【文/丽贝卡·施瓦茨洛斯 译/余烈】
今年7月 ， 科学家们宣称 ， 他们在一名男子的大脑中放置了神经植入物以恢复他的交流能力 。 这名男子被称为潘乔（Pancho） ， 自2003年遭受严重中风以来 ， 他一直处于部分瘫痪状态 ， 无法说出别人能听懂的话 。
这项新技术通过电极阵列记录潘乔的大脑活动 ， 并对其加以分析 ， 以检测他试图说的话 ， 然后将他的意图翻译成可以在电脑屏幕上显示的词句 。 这是脑机接口（BCI ， brain-computer interfaces）领域爆炸性增长所取得的最新成果 。 类似的系统已经成为头条新闻 ， 因为它允许颈部以下瘫痪的人直接用他们的思想控制电脑光标和肌肉刺激器官 。
脑机接口技术允许计算机从活人的大脑中读取信息 ， 或将信息插入其中 。 以先前的成果为基础 ， 这一领域会有更多新的进展 ， 毫无疑问 ， 我们将看到更多关于脑机接口技术的头条新闻 。 这就是为什么我们现在需要问一些基本问题：这些技术是如何运转的？它们能否被用来偷偷地读取我们的思想？对于脑机接口对社会可能造成的影响 ， 我们是否应该感到兴奋或担心？
虽然大脑和计算机都很复杂 ， 但由于两个简单的事实 ， 脑机接口是可行的 。 首先 ， 人们的大脑包含了数百个微小的地图 ， 每一个地图中都代表了你的身体感觉和预期行动 。 这些地图不是由纸和墨水制成的 ， 而是由脑细胞组成的 ， 并通过脑电活动表现出来 。 最重要的是 ， 大脑地图的基本组合方式和它们在大脑中的位置在不同人之间非常相似 。
由于大脑的专门功能和大脑中地图的位置具有普遍性 ， 大脑地图是脑机接口技术的理想入口 。 为了从潘乔的大脑中收集他想说的话 ， 科学家们打开了他的部分头骨 ， 并在代表舌头、嘴唇、下巴和喉部运动的脑图上放置了128个电极——换句话说 ， 这些是他身体中产生说话声音的部分 。 这使科学家们能够测量那些代表他想说的话的大脑地图区域中的脑电活动 。
从脑图捕获信号只是制作有用的脑机接口的第一步 。 尽管每个人脑图的位置是相同的 ， 但细节 ， 即地图内的活动模式意味着什么 ， 因人而异 。 从某种意义上说 ， 你特定脑图的独特特征是一种加密 ， 可以保护你的想法和感觉免受潜在窃听者的侵害 。
这也引出了使脑机接口成为可能的第二个事实 。 由于机器学习的进步 ， 科学家们开发了可以学习识别海量数字中的关键模式的程序 。 他们通过提供大量示例来训练这些程序实现对大脑信号的解码 。 但是 ， 如果训练此类程序（称为解码器）的目标是破译来自特定个人大脑的信号 ， 那么这些示例也必须来自这个人的大脑 。

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开发脑机接口的研究人员通常通过指导个人在特定时间思考特定想法来创建此类示例 ， 从而为程序创建神经课程以供学习 。 在潘乔的案例中 ， 科学家们让他试图说出屏幕上显示的常见单词 ， 在据此生成的语音分布图中收集了近一万个活动示例 ， 另外250个示例是在他试图说出由这些单词构成的句子时收集的 。 即使经过如此广泛的训练 ， 他的解码器仍有25%到50%的时间出错 。
虽然脑图的通用特征和位置使其成为脑机接口的合理入口 ， 但脑图的独特特征往往可以保护它们免受窥探 。 如果脑机接口成功地从大脑中读取了特定的想法或意图 ， 则是经过被读取大脑的个人的许可和顺从 。
但是有一些秘密方法可以在你不知情的情况下在你的大脑上训练解码器 。 如果你的神经数据（无论是从大脑中的电极 ， 还是从嵌入发带或帽子中的传感器收集的）落入拥有有关你活动的详细信息的公司手中 ， 就会发生这种情况 。