腦機介面讀懂大腦 靠意念操控機器將是未來?

腦機介面(Brain-Computer Interface, BCI)這一概念最早於 1973 年由 UCLA 的 Jacques Vidal 提出,他將其定義為大腦與外部裝置之間的直接連結。人類一直夢想著僅憑意念就能操控機器,而今時今日,AI 讀懂大腦,意念控制機器這一夢想正逐步變為現實。

BCI 技術的核心在於解讀大腦活動並將其轉換為可執行的指令,這得益於神經科學、人工智慧(AI)與生物工程的交叉研究發展。如今,腦機介面的應用已從醫療康復拓展至智慧控制與認知增強,甚至可能改變人類與機器的交互方式。

最新突破:AI 讀懂大腦,靠意念控制無人機

近期,腦機介面技術有兩項重大突破。其中之一是中國天津大學與清華大學聯合開發的「雙向腦機介面」,不僅能讀取大腦指令,還能向大腦回饋信息。透過這項技術,使用者可以用意念控制無人機進行四個自由度的飛行,並提供更強的控制精度與即時反饋能力。相較於傳統 BCI 設備,運算速度提高 100 倍、能耗降低 1000 倍,為腦機介面技術的實用化帶來突破。

AI 幫助「讀懂」大腦:fMRI 轉換為文字

而來自耶魯大學、劍橋大學與達特茅斯學院的研究團隊則開發出一款名為 MindLLM 的系統,透過功能性磁振造影(fMRI)掃描腦部活動,並利用 AI 模型將腦波數據轉換為可讀的文字。在多項測試中,這項技術比傳統方法提升了 12% 以上的準確度,未來可能應用於神經康復、語言重建等領域。

從 2016 年之後腦機介面的實驗就成為 AI 研究的重點之一,主要有兩種技術路線:非侵入式技術,透過腦電波(EEG)或 fMRI 來讀取大腦活動,無需手術,適用於簡單設備的控制,如機械義肢或無人機。

另外一種則是侵入式技術,像是由伊隆·馬斯克和其他八位創辦者共同創辦的Neuralink ,主要研發植入式晶片,直接連接大腦神經,可獲得高精度數據,甚至能幫助癱瘓患者恢復運動能力。但目前仍有手術風險、長期生物相容性等問題等待解決。

醫療與康復:讓癱瘓患者重拾行動力

腦機介面在醫療領域的應用發展也已經有顯著成果,特別是在神經疾病治療方面。例如,帕金森氏症患者可透過深部腦刺激(DBS)技術來調節神經信號,以減緩症狀。此外,閉鎖症候群患者也能透過腦機介面技術「打字」,重新獲得與外界溝通的能力。

此外,脊髓損傷或中風患者,則可以透過腦機介面直接以大腦控制機械義肢,幫助患者恢復部分運動能力。例如,Synchron 公司透過微創血管手術,將訊號感應器植入大腦運動皮層,使癱瘓者僅憑意念即可控制電腦或行動裝置,恢復基本的溝通與日常操作能力。

認知增強與智能控制:意念操控機器

腦機介面的另一種應用在於強化大腦神經連結,提高學習能力與專注度。目前已應用於智慧家居,例如用意念控制燈光、電視等設備,提供更便捷的人機互動方式。

Neuralink 已經成功讓猴子透過植入晶片來玩《乒乓》(Pong),並獲得 FDA 批准,開始進行人體試驗,評估該技術是否能幫助四肢癱瘓或運動障礙患者控制電子設備。馬斯克本人甚至表示,若條件允許,他願意成為第一個植入 Neuralink 晶片的人。

不過,腦機介面直接衝擊的是倫理問題,由於腦機介面直接與大腦活動相關,數據極具個人化與機密性。一旦遭到駭客入侵,可能導致個人隱私洩漏,甚至出現「思想監控」等嚴重問題。

同時,侵入式技術的風險也一直是腦機介面備受關注的重點。對於植入式的腦機介面來說,手術風險、長期生物相容性與設備維護仍是重大挑戰。目前尚未有長期使用的腦機介面植入物能夠保證完全安全與穩定。

腦機介面、神經科技和 AI 在人身上的應用日益發展,未來可能更趨多樣化,所帶來的倫理和法律問題將比 AI 在其他領域的應用更為複雜。有些人認為,技術濫用與公平性問題若未解決,腦機介面應用很難真正普及。

此外,腦機介面技術成本過高,可能只有少數人能夠負擔,進一步擴大社會科技落差。目前腦機介面研發進度最快的兩間公司,除了馬斯克的 Neuralink 之外,另外一家是由亞馬遜創辦人傑夫·貝佐斯和微軟創辦人比爾·蓋茨投資的美國公司 Synchron,利用微創血管手術,將訊號感應器透過頸動脈植入大腦運動皮層。植入後,感應器會偵測大腦神經訊號並將其無線傳出去,讓癱瘓者只需要意念就可以操控電腦或行動裝置,讓患者可以重獲與人交流的能力。

腦機介面技術正在重塑我們對大腦與機器交互的理解,並逐步從實驗室走向日常應用。從意念控制無人機、AI 轉換腦波為文字,到醫療康復與認知增強,都有相當大的潛力。未來,隨著 AI 和神經科學的進一步融合,或許在技術上能夠真正實現「讀懂」大腦,但這是人類社會能夠接受的未來嗎?可能造成哪些負面影響?相較於技術應用可能帶來的正面貢獻,我們願意承擔多大的風險?這些都是牽涉重大、不容掉以輕心的問題。