发布时间:2014-08-19 11:32 原文链接: 破译大脑工作密码《黑客帝国》将成为现实

  只需要一股电流刺激,你就可以进入一种“顺流心境”(flow state)的忘我境界,让你学习新技能的速度增加一倍。这种方法或可以帮你在几个小时内解决问题,甚至赢得一场射击比赛。

  随着人类对大脑的理解日深,科学家对改善大脑认知的能力也越强。在大脑中植入芯片,将为人类进化带来无数可能性。研究人员认为,随着对大脑了解的越多,我们可以通过电刺激以提高注意力、记忆力、学习能力、数学能力以及模式识别等。电刺激或许也可能治愈抑郁沮丧,延缓认知能力下降。最终我们可以在大脑中植入计算机芯片,允许我们直接上网搜索信息或下载新技能,就像《黑客帝国》的尼奥学功夫一样。

  我们正迈向一个允许对大脑“超级充电”的方向。关键是破译大脑工作的秘密,目前这还是一个障碍,但也是投资数十亿美元研究的重点。纽约大学心理学教授加里·马库斯(Gary Marcus)说:“对于我们能最终理解大脑,我不存在任何疑问。最大的问题是,这需要多长时间。”

  修复增强

  目前的大多数技术可以增强人类的能力,让我们扮演更重要的角色。这些技术可以提供阻止认知能力下降、治愈精神疾病、恢复盲人视觉、聋人听力的关键。而且许多技术已经在现实中得到应用。

  怀特岛研究所神经学家迈克尔·韦森德(Michael Weisend)说,对大脑进行电刺激以治疗疾病有着悠久历史。古希腊人和罗马人都曾用电刺激自己,通过大西洋电鳐治疗头痛。经颅直流电刺激(TDCS)这样的疗法已被证明,可以治疗抑郁、癫痫以及其他抗药性脑疾等。

  神经植入也显示出无比巨大的潜力。科学家已经可以通过向大脑中发射声波的方式,向聋人提供听力帮助。此外,通过连接微型摄像头,科学家甚至可以捕捉形状、动态,让后将这些信息发送到大脑中,为某些盲人提供视力帮助。

  了解这些技术如何在医学上产生作用,可以理解我们对大脑的理解程度,真正令人着迷的人,这些研究允许我们将来有所作为。

  脑外刺激

  首先,你要在头上戴一个装置,确保电极以正确方式排列,然后打开开关。小股电流会通过大脑,你可能会感觉到有轻微嗡嗡声,但很快会消失。焦虑等感觉会随之消失,许多以前困扰你的问题也会突然解决。你可以更好的识别声音模式,记忆也会有显着提高。

  据神经学家和许多DIY大脑黑客称,这不是科幻感觉,已经有现实体验。许多研究人员依然对电刺激大脑的效果存在疑问,但当前的刺激的确有效。即使小股电流,也可以影响数百万细胞,增强它们的表现。韦森德说:“经颅直流电刺激比外科手术的效果更强。”他们曾确定一个大脑区域,并确保电流尽可能到达该区域。尽管这种广泛扩散的电流效果有限,但其被证明是安全的。

  到目前为止,这种方法显示可大幅改善记忆力、模式识别以及警惕能力。韦森德等人已经对500多人进行经颅直流电刺激试验,包括Radiolab的贾德·阿布穆拉德(Jad Abumrad)。研究显示,这些人学习新技能的速度比未经刺激的人快一倍。

  其他研究也显示,电刺激可以提供等同于一杯咖啡的能量。研究人员已经发现,大脑接受电刺激的人,6个月内数学能力有所增强。目前,这种技术正应用于美军狙击手训练模拟方面,效果显着。军方还发现,电刺激可帮助飞行员更好地从雷达图像中发现目标。

  这些可喜的研究成果加上廉价、易建造的设备,令电池提供动力的大脑模拟器成为DIY研究人员的最爱,特别是那些有意增强脑力和视频游戏的人,后者需要提高注意力、警惕性、反应速度等。这些试验给了科学家许多启发,韦森德说:“我们知道改善大脑功能可令其表现更好,但我们更想知道其如何工作。”

  植入芯片

  相对于电刺激,还有可对大脑产生更直接影响的方式,即在大脑中植入计算机芯片。到目前为止,这种方法已经被用于增强盲人视觉和聋人听力。随着技术进步和对大脑更深入了解,科学家可帮助人们开发出超越常规的能力。

  马库斯说,我们看到第一个神经增强能力或许是提高记忆力。目前,美国军方正利用神经植入和电极植入方式,恢复受伤军人受损的记忆。马库斯说,我们最终甚至能够植入额外记忆,并令其更加可靠。很难说我们何时能做到这点,或许10年内,或许需要更长时间。

  首先,我们必须了解大脑如何编码和储存记忆的。这是许多研究最难的部分,很难预测何时能有突破。但全世界的政府和研究机构都在建立模拟图形,试图理解大脑工作模式,这是我们当前时代科学研究最重要的课题之一。一旦我们了解大脑在储存信息时如何改,科学家就可以植入新的技能模仿这种效果,令实际下载大脑变化成为可能。马库斯称,克服这种挑战可能非常难,但我们才开始50年。

  未来展望

  无论我们正在讨论哪种技术,专家们都相信,我们比大多数想象的更为接近目标。韦森德认为,经颅直流电刺激将成为军队训练计划一部分,可以节省开支和训练时间。此外,它还可用于治愈抗药性的脑疾病。

  马库斯对神经植入的前景充满乐观,但他认为我们应更加关注大脑是如何工作的。他说:“我认为,我们在未来30年掌握的技术将依然非常粗糙。但其正在进步,而世界也将随之改变。”

相关文章

微型粒子加速器小如芯片

一种微米大小的装置,通过在一块晶体板上发射电子束就可以产生非常强烈的光。这种装置可用于制造微型X光机和粒子加速器。与目前的粒子加速器相比,这种小如芯片的装置的制造过程更短、更便宜、更紧凑。相关研究成果......

PNAS:新冠病毒通过感染人类大脑星形胶质细胞

自新冠大流行开始,就有研究显示,一些新冠患者出现神经系统后遗症,例如脑雾、头痛、注意力无法集中等等。后续许多研究关注了新冠病毒对大脑的影响、新冠病毒是否以及如何感染大脑细胞。2020年8月,中国科学院......

女性皮下脂肪给大脑当“保镖”

美国科学家研究称,女性臀部、手臂等部位堆积的更多脂肪,即所谓皮下脂肪,至少可以在更年期之前防止大脑炎症。而大脑炎症会导致痴呆和中风等病变。相关研究近日发表于《糖尿病》。男性多在腹腔等主要器官周围堆积脂......

庄小威团队发文《细胞》:破解衰老大脑的关键变化

随着年龄的增长,衰老不可避免地在我们的大脑中留下难以逆转的损伤,造成认知能力下降,还可能导致神经退行性疾病。在逐渐衰老的大脑中,细胞经历了怎样的变化?在大脑细胞中,最受关注的自然是神经元。这些长寿的细......

AI大模型“源”炼造客服大脑

2018年至今,NLP领域经历了非常大的变化,Transformer、ELMO、BERT、GPT-3,再到最近的ChatGPT(GPT3.5的微调)的突破,NLP在预训练大模型的暴力拆解路上越走越远,......

“流体智力”相关脑区图谱绘成

英国伦敦大学学院领导的一个团队已绘制出一个拥有解决问题的能力而无需先前经验(流体智力)的大脑脑区图谱。研究成果近日发表在《大脑》杂志上。流体智力可以说是人类认知的决定性特征。它预测教育和职业成功、社会......

在大脑里“走钢丝”,拯救生命中枢!

“Ta有一种脑干缺失的美”,这是最近网络上一个很火的段子,用来形容某人有一些憨憨傻傻的可爱行为。但实际上,脑干是人体掌管心跳、呼吸、消化等基本生命活动的器官,万万缺失不得的,就算只是生病,也会极其痛苦......

“迁移矩阵机”助力脑电信号解码

大脑是人体的中央控制器,具有高度的认知、学习、推理和决策能力,解码脑神经信号的动态变化是脑科学研究重要方向之一。日前,南京工业大学科研团队在脑电信号解码领域取得突破,助力脑疾病的诊治、类脑智能技术的发......

白俄罗斯:导弹已准备就绪!芯片巨头逆市扩产

白俄罗斯一则最新动向,引发国际关注。据中国新闻网援引路透社报道,白俄罗斯国防部一名高级官员25日表示,俄罗斯部署在该国的“伊斯坎德尔”战术导弹系统和S-400防空系统已准备就绪,可以执行预定任务。同时......

3纳米芯片可能连苹果都玩不起

卡在2022年的最后几天,台积电兑现了年内量产3nm工艺芯片的承诺。12月24日,据中国台湾媒体《经济日报》报道,台积电将于下周在南科园区的3nm工厂举办量产暨扩厂典礼。按照台积电的规划,这座总投资高......