第15章 脑机连接(第2/5页)

《无敌金刚》改编自马丁·凯丁于1972年发表的小说《生化人》(Cyborg),里面最著名的一句台词是:“我们可以重建他……我们有技术。”因为全身受了严重的伤,宇航员的双腿、一条胳膊和一只眼睛都更换为机械的,这使得这名宇航员虽然看上去像人类,却拥有超人的能力。这部电影轰动一时,还推出了情节类似但制作却更加精良的续集——《无敌女金刚》(The Bionic Woman),由林赛·瓦格纳领衔主演。科幻电影中所展现的奥斯汀的超能力其实是不成立的。虽然他的手臂异常有力,但当他举起非常重的物品时,他的身体根本无法承受,会被压垮或者胳膊会折断。但是,没有人质疑过奥斯汀的能力。

在真实世界中,人们在伤病后安装的假肢,几乎不可能超越原来的肢体能力,至少比不上健康正常的肢体,假肢的意义只是让整个身体看上去比较完整。在遭遇了一次严重的骨折后,我的肩部内置了一块金属板。这块金属板并不能给我超能力,还会在我每次接受机场安检的时候给我带来麻烦,但是这块金属板让我的肩膀能正常活动。腰部、膝盖的支撑设备,以及心脏起搏器也存在类似情况。这些医疗手段并不能让身体运转得比原来好,只能使身体接近正常状态。

生化人看起来很怪异的特点导致我们常把人工耳蜗和外观相似的普通助听器混为一谈。人工耳蜗能帮助治疗特定的耳疾。声音进入耳朵,振动鼓膜,进而通过3块小骨头(人体里最小的骨头)传到前庭窗的膜上,使耳蜗中的液体流动。耳蜗是一个螺旋形骨管,上面有许多像毛发一样的小凸起,这些小凸起都是细胞膜的延伸。耳蜗中的液体流动会刺激这些毛细胞的底部,在听觉神经中产生信号。如果这些毛细胞受损,听觉就会丧失。

人工耳蜗跳过之前的步骤,直接刺激毛细胞。外部的耳机接收并处理信号,产生一系列的电脉冲,传导到植入皮肤下面的设备,皮下设备刺激嵌入耳蜗的电极。最早的植入设备就是一个电极,而现在的植入设备有20个单独的刺激位点。即便是这样,也只有很少一部分毛细胞被刺激到。这种设备最开始被认为只能帮助听障人士更好地理解唇语,但事实上,它还能帮助听障人士理解听觉信息,远比预期效果好。超过30万听障人士从人工耳蜗中受益。

虽然人工耳蜗确实是生化人装备的例子之一——在人体内植入电子设备,直接和神经系统相连——但我们通常并不这么认为,因为人工耳蜗看上去就只是一个助听器。但仔细想想,眼镜看上去确实像生化人的装备。1978年,研究员威廉·多贝尔在一个叫作杰里的盲人大脑中植入了视觉辅助设备,为其重建视力,把置于眼镜上的摄像头所收集的信号,通过大型计算机输入植于大脑视觉皮层下的电极。后来,多贝尔改进了整套装置,使之更为便捷。

多贝尔的实验广受争议,他在科研体系之外工作,并且他的视力重建治疗费用非常高。但不管多贝尔的设备是否真的会出现在医疗实践中,他的实验已经成功地说明类似人工耳蜗的视觉植入设备并非不可行。多贝尔的设备不能重建视力,却能产生类似视觉的信号,足以帮助视力障碍者了解周围的状况。

多贝尔设备中的电极直接刺激人的视觉皮层神经,从而产生光幻视,即类似视觉的小范围的光感。我们都感受过光幻视。当我们揉眼睛的时候,眼前的闪光就是光幻视,它是视神经受到压力刺激而产生的。多贝尔的设备利用电脉冲刺激视神经。这个系统的最初校准过程需要通过电极输入一系列信号,接受校准的人需要描绘他“看到”的场景,然后研究员利用这些信息做测绘,就像计算机屏幕上的像素点一样。不同之处在于,在光幻视中,光点不像像素点那么均匀有规律。

测绘完成后,多贝尔的软件利用光幻视的“像素”展示出实验对象所携带的摄像机记录下的图像。在最新版本的设备中,两个摄像头将分别置于左右脑的电极相连,就像视神经连接左右脑一样。即便是这个新版本,效果也很有限,过度的刺激甚至让一个实验对象的癫痫症发作,但它确实可以让实验对象感受到周遭的物体。

除了多贝尔,还有几个大学也在进行助视项目的研究。在未来的10—20年里,助视器毋庸置疑会更加普及。有些实验深入运用脑内电极,有些则从外部刺激视神经,未来会有一部分盲人(取决于致盲原因)不需要接受侵入性脑手术就可以恢复光感,就像人工耳蜗不需要把电极植入脑内就能修复听力一样。

一旦我们可以做到通过电子设备产生刺激,特别是不需要内置电极,人类将变得无所不能。我们只能看见光谱中的一小部分,即波长为400—700纳米的光(1纳米等于十亿分之一米)。波长比可见光长的是红外线、微波和无线电波,波长比可见光短的是紫外线、X射线和γ射线。借助合适的相机,有些神经假体可以让普通人实现夜视,看到在暗处的生物身上发出的热,但这些神经假体需要植入人的大脑。