能读取脑电波的“贴金纹身”,让大脑直接与电脑交互

糖醋2015-03-20
马上抄送霍金教授!

近日伊利诺斯大学的John Rogers和他的同事开发了一种柔软、可变形、置于皮肤表面的电极,可用来探测大脑信号。戴上这些金质地的电极就好像贴了纹身一样,不会对普通皮肤造成影响,同时在高强度的运动如游泳之后不会脱落。这项研究成果被发表在3月16日的期刊Proceedings of the National Academy of Sciences上面。

这项发明可以被用于一种全新的交互方式:BCI(brain-computer interface)也就是人脑与电脑之间的直接交互。Rogers认为,这项技术成熟后,一方面可以帮助如后天失去听说能力的残疾人更方便地与外界沟通,也可以用于检测睡眠情况或者人们学习、工作时的注意力集中情况。

几十年来,科学家一直在试图通过外接型设备记录脑电图(EEGs),来分析人类的大脑活动。也就是我们能够想象的,在头上沾一些涂有导电液的电极,但这些材料通常无法持续很久。新研发的“贴金纹身”由质地较软、可折叠的金质电极构成,厚度只有300纳米,宽度为30微米,依附在一片片柔软的塑料上,如下图所示。

这种极小的材料粘附在皮肤上依靠的是范德华力,也就是原子间的静电作用,与壁虎能贴壁行进的原理相同,因此持久性上比导电液好很多。通过实验,“贴金纹身”可以保持将近14天,其中还包括皮肤细胞自身的新陈代谢和表皮脱落造成的影响。

事实上,这件“可穿戴设备”由两部分构成,在颞骨乳突的部分用来记录大脑的活动情况,而耳朵内的其实是地线。在实验室研究中颞骨乳突的部分可以被连接到监控装置上。目前技术还无法达到使数据无线传输,这也是研究团队下一步努力的方向之一。不过一旦实现无线传输了,恐怕那么小的体积也很难配备储电和续航装置吧。

另一个努力的方向是交互的速度。在研究人员发布的视频中,看得到志愿者确实可以用“脑力”通过这种交互方式拼写出了computer这个词,但是速度极慢,每分钟只能输入2.3-2.5个字母。不禁让人想起《万物理论》里男主角刚开始失去表达能力时使用拼写板的样子。所以,我觉得这项技术在未经面世之前,一定要让霍金教授先试用一下。

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