腦後插管技術：搶在大腦之前分析眼睛看到的東西

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2 mV電壓不算多大，但用它來黑進大腦足矣。

這個2 mV電壓指的是認知電位P300，這是一種由人類腦部產生的，只有在找到想找的物體的時候才會瞬間出現的電信號。更重要的一點是，該信號可以通過貼在腦袋上的電極於大腦思維對目標物體分析之前就檢測到。

美國國防部屬下研究機構之一DARPA(美國國防高級研究計劃局)對此非常感興趣。DARPA的「以神經技術提升情報分析」計劃(NIA programme)致力於在無人機和衛星拍攝的圖像中找尋導彈發射架和路邊炸彈等物品。為此，DARPA為研究人員提供了大量的經費，研究如何利用P300電位的特性，從負責查看衛星照片的識別者的腦迴路中，將「已找到目標物體」這個意識截取出來。

其中霍尼韋爾航空航天部的Robert Smith與神經學事業公司(NeuroMatters)的Paul Sajda是該研究的應用者們。這些公司基於DARPA研究成果設計的「圖像分類系統」均要求圖片識別者佩戴特殊的頭套(如圖)。頭套上面裝配有32個電極，用於感應大腦神經元活動產生的微弱電壓變化。工作狀態的「圖像分類系統」會在佩戴有電極頭套的識別者的眼前將圖片以十張每秒的速度迅速切換播放。這個速度對於大腦的思維來說實在是太快了，大腦會在剛要對照片進行思維上的分析時，就將全部注意力轉移到下一張照片的內容上。但是對於照片識別的最初階段，只涉及刺激到認知加工這段過程來說，十張每秒的速度並不算太快，當快速閃過的圖片裡面包含有識別者認為的可疑物體時，頭套會檢測到一個特徵P300電位。而引發這個特徵電位的照片將被標上記號，以供進行更仔細的複核。據Sajda博士介紹，利用P300電位識別照片的速度是傳統思維識別速度的三倍。

三倍速固然很不錯，但在識別物體這件事情上，識別的準確性無疑更為重要。有研究者認為可以通過主動刺激大腦來提升識別的準確性，比上述只是讀取大腦外圍的信號的方法更進一步。許多研究表明經顱微電流刺激，也就是用小電流對著腦袋電一下能增強被電者所謂的「流體智力」，增強的流體智力是指一般智力里構成類似於運算、推理的這種能力，區別於「晶體智力」：應用先前已獲得的知識經驗的能力。另一個美國軍事研究機構美國情報高級研究計劃局(IARPA)希望利用這個流體智力增強現象來強化目標物體識別。

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經顱微電流刺激的玩法有很多。但新墨西哥大學的神經學博士Vincent Clark表示，目前的經顱刺激使用的只能是2 mA電流，這個電流對被刺激者來說是無痛無害的。在IARPA贊助了部分經費的項目中，Vincent Clark和他的團隊通過貼在頭皮上的電極，用9V電池對1000多名志願者的大腦進行了經顱微電流刺激。在經過半小時的刺激後，實驗組志願者比對照組在照片里發現的狙擊手、簡易爆炸裝置等的數量要多出13%。(對照組電流設置為實驗組的5%，100 μA，用於排除實驗組由於通電導致的皮膚微微發麻感覺的影響)

美國空軍下屬人類效能指揮部位於俄亥俄州的賴特-帕特森空軍基地內大腦刺激相關項目主管Andy McKinley表示，如果將其中一個電池電極從受試者的腦袋移到手臂上，讓電流經過更多的腦組織，可以進一步增強經顱微電流刺激的效果。McKinley的受試者會接受約25分鐘的經顱微電流刺激，在刺激後的6個小時內實驗組受試者發現的坦克、導彈發射架和其他有用目標的數量是對照組的兩倍。
令人欣慰的是，這些實驗似乎不會對志願者產生任何不良影響。據Clark博士介紹，實驗的電流刺激使志願者感到微微欲睡，但大多數志願者非常享受這種「注意力非常集中的狀態」。奇怪的是，McKinley博士的說法幾乎相反。他說參與實驗的受試者能在被剝奪睡眠的情況下保持更久的警覺狀態和舒暢的心情。有的受試者說，他覺得電刺激後的大腦像是剛剛喝了一大杯濃咖啡般精神。

願安培力與你同在

對於識別物體來說，頭上戴著一個看起來像是瘋狂洗剪吹髮明的頭套，舒舒服服坐在電腦前等著被「讀腦」是一回事。而在危險區域執行巡邏任務，或者在戰壕里舉槍迎擊敵人的時候，通過「讀腦」來輔助識別敵人又是另一回事了。沒錯還是DARPA，他們做出了這種「心靈雷達」。這個心靈雷達指的是由波音公司與通用汽車公司的部分參與合資，DARPA開發的認知技術威脅預警系統，該系統將全景視圖與圖像分類技術相結合，並應用到野外戰場環境上。它更為人所知的名字是「盧克望遠鏡」(Luke』s binoculars，星戰梗)。

「盧克望遠鏡」預警系統看起來不像望遠鏡，用起來也不像望遠鏡。實際上與前文一樣使用者必須佩戴電極頭套，而使用者看著的是以每秒十個畫面的速度旋轉切換著的全景圖，是由圍繞使用者的各相隔60°布置的六個相機拍攝的周圍環境實時圖像。如果全景圖裡任意一個區域讓使用者產生P300電位信號，預警系統會彈出一條提醒，並讓他更仔細地分辨這個區域里的可疑元素。在實驗環境中，使用「盧克望遠鏡」的士兵識別周圍可疑物體的效率幾乎是使用傳統軍用望遠鏡效率的兩倍。

「讀腦」技術在軍事上也可用於減少「友軍之圍」事件 。位於馬里蘭州的美國陸軍研究實驗室與澳大利亞和英國的國防部攜手在這點上研究分析大腦的α，β，δ和γ波。與P300電位信號不同，大腦會持續不斷地輸出這些腦電波，而這些腦電波的強度和頻率可以實時反映大腦狀態。

在士兵意識到自己看到敵人之後，大腦需要400到450毫秒的時間來讓手指扣動扳機。但是如果他在這段時間裡發現槍口對著的其實是友軍呢？據該研究項目的神經科學家Jean Vettel說，如果士兵已經意識到他判斷錯誤，利用腦波數據可以讓設備在短短200毫秒內完成分析。這應該有足夠的時間聯動槍械的保險機構來阻止子彈射出，從而減少友軍傷亡。只能說這個真的是個腦洞大開的想法。

本文譯自 the economist，由譯者 幕後煮屎者 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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