芯片能给人第二次生命吗?
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据中国科学院心理学研究所的罗跃佳研究员介绍,现代医学确定人死亡的方式有两种,一种是心脏停止跳动,即心电图出现一条直线;另一种是脑死亡,就是说人的心跳、呼吸还存在,可是脑电活动停止了———脑电波呈现出一条直线。因为人的大脑随着思维的活动,随时在产生脑电波(或称脑电流),这是可以通过仪器测出来的。
一般来说,脑电波测定的方式是这样的:给人戴上安装着几十个或者上百个电极的电极帽,抹上电极膏,使电极与头皮紧密地连接在一起,就可以测出脑电活动。当然,脑电信号一般只有几微伏,研究人员在仪器上看到的脑电信号,已经被放大了几万倍。
脑电活动又分为自发的和诱发的,为完成一定的任务过程中产生的脑电流,被称为“诱发电位”或者“事件相关电位”,它反映为一定的、有峰值的波形。而且,脑电活动具有“锁实”性,即对一个特定的人而言,“诱发电位”的大小和出现的时间是固定的,这就可以形成“脑指纹”。
脑指纹———排除犯罪嫌疑的工具之一
在美国,“脑指纹”已经成为排除犯罪嫌疑人的重要工具之一。测谎器是通过测量呼吸、心跳等判别一个人是否说谎,但是,一个训练有素的特工是可以用意识控制这些活动的。而脑电波是直接反映大脑活动的证据,是不可控的。比如,当大脑意识到某种它熟悉的东西时,脑电流会出现峰值,因此分析脑电流的动态就可以推断受检验者是否熟悉某些事物。在案件侦破中,只有罪犯才会熟悉某些场景和证物,当他再次看到这些场景或证物,其脑电流反应肯定和普通人不同。根据“脑指纹”原理,科学家开发出“记忆和编码相关多重电波反应”技术,可以检测外来刺激1200微秒之后脑电流的行为模式,这种技术帮助美国警方侦破了一件15年的谋杀悬案。
Cyberkinetics公司创始人约翰·丹格休博士是一名神经学家,他曾用猴子进行过此类试验,研究成果发表在了2002年的《自然》杂志上。三只恒河猴脑内被植入了电子设备,这些设备被用来记录它们大脑的活动信号。然后,科学家们利用这些信号开发出一种程序,这种程序可以促使其中一只猴子持续地通过它的大脑移动电脑指针。
微电极芯片———新的中枢神经元
北京大学物理学院甘子钊院士认为,人的行动不听大脑指挥,主要是因为脑神经与神经肌肉的信号不通了,芯片相当于一个连接器,可以将两部分神经连接起来。
“植入猴脑或者人脑的探针,可用微米或者纳米加工技术制作,它通过众多的微电极以及微流体通道,将脑神经信号及某种生化反应信息接收下来,加以深入的分析及处理,以达到对认识科学的提高,也可对诸如周期性神经痛等疾病有显著的疗效。至于永久植入脑内的大脑芯片,还应当能将脑神经信号适时地发射出去,并能接收外部信号,对脑功能做可控的刺激与反应”。北京大学微流体与纳米工艺研究中心主任陈勇教授解释说。“显然,植入人脑的芯片,要考虑到生物兼容性,陶瓷、塑料好一些,另外还要考虑合适的封装和工艺。”
现代脑成像技术,已经能够清楚地了解大脑各个部位、区域的作用,因此芯片就可以被准确地安置到被破坏的中枢神经上,代替被破坏的神经元,进行信号传输工作。大脑思考的信息被芯片接收,并被准确地翻译成操作语言,发送到安装在行动肌肉上的电极上,变成肌肉控制信号,就可以让瘫痪病人按大脑的思维行动。
例如,微电脑芯片植入瘫痪病人脑内后,病人想抬起胳膊,这种想法的脑电波传送到埋在肩膀内的电子芯片内,这一电子芯片又向植入在胳膊内的几十个电极发出很多指令。因为每个电极与一组肌肉纤维相连,所以各个电极的电信号刺激各组肌肉纤维,使肌肉纤维发生收缩反应,于是就使胳臂产生运动。