脑洞大开：基因解读、脑波交互、脑机接口

2018-01-14 来源：转化医学网标签：掌上医生喝茶减肥一天瘦一斤安全减肥 cps联盟美容护肤

摘要：临床的需求是这项技术不断发展的巨大动力，科学家目前在攻克的方向是如何获得脑部信息，并把这些信息进行转化

　　人类基因里蕴含着很多信息，一旦掌握了信息的规律，会对人类的生命、健康有很大的帮助。

　　王俊表示，人类身上的DNA是从父母那里遗传来的，从本质上来看，所有的DNA对于人来就是31个字母，这31个字母蕴藏了人未来各种各样的可能性，因此它可以视为一种生命体的生物信息载体。也许未来的储存不应该是硬盘、磁盘、光盘，而是DNA。

　　王俊称，通过分析藏在DNA里的信息，人类可以知道很多事情，例如曹操墓里面到底是不是曹操，客家人是不是中原的后代……总之，这些信息可以告诉你是怎么进化来的，在一个环境里面会有怎样的生理反应，到底是哪些因素导致你生病了。

　　有人会问：“我的基因糟透了，我能不能想点招，改一下？”对此王俊表示，已经有人开始做这样的尝试，而且已经有成功的案例。

　　对于未来，王俊提出这样的畅想：器官坏了，用3D打印的方式做出来；希望青春永驻，就把此时此刻的生命信息保存纪录下来……这些都可以通过破解基因信息实现，而这也意味着我们掌握了生命的规则。

　　生物感知专家、neurowear创始人Tomonori：生物感知技术如何去改变未来的通讯方式？

　　Tomonori是一位来自日本的生物感知技术研究者，他主导的neurowear团队致力于利用生物感知技术创造新的社交工具。Tomo团队最新发布的新产品“NeuroHeadphone”和”neurocam”，能通过检测人的脑电波为用户推荐音乐或者录制影片，发布后在国内外广受好评。

　　此前，Tomonori最出名的产品是一对叫“necomimi”的仿生猫耳朵，这个项目被《时代周刊》选为2011年度最顶尖的50个发明之一。它可以利用生物信息来表达使用者的情绪。

　　Tomo在2011年与人合写了”智能手机沟通”一书，这本书成功预言了很多当前的潮流趋势。

　　来自日本的加贺谷友典教授关注的是脑波交互，这项看似很遥远的技术，首先被加贺谷友典实现在了一对仿生猫耳朵上。

　　这对猫耳朵名为necomimi，内置了一块脑波侦测CPU，它可以探测人脑微小的变化，从而让猫耳朵做出不同的动作。比如，开心的时候，耳朵会竖立起来；放松的时候，耳朵会垂下来。

　　之后，加贺谷友典又开发了猫尾巴，同样可以根据人的情绪变化做出相应的反应，人脑的情绪就这样被具象的表现出来。但是，这样的设备看似没有什么具体的用处，仅仅用来卖萌？

　　实际上，necomimi仅仅是加贺谷友典探索脑波交互的第一步，他认为，脑波是人类尚未开发的、有着广泛应用市场的交互方式：

　　“人类有两种类型的’文字’：语言文字，非语言文字。语言文字有比如电子邮件、短信、信函、聊天等。然而还有其他一些非语言文字，比如我们的脸部表情还有肢体语言、语音语调等。除此以外，我们还想到其他一些类型的语言信息，我们没有来得及使用到的，比如我们大脑的活动。”

　　加贺谷友典将脑波交互的应用继续推进，开发了一个名为MICO的音乐感应播放器。使用者将头箍戴在头上，MICO就会根据你当下的情绪，播放最符合你口味的音乐。MICO还会感知人脑的注意力方向，比如，当你听歌时需要接电话，MICO就会感知到你已经不在听音乐，会自动停止播放。

　　MICO的重要意义在于，它为搜索提供了一种新的输入方式：

　　“我们怎样找到想要的音乐呢？用搜索框？但是对于一个无法描述、你不知道的东西，怎么搜索呢？MICO让音乐来找我们，这是一个全新的体验。”

　　脑波能控制的设备还有更多。加贺谷友典还有另一款产品NEROCAM，是一款iPhone配件，它会配合人的情绪，自动打开摄像机拍摄。加贺谷友典播放的影片中，使用者戴上NEROCAM，看到了心仪的异性，iPhone就自动记录下了这个瞬间。

　　脑波控制的目的，是让人和机器的关系更加紧密，同时用更为简单、直接的方式交流。之前我们提到，人与机器的关系，发展到极致，也许是“人与人”一样的“情感交流”。加贺谷友典在这个方向上也有所尝试，他希望让人身边所有的物体都有情感、有生命、可以和人交流。

　　这个产品名为mononome，是一对可以反映“感情”的眼睛状装置。把它放在任何物体上，它就赋予了这个物体生命。比如，把它放在一个罐子上，当人触摸罐子，mononome就会微笑；当你许久没有靠近它，它会摆出郁闷的眼神。

　　这个小装置也是人机交互的另一种思考方向，它让非生命的物体和你连接的更为紧密。

　　家庭里所有的东西将会成为紧密的家庭成员，他们会关爱你，这是一个全新的沟通体验的开始，我们将会去关照到和喜爱到我们周围所有的东西，我希望用这种方式能够使得人们更幸福。

　　脑机接口专家JoseCarmena：脑机接口技术的发展现状、发展挑战和发展前景

　　脑机接口是一项已经有50多年历史的技术，为了帮助有障碍人士，科学家们投入了大量精力到这一领域。JoseCarmena介绍，脑机接口技术简言之就是用机器来连接大脑，通过设备读取到的大脑信息来控制机器。这项技术有很多应用场景，比如中风病人可以利用这项技术获得生活自理的能力。

　　临床的需求是这项技术不断发展的巨大动力，科学家目前在攻克的方向是如何获得脑部信息，并把这些信息进行转化，再把转码后的信息变成具体行动，概括来说就是把思想变成行动的过程。在这一技术的帮助下，未来有一天，坐在轮椅上的人可以通过脑机接口技术做更多事情。

　　脑机接口有两种实现方式，一是嵌入式，二是非嵌入式，嵌入式需要在人脑中植入设备，这种方式让很多人感到担忧，作为脑机接口的专家，JoseCarmena对这种担忧表示理解，但他同时认为，这种技术为人类带来的好处是非常宝贵的。

　　JoseCarmena认为，脑机接口的市场非常大。一个典型的例子是耳蜗，这个20年前开发的技术能够帮助聋人重新获得听力，虽然设备简单却有非常大的市场，虽然耳蜗实际上并不严格属于脑机接口的范畴，但这一市场现象足以说明脑机接口技术的广阔商业前景。JoseCarmena介绍，目前，脑机接口市场已经达到65亿美元，到2018年，这个市场可以达到107亿美元，市场规模非常庞大。

　　目前，脑机接口技术面临两个技术难题。第一个难题是如何把设备植入大脑，并且保证这个设备能够在使用者几十年的整个生命周期正常运作；第二个难题是通过什么样的方式从病人大脑中获得信息，并对信息进行有效解读。为了进一步推动脑机接口技术的发展，使其能够发挥更大的作用，脑机接口的研究者们正在努力攻克这两大难题。除此之外，如何能够让外界机械拥有处理信息的能力也是研究者们在努力的方向。

　　JoseCarmena和他的研究伙伴们已经开发出了一个名为BMI的脑机接口设备，他们称其为动作假肢，可以帮助解码脑电波，现在，JoseCarmena与加州大学伯克利分校的同事事们正在研究，如何基于BMI在机械与大脑之间建立沟通的回路。

　　目前，脑机接口技术已经得到了美国政府的重视，美国总统奥巴马也在推动这一工作。JoseCarmena认为这一技术还可以发挥更大作用，现在它已经进入到人的精神健康领域，未来将为人类带来更多好处。