他的大脑信号。中风病人能够看到计算机屏幕上光标的图像。然后,利用生命反馈,他能够只凭思索控制计算机显示的光标。在人的大脑和计算机之间的首次直接接触实现了。

布朗(Brown)大学的神经科学家约翰·多诺霍(John Donoghue)最完善地开发了这项技术,他创造了一个设备叫做“脑机接口”(BrainGate),帮助受到大脑伤害的人沟通。他引起了媒体的重视,甚至在2006年成为《自然》杂志的封面人物。

多诺霍(Donoghue)告诉我,他的梦想是要利用信息革命的全部能力,让“脑机接口”改变处理脑损伤的方法。它已经对他的病人的生活产生了巨大的影响,他十分希望能进一步发展这项技术。他个人之所以对这项研究有极大的兴趣,是因为当他还是一个孩子的时候,就因为退化疾病被局限在轮椅上,因此他知道无助的感觉。

他的患者包括中风病人,完全瘫痪了,不能与他的亲人沟通,但是他们的大脑还是活跃的。他放了一个只有4毫米宽的芯片在中风病人大脑的顶上,在控制运动神经中枢的部位。这个芯片连接到一个分析和处理大脑信号的计算机上,最终将信息发送到一个笔记本电脑上。

开始时患者对光标的位置不能控制,但可以看到光标移动到那。通过反复试验,患者学会了控制光标,几小时之后就能把光标定在屏幕上的任何地方。通过练习,中风病人能够读写电子邮件和玩视频游戏。原则上,一个瘫痪病人能够执行任何计算机可以控制的功能。

多诺霍从4个患者开始,两个有脊髓损伤,一个中风,第四个患肌萎缩性侧索硬化症(ALS,又称肌无力肌萎缩症)。其中之一从脖子底下瘫痪,仅用了一天就掌握了用大脑移动光标。今天,他能够控制电视、移动计算机光标、玩视频游戏和读电子邮件。病人也可以通过操作电动轮椅到处走动。

简单地说,对于完全瘫痪的病人这完全是奇迹。头一天,他们的身体是陷入绝境的,无助的;第二天,他们在环球网上冲浪,和周围世界的人对话。

〔我曾经出席了纽约林肯中心的一个祝贺伟大的宇宙学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)的节日招待会。看到他陷在轮椅中,除了面部的几根肌肉和眼皮,没有任何地方能动,护士抬着他柔软的头推着他到处走,着实让人感到心碎。经过几个小时和几天极其痛苦的努力,他用他的声音合成器说出了几个简单的想法。我想,对他来说利用“脑机接口”技术是不是太晚了。这时约翰·多诺霍走过来向我问好,他当时也在听众中。因此,也许“脑机接口”是霍金最好的选择。〕

在杜克(Duke)大学的另一组科学家在猴子身上取得了类似的结果。米格尔· A.L.尼科莱里斯(Miguel A.L.Nicolelis)和他的团队在猴子的大脑上放了一个芯片。这个芯片连接到一个机械臂上。开始的时候,猴子很烦躁,不知道怎样操作这个机械臂。但经过一些训练,这些猴子利用它们的脑力能够慢慢地控制机械臂的运动,例如移动它去抓一根香蕉。它们可以本能地不假思索地移动这些臂,就好像这些机械臂是它们自己的一样。“有一些心理的证据说明,在试验期间它们感到与此机械臂的连接比与它们自己身体的连接还紧密。”尼科莱里斯说。

这也意味着有一天我们能够利用纯粹的思维控制机器。瘫痪的人也能以这种方式控制机械手臂和腿。例如,也许能够把一个人的大脑直接与机械手臂和腿连接起来,不经过脊髓,这样患者就又能行走了。这也为利用大脑的能力控制世界奠定了基础。