聚在一起的高上凱、洪波、高小榕等學(xué)者，聽了張繼堅(jiān)的感嘆后，立即沿著這個話題開始討論，他們在設(shè)想著能不能把此前他們的腦電信號處理領(lǐng)域的研究成果，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用剝離、分割出一部分，開發(fā)出一個什么裝置，解決因肢體原因?qū)е職埣踩藷o法上網(wǎng)的實(shí)際問題。
形成一個研究思路后，高上凱教授和她的同事們立即組建了一個課題小組，并請一位名叫程明的博士生開始在以前的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行先期試驗(yàn)。
以往的研究表明，當(dāng)人的大腦產(chǎn)生某種意念后，它會發(fā)出不同的腦電波，如何采集、捕捉到這些信息，成了這項(xiàng)研究的關(guān)鍵一步。由于腦電信號十分微弱，僅僅相當(dāng)于一節(jié)干電池的幾百萬分之一。必須首先把大腦發(fā)出的信號放大若干倍，然后采集系統(tǒng)才能清晰地捕捉到大腦的準(zhǔn)確思維活動。戴在王博頭上的那個“電極帽”，就是一個“腦電波收集器”。帽子上的若干個電極貼到頭皮上，能夠捕捉到人的大腦在進(jìn)行思維活動是所產(chǎn)生的十分微弱的腦電信號。此前的研究證明：人在進(jìn)行思維活動時(shí)，腦電信號是有變化的，電極帽就是在捕捉到這些不斷變化的腦電信號后，輸送到電子計(jì)算機(jī)內(nèi)，進(jìn)行放大、處理，然后通過設(shè)計(jì)好的程序經(jīng)過計(jì)算，從而識別出人的大腦所發(fā)出來的各種命令，然后，計(jì)算機(jī)就“明白”了人的大腦所表達(dá)的意思，便向外界的其他裝置——也就是被控制的對象，發(fā)出指令，安裝在這些可控裝置上的設(shè)備接受到指令后，便會“乖乖地”服從指令，從而完成人腦把意識變成物質(zhì)的過程。
據(jù)高上凱教授介紹，1999年，他們便在國際上較早地完成了解讀視覺腦區(qū)信號的“腦機(jī)接口系統(tǒng)”，并創(chuàng)造了利用視覺信號于外界裝置之間每分鐘60比特的最高通訊速度，亦即每分鐘可以用腦電波想計(jì)算機(jī)輸入18個數(shù)字。通過這套裝置，人們可以僅憑思維活動，就能夠在一分鐘內(nèi)撥出一個手機(jī)號碼。而當(dāng)時(shí)國際上同類研究機(jī)構(gòu)的同類系統(tǒng)，一般僅能完成25比特的通訊速度。
1999年9月，高上凱教授趕赴美國參加一個國際學(xué)術(shù)研討會。在這次研討會上，她發(fā)表了一篇圍繞這個科研思路所形成的論文。由此，這種brain-computer interface （bci）或brain-machine interface (bmi)的尖端技術(shù)，在第一次確定了漢語的準(zhǔn)確表述方式——“基于腦電信號的腦機(jī)接口技術(shù)及裝置研究”，簡稱“腦機(jī)接口技術(shù)”。
之后，這個科研項(xiàng)目由于其尖端的學(xué)術(shù)地位和無法估量的經(jīng)濟(jì)及社會效益，獲得了國家自然科學(xué)研究基金的經(jīng)費(fèi)支持，同時(shí)，又先后被列為“十五”和“十一五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃“醫(yī)療器械關(guān)鍵技術(shù)研究及重大產(chǎn)品開發(fā)”項(xiàng)目。
2001年10月份，腦機(jī)接口技術(shù)的演示裝置——“環(huán)境控制器”，終于在無數(shù)次的試驗(yàn)后成型了，同時(shí)也能夠進(jìn)行更復(fù)雜的試驗(yàn)了，于是，他們便聯(lián)絡(luò)了北京康復(fù)醫(yī)院，在王博先生的配合下，第一次把腦機(jī)接口技術(shù)，應(yīng)用于臨床試驗(yàn)。
王博僅僅坐在輪椅上“動動腦子”，就達(dá)到了控制鼠標(biāo)、控制電視各個按鍵的目的，這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)過完善后，將來最終實(shí)現(xiàn)蘊(yùn)含著高上凱等這些專家學(xué)者們一腔博大愛心的、“讓全癱病人也能上網(wǎng)”的初始目的，為期不遠(yuǎn)了……
誰與爭鋒：“清華成就”占據(jù)全球“腦機(jī)接口”技術(shù)巔峰
清華大學(xué)開發(fā)出來的腦機(jī)接口系統(tǒng)總共有三部分組成：電極帽、腦電波放大器和一臺用來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)。繼由第一位受試者王博配合參與的那次試驗(yàn)之后，高上凱教授和他的同仁們又把“環(huán)境控制器”作了更進(jìn)一步的完善，從各個不同的角度，進(jìn)行了多次試驗(yàn)。并計(jì)劃將這三部分設(shè)備，精簡為兩部分，把腦電波放大器和數(shù)據(jù)處理器合并一起，置入一個電話機(jī)大小的盒子中。這樣，就為這套設(shè)備走出實(shí)驗(yàn)室、最終通過產(chǎn)業(yè)化的渠道，造福于更多的癱瘓病人奠定了基礎(chǔ)。
同時(shí)，清華大學(xué)神經(jīng)工程研究所的專家們，為了獲得更多更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嘘P(guān)腦機(jī)接口的試驗(yàn)資料，又在中國康復(fù)研究中心、北京大學(xué)第三附屬醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu)的協(xié)助下，開展了多次、多例試驗(yàn)。僅2003年10月至12月，他們就選取了10名全癱病人，連續(xù)進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，獲得了一組珍貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。這組受試者8位男性，2位女性；年齡最大的51歲，年齡最小的22歲；身體受損傷而導(dǎo)致全癱的原因有車禍、外傷、腦癱等多種原因，至受試時(shí)脊柱神經(jīng)受損傷時(shí)間最長的3年，最短的5個月，手指肌力均為0級，手、臂均完全失去了一切自主活動功能。面對這些情況各異的受試者，腦機(jī)接口技術(shù)在他們身上的全部實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的試驗(yàn)效果。
※本文作者：老槍※