第15章 脑机连接（第2/4页）

人工耳蜗跳过之前的步骤，直接刺激毛细胞。外部的耳机接收并处理信号，产生一系列的电脉冲，传导到植入皮肤下面的设备，皮下设备刺激嵌入耳蜗的电极。最早的植入设备就是一个电极，而现在的植入设备有20个单独的刺激位点。即便是这样，也只有很少一部分毛细胞被刺激到。这种设备最开始被认为只能帮助听障人士更好地理解唇语，但事实上，它还能帮助听障人士理解听觉信息，远比预期效果好。超过30万听障人士从人工耳蜗中受益。

虽然人工耳蜗确实是生化人装备的例子之一——在人体内植入电子设备，直接和神经系统相连——但我们通常并不这么认为，因为人工耳蜗看上去就只是一个助听器。但仔细想想，眼镜看上去确实像生化人的装备。1978年，研究员威廉·多贝尔在一个叫作杰里的盲人大脑中植入了视觉辅助设备，为其重建视力，把置于眼镜上的摄像头所收集的信号，通过大型计算机输入植于大脑视觉皮层下的电极。后来，多贝尔改进了整套装置，使之更为便捷。

多贝尔的实验广受争议，他在科研体系之外工作，并且他的视力重建治疗费用非常高。但不管多贝尔的设备是否真的会出现在医疗实践中，他的实验已经成功地说明类似人工耳蜗的视觉植入设备并非不可行。多贝尔的设备不能重建视力，却能产生类似视觉的信号，足以帮助视力障碍者了解周围的状况。

多贝尔设备中的电极直接刺激人的视觉皮层神经，从而产生光幻视，即类似视觉的小范围的光感。我们都感受过光幻视。当我们揉眼睛的时候，眼前的闪光就是光幻视，它是视神经受到压力刺激而产生的。多贝尔的设备利用电脉冲刺激视神经。这个系统的最初校准过程需要通过电极输入一系列信号，接受校准的人需要描绘他“看到”的场景，然后研究员利用这些信息做测绘，就像计算机屏幕上的像素点一样。不同之处在于，在光幻视中，光点不像像素点那么均匀有规律。

测绘完成后，多贝尔的软件利用光幻视的“像素”展示出实验对象所携带的摄像机记录下的图像。在最新版本的设备中，两个摄像头将分别置于左右脑的电极相连，就像视神经连接左右脑一样。即便是这个新版本，效果也很有限，过度的刺激甚至让一个实验对象的癫痫症发作，但它确实可以让实验对象感受到周遭的物体。

除了多贝尔，还有几个大学也在进行助视项目的研究。在未来的10—20年里，助视器毋庸置疑会更加普及。有些实验深入运用脑内电极，有些则从外部刺激视神经，未来会有一部分盲人（取决于致盲原因）不需要接受侵入性脑手术就可以恢复光感，就像人工耳蜗不需要把电极植入脑内就能修复听力一样。

一旦我们可以做到通过电子设备产生刺激，特别是不需要内置电极，人类将变得无所不能。我们只能看见光谱中的一小部分，即波长为400—700纳米的光（1纳米等于十亿分之一米）。波长比可见光长的是红外线、微波和无线电波，波长比可见光短的是紫外线、X射线和γ射线。借助合适的相机，有些神经假体可以让普通人实现夜视，看到在暗处的生物身上发出的热，但这些神经假体需要植入人的大脑。

同样，人类的听力只局限于非常低频的波段。借助合适的麦克风，人工耳蜗可以让普通人听到蝙蝠的定位回声。就像夜视一样，这样的技术需要合适的传感器，才能让我们的感官更灵敏。有研究称，相较于人，狗的视觉和嗅觉更加紧密地联系在一起，所以狗可以用嗅觉导航。就像光和眼睛自然而然地联系在一起，我们可以用电子耳朵“看到”声音，或者用电子鼻子“看到”气味。感官神经假体完全有可能让携带者与环境的互动交流比普通人更加丰富。

同理，我们默认感官输入的位置一定和感官接收的位置（我们的大脑）在一起。但是，现代的电子交流并没有这个限制。感官输入可以产生在战场的坦克里，或者地球的另一边，甚至是火星表面的遥控探测器上。（火星探测器的唯一问题是时滞。光是传递信号的最快方式，但也需要4分钟才能从火星传播到地球，地球上的反馈信息最快也需要4分钟才能传播到火星上，所以火星探测器需要较长的时间才能对某个问题有反应。）而且，进入脑中的信号甚至不需要感官输入。

通常情况下，通过看电影获得的体验和真实体验相比还是很有限的。然而，使用直连大脑设备的用户体验到的电影场景则和真实世界没什么区别。不仅如此，这些用户“看到”的图像在真实世界中甚至不一定存在，它们可以是电子游戏中的虚拟场景，或者是基于互联网的虚幻宇宙。只要图像的质量较高，特别是不需要手术和电极的人机交互系统可行，这项技术就绝对可以改变我们和真实世界以及虚拟世界的互动方式，从而拉近我们的世界和《黑客帝国》中的世界的距离。

2006年，两篇发表于《自然》杂志的论文提到了神经假体，这给那些神经系统受损的人与外在环境的互动带来了希望。在文章开头，约翰·多诺霍和他在布朗大学的同事们，描述了如何在负责运动的大脑区域——初级运动皮层的中央前回区排列96个电极。实验对象马特·内格尔的脊椎在一次事故中完全受损，导致他的四肢瘫痪。

虽然事故发生于做实验的3年前，但他仍可以通过“想象”手的移动在电极中产生信号，移动屏幕上的光标，打开模拟的电子邮件，以及操控类似电视的电子设备。他可以边说话边“想象”，就像正常人边说话边干活那样。他还可以用机械手臂完成简单的动作。

想象中，对机械手臂进行精细操作将需要大量的训练（好莱坞电影肯定会如此描绘，还可能会用蒙太奇的剪辑手法，并配上非常戏剧化的背景音乐）。但在现实中，科研人员惊喜地发现，内格尔迅速学会了如何操纵机械手臂。他在几分钟内就可以用想象中的手移动屏幕上的光标；在没有更多训练的情况下，他还迅速完成了一系列其他标志实验成功的动作。

虽然上述实验是在布朗大学里进行的，但它是该实验室与赛博动力学公司（Cyberkinetics）合作完成的，该公司以“大脑之门”为名注册了这项技术，预示着这项技术未来的商业潜力。如果实验室使用的是非侵入性连接，不需要植入电极，就更好了。这类电极应该不能终生使用，也伴随着感染等其他危险，所以最佳的情况是内置装置被可穿戴装置替代。另外，有证据显示，由电极记录的神经信号会随着时间的流逝而减弱，不同的个体对电极装置的运用能力也不同（这也许是由于电极排列的微小不同导致的）。