九乡新闻网轩尼诗跑车:我是谁？人类意识和大脑的故事等四则
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/07/07 11:31:55
文章指出，人们对这些问题的探讨，使得科学开始进入这个本属于哲学的领地。由于外伤、疾病和药物都能够改变意识，因此，所谓“我”的“自由意志”变得可疑。人们对酒精、色情、尼古丁的执著与毒品成瘾的作用十分相似，“我”又可以通过药物或其他方式的刺激来创造。 “濒死经历”的现象还包括有的人感到“意识脱离身体”的经历，被称为“灵魂出壳”。
文章还说，科学家还发现问题出在“快乐中枢”。人类快乐中枢，负责生存和生殖。原来所谓食色性也，都是因为可以刺激快乐中枢，让人放不下。若是对“快乐”不加节制，就会成瘾。快乐是好事，只是不要被“快乐中枢”骗了自己。这其中关键的问题还是“我是谁？”、“意识”究竟是什么？是物质大脑机制作用产生的一种感受；还是有另外的存在？
全“我”是谁？还是由每个人自己来回答吧。
我是谁？--人类意识和大脑的故事
“我是谁？”，“意识”究竟是什么？千百年来这些都是人类追问的基本哲学问题。进入20世纪以后，随着脑科学的出现，尤其是对临床精神病例的研究和脑造影技术的发展，科学开始进入这个本属于哲学的领地。
渐渐地，哲学问题变成了科学问题，一个核心假说产生了：意识就是大脑的活动。“我”这个概念也越来越和脑的活动结合起来。
那么，意识究竟有没有独立性呢？控制了大脑是否就真的控制了“我”呢？
“我”意味着什么？
对于大多数人来说，“我”是特别的，也是唯一的，不可替代的。“我”意味着这张面孔、这颗脑袋和这个身体；意味着爱不爱吃巧克力，或是喝啤酒；也意味着与生俱来的个性、特点、脾气；还意味着自身的经历、记忆和情感。
“我”是自私的，“我”渴望别人的尊重，精神的慰籍，和感官的欢愉……“我”总是有那么多的愿望和欲望，更有喜怒哀乐的发泄。同时“我”也有高尚的一面，有同情心；“我”希望自己好，也希望别人好。
“我”是一种自由意志的体现，既会做好事，也可能做坏事。许多人说，最了解自己的是自己，因此“我”就是“我”。
但是，这些朴素的自我认识仅仅是大众文化，当科学家们逐渐将人的情感、语言、逻辑等心理反映归结为大脑不同部位的功能的时候，“我”和意识的独立性问题也变的突出了。如果控制大脑就能彻底左右人的意识，“我”就成了棘手的大问题，所谓“自由意志”也将不复存在，人类意识被分解成为大脑新皮层不同区域的电极活动的结果。
“我”开始糊涂了
脑功能很容易受外部因素左右。如果“意识”就是大脑功能的产物，意味着“自由意志”不过是一种虚幻。
1848年9月13日，一个名叫盖吉(Phineas Gage)的铁路工人，在美国弗蒙特州施工时，不幸在一次爆炸事故中被一根铁棍击穿头颅。幸运的是，他活了下来。但是原先那个严谨、勤奋的他消失了，取而代之的是一个毫无恒心、胡言乱语的酒鬼。
传统哲学思想并不把意识(包括感情个性等)等同于大脑，而盖吉的例子使这个问题复杂化了。一部份人开始认为，既然一次大脑创伤就能改变一个人的个性。可见脑子不仅是储藏“自我”的器官，而且应当就是产生“自我”的地方。
盖吉的事故发生13年后，法国神经学家布罗卡(Paul Broca) 发现大脑左颞叶损伤可以导致语言障碍。这是首次将认知功能与大脑某一部位直接联系在一起。在那以后，类似的研究越来越多。特别是近年来，核磁共振(FMRI)，正子断层扫瞄(PET)等技术在脑活动造影方面的广泛使用，大大推进了大脑活动规律的研究。目前人们已经相信，脑的不同部位都有不同的功能，因此不同部位的损伤可以导致特定的运动和认知能力的障碍或丧失。
但是，这是不是意味着意识就等同于大脑的功能呢？
进入20世纪以后，社会变得更加包容，一些人体特异现象开始在西方得到人们的关注。例如催眠术可以将人带进令人难以解释的意识状态中去。还有某些精神和心理疾病的患者并没有脑部病变，这意味着脑损伤与认知能力障碍没有必然联系。
但是后来的研究发现用药物刺激大脑后，可以成功模拟一些精神疾病的症状。由于这些药物并没有造成大脑病变，因此很多科学家们坚持，所谓的特异的精神现象不过是某些体内的化学物质在捣鬼罢了。不过，围绕催眠术的争议并没有因此结束。
如果外伤、疾病和药物都能够改变意识，那么所谓“我”的“自由意志”就变得有些可疑。这对商业、司法等许多社会领域的价值观和既定规则都是一个挑战。比如在犯罪学领域，确定一个人是罪犯的前提是本人在犯罪前能够做出选择。西方司法理念认为没有选择的机会就不能定罪，因此精神病人犯罪不能被当作罪犯处理，因为他没有能力对自己的意识负责。但是如果“自由意志”本身是不存在的，任何犯罪行为是否都可以或者应该被原谅？
20世纪90年代后期，美国一个有恋童癖的人被捕了。就在定罪宣判前检查发现他患有脑瘤。切除脑瘤后，这个人的恋童癖竟然消失了。而当一段时间后脑瘤复发，恋童癖也死灰复燃。于是他再次进行手术，恋童癖也再次消失。那么究竟是谁在犯罪？谁应该负责？
就这样，一个看似简单的问题变得越来越复杂。
“我”不能自已
科学家研究发现，人们对酒精、色情、尼古丁的执著与毒品成瘾的作用十分相似。因为这个“我”不但受困于越来越多的“先天缺陷”，又可以通过药物或其他方式的刺激来创造。
另外一个很突出的例子来自于荷兰一个犯罪率极高的家族。1993年，科学家们相信他们终于从遗传角度找到了原因。分子生物学研究发现这个家族的成员缺少一种叫做单氨氧化脢A的基因，导致他们情感反应缺陷，从而有暴力倾向。换句话讲，其家族成员患有可以导致他们犯罪的遗传病.“先天缺陷”虽然不能使当事人完全摆脱法律责任，但或许能得到多一些公众同情。这样的科学发现让法官们和陪审团愁眉苦脸，却让律师们有了更多的兴高采烈的操作空间。
再比如在商业方面，正当的市场竞争要求顾客能自由选择商品。于是问题来了，通常顾客选择某项商品应当是因为喜欢，不应当是被迫的。而“喜欢”又是什么？是他自己吗？如果是某种嗜好和瘾好使顾客购买某种商品，他是自由的吗？那么商家是否可以先用一种商品刺激顾客产生某种嗜好，再诱导人们去购买另外一种商品？
人们多少都有些不同的喜好和瘾好。有人喜欢巧克力，有人爱吃辣，有人爱喝酒或抽烟。科学家研究发现，人们对酒精、色情、尼古丁的执著与毒品成瘾的作用十分相似。
当意识完全是大脑活动的产物时，古典意义上的“我”已经迷失了。因为这个“我”不但受困于越来越多的“先天缺陷”，又可以通过药物或其他方式的刺激来创造。
来自修女的启示
那么，在大脑面前，“我”有自由吗？一个持续了15年的对六百多位修女的研究或许能为我们提供新的线索。
肯塔基大学的斯诺顿对诺特丹姆的678个老年修女进行了跟踪研究。定期对修女们的记忆力和认知力进行检查；在修女们去世后，对她们的大脑进行解剖分析。斯诺顿的发现之一是：以认知力下降为特点的老年痴呆症与脑部病变似乎没有必然联系。
一位名叫玛莉的101岁的修女有十分良好的认知力，但是她去世后的检查却发现她的大脑有典型的老年痴呆症的病变。这些病变一向被认为是造成患者认知能力障碍的元凶。那么玛莉清晰的意识应当如何解释呢？而且玛莉并不是唯一的例子。最后科学家将这种现象归结为她们乐观的人生态度。
超心理之谜
意识的产生，尤其是一些的深层思维活动很难用简单的物理和化学刺激来替代。有些常见的心理活动仍然是脑科学的难题，其中之一的便是很多人都经历过的一种现象：预感。
1948年，当时苏联的一位超心理人士迈兴(Wolf Messing)到阿什哈巴德(Ashkhabad)作表演。他刚到这座城市，一种强烈的不安就迫使他马上离开。他放弃表演离开了，三天后，一场大地震降临阿什哈巴德，造成5万人丧生。
这是比较典型的一种预感形式：强烈的不安、恐惧，感到不详等。不过对于像地震这样的天灾，科学家们仍然可以用气压变化、或是地震前的某些特殊气味等作解释。若是这样，那与药物刺激造成的意识变化没有什么不同。但是，对于象车祸、亲友去世等不幸事件的预感就很难用现有的概念解释了。
二战时期，美国著名超心理人士塞西(Edgar Cayce)曾帮助一些人预知他们的亲人在战场上的安危。他能准确感知当事人在战场上阵亡，这曾使塞西感到十分痛楚。这种现象叫做遥感(telepathy)，英国一项调查显示80%的人曾经有过遥感经历：比如正在想某人时，对方来电话。去年的一项实验显示，遥感不能用巧合来解释，而是统计学上的“真实”。
对于这些超心理的意识活动，有时人们不得不用一个并不科学的概念来描述：“场”。因为“场”是个十分笼统的概念，而脑却是具体的物质，一旦用场来解释意识来源时，意识和大脑的关系就变得十分微妙了。
寻找灵魂
西方文化中认为只有人才有灵魂，动物没有。早期的西方学者也一直寻找灵魂在哪里，他们很自然地把目光瞄准了人脑，而人脑确实具备动物脑不具备的特点。
人脑有三部份，大脑、小脑和脑干。脑干主要掌管呼吸和心跳，小脑掌管运动，而高级的思维活动是通过大脑进行的。通常低等动物如爬行类的脑主要是小脑和脑干；高等动物虽然有大脑，但是大脑皮层远没有人类发达。比如人类的大脑皮层占脑总量的80%，而大鼠只占30%。
人脑的大部份结构都是对称的，可以分为左右两部份。唯一不成双的结构是松果体，17世纪法国哲学家迪卡特曾认为灵魂就在松果体中。
我们就借用灵魂一词，指称意识的真正来源，也就是真“我”之所在。
近年来，关于“灵魂”的说法开始复苏。原因之一，是一种叫做“濒死经历”的临床现象，在很多严肃的医学刊物上被广泛报导，这些刊物包括“复苏”(Resuscitation)，“柳叶刀”(The Lancet)等。
引起争论的医学报告
维吉尼亚大学的神经学家格雷森(Bruce Greyson)表示，“在临床死亡状态下，病人意识清晰，并经历了复杂的认知过程，这对意识仅仅存在于大脑的说法是个挑战。”
“濒死经历”的现象经常出现在心脏停止跳动后，又被抢救过来的患者当中。这些患者描述在“死亡状态”下看到光、隧道或其他的人、物等。但是多数这类经历都被认为是死亡过程中脑内发生的变化而造成的幻觉。
但是也有很多例子令人百思不解。1998年，心脏病医师萨多姆(Michael Sabom)提出的一个案例中，一位妇女描述了医生为她做手术用的一种器械。而当时这位妇女已经处于临床死亡状态，这位妇女以前也从没有见过这种器械。她甚至还知道当时医生间的对话内容。
一项在荷兰进行的研究报告说，一位护士取走了一位因心脏病发作而“死亡”的病人的假牙，后来这名病人苏醒了，他竟然直接找到这位护士索要自己的假牙。心脏病专家隆美尔(Pim van Lommel)认为，按常理在那样的无意识状态下，人不可能辨认并记住一个护士。
其他的现象还包括有的人感到自己从身体离开，甚至可以漂在空中看到自己的身体和周围的医生……像这类“意识脱离身体”的经历有时也被称为“灵魂出壳”。
维吉尼亚大学的神经学家格雷森(Bruce Greyson)表示，“在临床死亡状态下，病人意识清晰，并经历了复杂的认知过程，这对意识仅仅存在于大脑的说法是个挑战。”
但是，持相反观点的学者坚持，所谓的“濒死经历”不过是一种生理过程。研究人员采用化学药物模拟松果体释放的一种神经介质，给患者注射后，激发了一些类似“濒死经历”的现象。不过，一些为“濒死经历”做出化学解释的学者，比如心理学家詹森(Karl Jansen)等也认为，用一种解释来含盖所有“濒死经历”现象很困难。
“我”是谁？
绝大多数关于意识的研究都集中在大脑的功能方面。如果一种现象难以用脑功能来解答，通常就归为超常现象，如前面提到的预感、或“濒死经历”等。这些现象是真实的吗？又如何解释？
我们回到了一开始的问题，“我是谁？”“意识”究竟是什么？是物质大脑机制作用产生的一种感受；还是有另外的存在？
可以预见，在今后相当一段时间里，关于“意识”的来源仍然会有各种不同的理解。这个科学问题也仍然会是一个哲学问题。
七步骤了解你的大脑 详解大脑构造与功能(图) 如果你要了解一部机器，最好的方法是自己将它建造一次。如果你要全面了解你的大脑，就要将它拆分进行研究再制造，因为大脑的零件跟机 器一样都有着独立的功能。如果你真想知道如何制造一个人类大脑，请遵照以下7步，它将轻松法教你完成夙愿。
图1：小鼠大脑结构图
第一步：了解大脑构建模块
在你开始之前，先了解大脑构建模块。图1是小鼠大脑中的一个复杂的结构图。德国蒂宾根大学神经生物学家贝恩·德克尼尔和他的合作者用电子显微镜拍下了神经元细胞的蜘蛛网状结构，这些线状物由蛋白质组成，在神经元互相发送信号时它会不断延伸和收缩。
图1显示出了小鼠海马状突起处的神经元细胞。海马状突起是大脑的重要组成部分，负责记忆功能，人类的大脑与小鼠的大脑这部要的构造是一样的。
图2：小鼠小脑部位的的运动神经元细胞
第二步：将它们清楚分开
图1中神经元细胞长长的手臂往外延伸，几乎接及到其他神经元细胞。这些神经元细胞手臂之间距离非常近，仅有20纳米的区间，所以你在进行大脑拼凑时动作一定要稳重。
在细胞之间交叉的是突触，含有神经递质分子，负责来回传送信息。图2显示的是小鼠小脑部位的的运动神经元细胞（染绿部分）正与红色部分的神经元细胞交流信息，每个神经元细胞都有一个突触。伦敦大学的研究人员在研究神经元细胞如何传递信息时拍下了这张照片。
图3：小鼠小脑的神经元网络图
第三步：将它们网络化
现在，这一下变得更加复杂，因为你要如图3拼凑这些线路，这里涉及到数十亿复杂的脑细胞。图3是小鼠小脑的神经元网络图，明亮的白色斑点是小脑蒲肯野细胞(Purkinje cell)，它属于一种能够协调复杂的动作的神经元细胞，细胞的树突形成外羽毛状边。细胞的树突形成羽毛状外边缘，聚集在中间的轴突直伸到小脑深处，以便传递信息。
图4：小鼠大脑皮层毛细血管图
第四步：构建血管
要往大脑里面输送血液，你要安装各种直径和长度的血管，图4为活小鼠大脑皮层毛细血管图，这里表面上的大血管先从大脑深处引发出来，然后分出很多毛细血管。研究人员为了获得此图像，往小鼠的血液里注入了荧光糖分子，使得这里充满血的血管出现了白色。美国加州大学的研究人员使用这种技术测量血管直径和跟踪血液流量。他们发现，血液流量随着局部神经元的需要而改变。
图5：星形胶细胞（Astrocytes）
第五步：构建神经胶细胞
你已经连接了所有的神经元，下一步是要构建神经胶细胞，大脑中的神经胶细胞数量是神经元细胞10倍，科学家们在近十年才认识到这些细胞的重要性。特别是一种叫做星形胶细胞（Astrocytes）的神经细胞，星形胶细胞分布于整个神经系统，它负责供应神经元所需的养分。星形胶质细胞还能通过钙离子形成自己的长途通信网络，它们像神经元一样，可以接收并释放神经传导物质。人类大脑皮层内的星形胶质细胞与其它哺乳动物相比，数量更加庞大和复杂，一些研究者认为，这可以解释人类为什么聪明的原因。
图6：神经元归位正确后，大脑显现出的外观图像
第六步：将神经元归位
图6是你把所有的神经元归位正确后，大脑显现出的外观图像，这里的视觉皮层下的不同细胞显示出鲜艳的粉红、黄、蓝的颜色，这些颜色取决于它们大脑中的深度（这些颜色是人为的）。但请不要局限于这种结构，在不断的学习和生长过程中，大脑是在不断改变的，它是一种奇妙性的适应性很强的器官。大脑不断地改造自己，储存新的记忆，掌握新的经验。麻省理工学院的研究人员在观察活小鼠的活动时拍下了这张图像 ，他们每几天就观察一次，发现这些图像是不断变化的，从而获得了神经元细胞的第一手资料。
图7：小鼠嗅球脑区图像
第七步：增加新细胞
一旦你制造的大脑运作起来，你还要不断给它增加新的神经细胞，由于老的神经细胞无法满足活动的需要，大脑会不断地创造出新的神经细胞，即使是在成年后也不例外。大脑的齿状回区（一个参与空间记忆的区域）和大脑嗅球（与学习相关的重要脑区）是产生新神经细胞的两处最活跃之地。图7为小鼠嗅球脑区图像，绿色部分为成年小鼠新长出的神经细胞。如果没有新的神经细胞补充，大脑的功能就会变弱。日本京都大学的研究人员在破坏掉小鼠的新生长出的神经细胞后发现，小鼠会丧失掉某种记忆力，例如无法走出实验中的迷宫。
图8：大脑在神经障碍下脑部的活动
结束语：
你制造的大脑能正常工作吗？如果不能，那是由于布线出现了问题，为了检修故障，请看图8，它表明，大脑远比附有整齐标签的解剖图要复杂，图像采用高角度分辨DTI成像技术拍摄。大脑的前部位位于图像的右边，成捆的纤维像电缆线一样分布，绿色部分显现出的是两眼之间的连接以及脑后部的视觉皮层的颜色。
洛杉矶加州大学的研究人员拍下了图8这张图像，以帮助他们更好了解大脑在神经障碍下脑部的活动。你也可以用这幅图像对你制造的大脑进行调试，祝你好运。
黑客终极目标入侵脑细胞
一个人的秘密可能会永远藏在他的脑袋里，而个人意识是起着控制主导大脑的作用。然而，大脑作为人体一个器官，它并不是百分之百的准确，也并不是百分之百听从指挥的。新研究显示，人脑越来越可能遭到黑客攻击。
脑机交流装置可能成为黑客的攻击点。 
神经细胞的信号传到大脑运动皮层之后，“脑门”继续神经信号的传递， 信号通过一系列电子装置传到机器上，这样人就可以用脑子操作机器。 
fMRI可检测到人脑的活动变化。
实验者戴上96根电极组成的“脑门”设置。
想像一下，你走进一间普通的房间，戴上一顶特制的帽子。于是，你感觉有些累，就慢慢躺下。再然后你昏昏欲睡，很快进入一种似睡非醒的状态。你觉得你变得身轻如燕，有些飘飘欲仙。又一会儿，你感觉真的飘了起来，你已经离开了自己的身体。你甚至感觉一回头就能看见自己的身体仍躺在那里！这可不是什么聊斋鬼话，这是真真切切发生在实验室里的事情。
早在上世纪80年代的时候，加拿大的神经学家麦克·帕辛格就设计了这么一个实验来体验这种幻觉。实验者戴上一顶特制的帽子，里面缠绕着一些线圈，以制造出一定的磁场，能影响人的大脑颞叶的活动。磁场强度其实也不大，也就相当于普通电脑屏幕产生的磁场而已。
实验发现，80%的实验参与者都感觉到或多或少的意识身体分离的现象。有的实验者感觉自己飞上了屋顶，俯视自己的睡姿，有的甚至跑出了实验室，在实验大楼里游荡了好久。帕辛格认为，磁场影响了大脑颞叶，改变了神经细胞的电信号，而这些影响使人产生幻觉。
而另一个类似的实验结果发表在2002年的《自然》杂志上，瑞士的几个神经学家以电流代替磁场，对一位43岁妇女人做了类似的实验。他们用电流刺激她右脑颞叶，并改变电流的大小。从开始时的轻微刺激到后来的强烈刺激，实验者感觉开始自己从高处悄然落下到后来，她说她能从上空看见自己躺在床上，而且有时突然觉得很亮，漂浮在接近天花板的地方。而事实上，她只是躺在那里，电流刺激让她做了个古怪的“梦”而已。
这几个用科学的方法造出意识和身体的分离感觉的先驱实验，让人们第一次真实地体会到，大脑在外界电磁场的干扰下可以变得十分脆弱，让人产生不自知的错觉和幻觉。我们的大脑竟然变得让人无法依赖，无法信任了！而更可怕的还可能在后面。 人脑经常不受支配
话说有一次我在美国圣地亚哥嘉年华上看了一场催眠表演：一个小姑娘被催眠的时候，催眠师对她说：“忘记数字5”。她醒来以后，让她数手指头，她就：“1、2、3、4、6”数起来；另一个大汉，不怎么会跳舞的，上去被催眠师说：“现在你是猫王”，就开始蹦蹦跳跳，一副明星像；还有什么烂睡如泥的，鸡飞狗跳的，哭哭笑笑的，仿佛一场闹剧……开始我还觉得那几个肯定是托，后来碰到几个上了台的观众，就问了问，他们说，只能大概记住30%当时的情景，回来看录像，都不敢相信是自己！
你也许觉得这好像天方夜谭，可其实，催眠术并不是巫术。催眠，Hypnosis，源于希腊睡神的名字Hyponos，这是人的状态的一种，就好像吃饭、睡觉似的，每个人都能达到这种状态。事实上，我们也经常达到这种状态，比如说看电影看得入迷不禁失声，看书的时候想象书中的情节不禁落泪，或者光天化日之下发发呆，做做白日梦，这都是属于和催眠一样的状态。在这种状态下，我们完全有知觉，但是却对外界环境不够敏感，甚至没有反应。
现代科学普遍认为催眠是无意识知觉(subconscious)占了主导，它压制住了知觉而形成的状态。无意识知觉平时就好像是背景，比如我们呼吸、走路、开车，大部分时候我们手脚身体的控制都是无意识的，除非让你把注意力放在这些事情上面，你才会意识到。而催眠状态正是这种无意识知觉被唤醒，而知觉被带到后台休息去了。很多神经学方面的实验研究催眠状态。比如说用EEG来看被催眠的人的脑电波和普通人有什么不同，或者用功能性核磁共振(fMRI)来看整个大脑各个区域的活动变化。科学家发现，被催眠了以后，管理逻辑思维的左脑的活动明显减弱，而感性十足的右脑活动增强。还有，整个大脑的慢波增强，但是没有睡觉的时候强，处于一种介于半睡半醒的状态。这种状态下，人脑仿佛显得很脆弱，可以受外界无意识地控制。
如果说外部电磁场刺激和催眠师是从外部影响和控制大脑的话，那么，脑机接口一类的装置，又为黑客从内部入侵大脑提供了一个新的平台。 当“脑门”植入大脑皮层后
脑机接口是一类人脑和电脑相连接并控制机器的装置，对其的研究已持续了超过30年了！自20世纪90年代以来，在大量动物实验的实践基础上，已经慢慢的有应用于人体的装置被设计及制造出来。它们最初的功能是用于恢复损伤的听觉和视觉以及丧失的行动能力。2004年6月，在美国麻省，一个极为复杂的装置放入了一名24岁的四肢瘫痪者的大脑运动皮层中。这个只有药片儿大小的装置被称作“脑门”(BrainGate)，由96根电极组成，这是首次将这个复杂的设备植入人脑中，并进行了9个多月的实验。实验结果受到了广泛的关注，并发表在2006年的《自然》杂志上。
这个装置的神奇之处在于，经过不断地练习和实验，四肢瘫痪的病人能通过它控制电脑，甚至收发电子邮件，或者打电子游戏。这无异于给病人赋予新的肢体、新的生命。这96根植入大脑皮层的电极在9个月57组实验中，共能探测到大概1000多个神经单元的活动，而这些神经细胞的电信号发送出来，通过电脑的处理和硬件设备的综合，就可以实现“脑机交流”的功能。举个例子，如果人想关掉电视,大脑中枢神经就发送关掉电视的命令给大脑皮层，然后由大脑运动皮层的神经细胞再传给肌肉，这样，人就能用手拨动遥控器而关掉电视。由于四肢瘫痪的病人由于某些原因,肌肉不能伸缩，神经细胞的信号传到大脑运动皮层之后就告终止，可“脑门”这时就能发挥作用，继续神经信号的传递，信号通过一系列电子装置传到电视上，从而完成关电视的过程。
由于电脑在此实验中占有很重要的地位，以及无线传输设备在脑机接口装置里的应用，而这两项又恰恰是黑客们熟悉的阵地，所以对大脑的入侵很可能成为黑客的下一个攻击方向。 黑客蠢蠢欲动
事实上，黑客间接利用电脑导致神经受损患者已有先例。2007年11月和2008年3月，恶毒的程序员曾攻击癫痫病患救助网站—将快速闪动的动画添加到网页上—最终致使一些对图片敏感的患者发病。黑客们是否会进一步运用其他的方式攻击大脑，改变大脑的信号，甚至改变大脑的记忆和功能呢？美国华盛顿大学计算机安全专家大仓河野等人的这种担忧刊登在7月出版的《神经外科聚焦》杂志上。
黑客对大脑的攻击可能有两个方面。一类是像电影《黑客帝国》中描述的那样，试图用电脑读取人脑信息，并可能进一步操控人类大脑，另一类是类似电影《少数派报告》中被修改的先知的未来记忆那样，改变大脑的内部信息。第一类入侵的理念比较单刀直入。可以想见，由于越复杂的装置漏洞可能越多，随着脑机接口，尤其是可被大脑操纵的假肢类装置的逐渐普及，黑客能捕捉到的可入侵的缺口也就越多。尤其以无线连接传输指令的设备，信息如果不被加密，很容易被截取。这就好像催眠师施展的催眠术让实验者完全被操控一样，最隐秘的大脑内部信息就可能暴露无遗，变的毫无秘密可言。而进一步，这种技术还可以改变大脑的指令，而使大脑操控的假肢进行完全不同的操作，达到黑客操控的目的。
而第二类入侵的方式更加先进，它利用插入大脑的电极可以读取大脑信息并且也可以反向刺激大脑细胞的方法，可以把刺激指令传入人的大脑并且可能改变大脑的结构和储存的信息，而让人不知不觉地产生错误的知觉，错误的记忆，甚至错误的自我意识。这种方法对于用深度大脑刺激疗法治疗帕金森症的病人可以说是一种灾难，因为其实验难度并不高，但是损坏却可能非常大，甚至能导致人的精神失常和死亡。
在脑机接口技术迅速发展的同时，相应的安全研究更是迫在眉睫。毕竟，电脑被黑了还可能重装系统，而要是你的大脑被黑了，难道还能买个新的吗？ 一个人的秘密可能会永远藏在他的脑袋里，而个人意识是起着控制主导大脑的作用。然而，大脑作为人体一个器官，它并不是百分之百的准确，也并不是百分之百听从指挥的。新研究显示，人脑越来越可能遭到黑客攻击。 影视中，人脑早已沦陷 《少数派报告》
入侵方式：利用“心理科技”的发展，用电脑显示人类最隐秘的思想。
情节回放：在2054年的华盛顿，人类的司法审判制度已经“进化”到了在犯罪发生之前已能预知犯罪并逮捕将要犯罪的罪犯的地步！这种“预知犯罪”的能力得益于一种“心理科技”的发展，比如电脑具备了显示人类最隐秘的思想的能力。一位华盛顿特区的警官让-安德顿一直以这种心理科技为法律武器逮捕犯人，从未质疑过这种制度，但有一天他突然被当成“将要犯罪”的犯人被通缉！猎手突然变成猎物，安德顿惟有一边逃亡一边寻找自己无罪的证据。
《黑客帝国》
入侵方式：通过一种名为“矩阵”的高科技技术，将人置于虚拟世界中。
情节回放：在矩阵中生活的一名年轻的网络黑客尼奥发现，看似正常的现实世界实际上似乎被某种力量控制着，尼奥便在网络上调查此事。在现实中生活的人类反抗组织的头目莫菲斯的指引下，尼奥回到了真正的现实中，逃离了矩阵，这才了解到，原来他一直活在虚拟世界当中，真正的历史是，在20XX年，人类发明了AI，然后机械人叛变，与人类爆发战争，人类节节败退，迫不得已的情况下把整个天空布满了乌云，以切断机械人的能源(太阳能)，谁知机械人又开发出了新的能源—生物能源，利用基因工程，人工制造人类，然后把他们接上矩阵，让他们在虚拟世界中生存，以获得多余的能量，尼奥就是其中一个。 《入侵脑细胞》
入侵方式：用现代高科技进入到昏迷的杀手的大脑中，协助FBI追踪犯罪事实。
情节回放：影片有一半的篇幅是用奇异的画面深入人的潜意识。珍妮佛·洛佩兹饰演的心理辅导员凯萨琳，藉一项超自然科学实验，可与病患的潜意识沟通。为了协助FBI寻找出最后一位危在旦夕的受害者下落，凯萨琳决定进入变态杀人狂卡尔的脑中，深入凶手恐怖的心灵探索，同时间赛跑去揭开层层线索，查找那个失踪女孩的下落。不幸的是，事情并没有像预期一样的顺利，卡尔恐怖邪恶的思想竟然使凯萨琳也成为下一个猎物，珍妮佛发现她被困在了这个杀手的思维世界里，欲罢不能。 《十三阶梯》 入侵方式：人类通过电脑进入虚拟世界，体验这个虚拟世界中的自己。
情节回放：在一座大厦的第十三层，科学家道格拉斯·霍尔和汉农·富勒用电脑模拟出一个逼真的1937年的洛杉矶，他们可以通过电脑进入这个虚拟世界，真实地体验1937年的生活与自己。然而一个夜里，富勒被人杀死，种种线索都表明似乎是霍尔所为。可霍尔却对当天夜里的事情全无记忆。为了找到凶手明晓真相，霍尔循着富勒留下的线索来到虚拟世界中，他离真相越来越近。 《捍卫机密》 入侵方式：将芯片植入人脑中，利用人脑来运输资料
情节回放：公元2021年，资料除了透过电脑输送外，还可利用人脑运输。专业运输员尊尼为了运送更多资料，不惜洗去自己的记忆。一次任务中，尊尼被客户输入过量资料，若他不在二十小时内找到输出密码，大脑中的记忆芯片无法承受超负荷的上载，他便会倒毙。另一方面，日本集团为了夺取他脑内的资料，要取尊尼的人头，也对他展开一场大追杀。本片乃第一部关于电脑的虚拟实境最有可能性的贴切描绘，片中尊尼存取档案的镜头，被视为电脑电影中的经典镜头。 思考的力量
共 9 张照片
斯蒂芬·霍金瘫坐在轮椅上，脸上挂着他那著名的神秘微笑。在我第一次读他的《时间简史》时，他还有三根手指能够活动；但是当几年后我再买到精装本《果壳中的宇宙》时，他只能靠一只手指，将脑中奔流不休的思绪缓缓敲在一块小键盘上。而几乎可以确定，在未来的某一天，这位把在人迹罕至的理论物理学界的成就和通常仅为影星和摇滚歌星保留的盛名集于一身的老人，只能将他深邃的思考永远禁锢在一具瘫软无力的肉体当中。
除非，我们能从这颗天才的头颅中，将无形的思考，转换成一个更加清晰的世界，让潜水钟般沉重身体里的思绪，能够像蝴蝶一样轻盈地自由飞翔。
幸运的是，随着脑机接口的发展，这并非绝不可能。
进化
更高、更快、更强。这不仅是奥林匹克运动会的口号，也是人类文明进步的方式。机械工具延伸了人的手，交通工具延伸了人的脚，互联网和通讯产品延伸了人的耳和嘴甚至大脑。但软弱的肉体和大脑对神经和肌肉的依赖，数千年来总让人们无计可施。
直到1924年，人类的面前出现了一道曙光，得以一窥大脑的奥秘。这一年七月的一个傍晚，德国医生汉斯·贝格尔（Hans Berger）第一次从颅骨受损的病人头部测到了极为微弱的电流。在经过近五年的漫长实验后，他终于确认了这种神秘的电流的确来自于脑部活动，并且给自己发明的这种测量方法命名为脑电图（EEG，electroencephalogram）。他从一千多张脑电记录中发现了脑电的部分规律，并且将人们清醒并闭眼时的脑电波定义为阿尔法（α），而将睁开眼睛时的脑电波定义为贝塔（β）。
随后的几十年，人们又找到了其他一些频率的脑电波，并且把它们和大脑的状态对应起来：熟睡时的德尔塔（δ）、困倦、冥想或被催眠时的西塔（θ）、进行复杂的思想活动或者情绪波动时的伽玛（γ）、以及只能在掌管运动的区域探知的缪（μ）。脑电图开始逐渐成为脑部诊断的必备工具，意识的生理基础不再是一个需要争论的哲学命题。
然而贝格尔医生没有等到EEG大放异彩的那天。在他逝世的时候，电子计算机还没有被发明出来。当电脑和人脑联合时将会必然发生的巨变，怕是连贝格尔医生自己，也从来未曾想到。
20世纪70年代，在美国国防部的国防先进技术研究署（DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency，就是这个部门发明了互联网）资助下，加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA， University of California Los Angeles）开始尝试利用EEG，将人类思考的结果不借助肌肉和神经组织，而直接通过计算机来输出——让思考可以直接被看到，让大脑可以直接控制机械，让肉体的羁绊消失于无形。
直到这时，脑机接口（BCI，Brain-computer Interface）这个词才首次出现在科学文献中。伴随这个词出现的，是人们对于大脑活动越来越深入的理解。1978年，人们发现猴子可以在训练后，快速学会自由地控制初级运动皮层中单个神经元的放电频率；1989年，约翰霍普金斯大学的科学家发现恒河猴手臂运动方向和大脑运动皮层中单个神经元放电模式的关系；而到了九十年代，一些研究人员已经能够实时捕捉运动皮层中的复杂神经信号，并且用来控制外部设备。机械义肢可能变得和原生肢体一样容易使用，人类在进化的漫长道路上看到了一种全新的可能性：人和机械，可以作为一个生命的不同组成部分而共存。
童年的结束
脑电图在头皮外测量，电极仅仅用于接收信号。这是它最大的优势，不会对监控的大脑造成任何可能的损伤。而它的缺点也同样明显：在头皮外接收到的电信号不仅微弱，而且多个脑区的活动信号会叠加在一起，最终形成看起来十分混乱的波形。
幸好这些缺点可以部分克服。微弱的电信号可以放大，而波形的分离早在十九世纪就已经由法国数学家傅立叶解决。现在我们只需要解决脑电波和大脑思考行为的对应关系就行。
但是，这却是最大的难点。大脑中有超过140亿个神经元和超过1000亿的神经元连接，而且由于大脑惊人的适应性，对一个人来说某种行为对应的神经元活动，可能在另一个人身上就完全换了另一组完全不同的神经元。实在很难找到一个共通的模式，可以轻松地让大脑活动变成电脑屏幕上跳跃的文字或者图标。研究人员们现在只能通过探寻一些粗略的模式来进行分析，但是这样的模式避免不了误判的可能。
现在，基于EEG的脑机接口主要集中在两个方向：诱发的信号和自发的信号。当某个异常事件发生后的300毫秒左右，将会检测出一个被叫做P300的电波峰值；当眼睛受到光或图像刺激后，视觉皮层将会产生视觉诱发电位。这两类信号可以通过诱发产生，而且判断准确率较高，但是缺点是需要外界刺激，并且依赖人体本身的某些知觉才能工作。而当某侧肢体运动或者仅仅是想象其运动时同侧的脑区产生的事件相关同步电位、通过反馈训练可以自主控制的皮层慢电位和自发的阿尔法、贝塔等脑电信号虽然不需要外界刺激，但是需要大量的特殊训练和适应过程。毕竟，世间安得两全法，鱼与熊掌，永难兼得。
基于EEG脑机接口进展的举步维艰，让人们不得不另辟蹊径。功能性核磁共振（fMRI，functional Magnetic Resonance Imaging）这种经常摆在医院里的巨大工具，成了科学家们盯上的下一个目标。功能性核磁共振可以用于查看大脑中不同脑区的血液流动情况——一般来说，思维活跃区域的血液流量就会相应增加。这样，通过监测不同区域的血液流动情况，和之前训练的图像进行对比，就可以判断被监控者的思维活动。2006年，日本国际电气通信基础技术研究所和本田研究所两家机构采用这种技术，开发出可以控制机械手的脑机接口，控制的延时只有几秒钟。和脑电相比，功能性核磁共振有更多的优势，但是fMRI实在体积太大，现在还不能指望能够做成一顶头盔戴在头上。
而且，更精确的思考，不会存在于头皮之外，只能从头颅内部去寻找。
在脑中植入电极的设想，几十年前看起来还像是个笑话，但是现在人们已经开始认真地考虑其可行性了。通过一系列动物实验，科学家们已经开始小范围地尝试在人脑中植入电极。这样做的好处显而易见：减少其他脑区活动产生的电波干扰、精确定位电信号的出处。
2004年6月，马萨诸塞州福克斯煲的“赛博动力学”公司（Cyberkinetics）为一位24岁的四肢瘫痪者马特·内格尔（Matt Nagle）脑中植入了一枚芯片。这枚被叫做“脑门”（BrainGate）的芯片只有药片大小。医生为马特做了一个开颅手术，把“脑门”放在大脑表面。在经过9个月的练习之后，马特可以仅凭思考来收发电子邮件、控制一个机械手臂，甚至可以玩电脑游戏。“脑门”有96个电极，可以探测1000多个神经元细胞的活动。将这些神经元的活动发送出来，通过电脑的分析和处理，让马特获得了更好的生活质量。
2008年，匹兹堡大学的一项研究成果发表在《自然》杂志上。他们的一个研究小组将微电极阵列植入恒河猴大脑的运动区，采集多个神经元的放电信号，并且通过计算机转换成电动假肢的控制命令。经过一段时间的训练之后，猴子学会了直接用大脑控制假肢运动，对抓取力度和假肢运动轨迹的控制达到了很高的准确度，几乎把机械假肢当成了自己的另一条手臂。
然而，这种方式有很明显的风险。即使是最乐观的人也会谨慎地看待这种植入大脑的芯片，将它可能带来的利益和生命安全放到天平的两端时，孰轻孰重一望可知。大脑，这一标志着地球上生物的智慧顶端的物体，并不适合随便对其动手动脚。
毕竟大脑是一个太过于复杂的存在，以至于有人曾经写下一个关于大脑的悖论：“如果人类的大脑简单得能够让人理解，那么人将愚蠢得不能理解自己的大脑。”然而，随着技术的发展，我们并非没有可能打破这一悖论。如果将“了解自己”做为成为成年的标志，那么在机器的帮助下，人类这个种族自身，也许快要迎来童年结束的那一天。
被毁灭的人
现今的世界上已经有超过十万人植入了人工耳蜗。这是一种大小和助听器类似的小型电子设备，可以将收集到的声音信号变成电信号，直接刺激人的听觉神经，从而让失聪的人们能够听到声音。视觉重建的研究也在进行当中，它们可能会在将来帮助那些眼球受损的病患获得视觉。虽然在目前的技术条件下，电子眼无论是视力还是颜色都不能和真正的人眼相提并论，但和完全失明相比，这无疑是一个比较好的选择。而在更加负责的控制方面，人们走得还不够远。
今年4月，美国威斯康星州立大学麦迪逊分校的亚当·威尔逊戴着一顶连着电线的红帽子，只用脑电波控制，在网上写了几条短小的微博客。屏幕上的字母阵列来回闪动，看起来像是几十年之前的古老游戏。他盯着屏幕，直到屏幕上一个个字母跳出来：“我在用大脑拼写。”虽然速度很慢，每分钟只能写大概十个字母，但是这已经是不错的开端。澳大利亚和美国的几家公司也已经开发出基于EEG的脑机接口头盔，往往安装了十六个以上的接收电极。使用者在经过短暂的训练后，可以用它来控制轮椅或者玩一些简单的游戏。
即便速度缓慢、功能单一，但是对于那些因为意外、战争或者疾病而失去肢体活动能力的人，通过脑机接口控制的义肢可能是最有希望让他们和正常人一样生活的工具。几乎可以确信，使用脑机接口的义肢已然为期不远，我们即将拥有必将在各种方面都超过原生肢体的义肢。碳纤维、钛合金、意识控制，接下来每个人都会想到诸如《终结者》、《攻壳机动队》、《钢铁侠》或者《新世纪福音战士》中的场景。当这种期望成为现实，人们又将如何面对？
在去年的北京奥运会上，南非短跑运动员“刀锋战士” 奥斯卡·皮斯托留斯（Oscar Pistorius）没能通过400米比赛的预选。起初奥委会认为他的假肢对其他正常运动员来有着特殊的优势而禁止他参加预选，这一新闻登上了各大媒体的头版头条。奥斯卡的假肢没有任何控制功能，仅是在性能上超过人类天生的肢体，就已经引起如此轩然大波，那么当更快更强、更容易控制的人工肢体可以随意安装和组合时，必然将会将争论的方向引导到那个古老的哲学命题上：人是什么？怎样定义“人”？
然而，哲学和伦理上的争论最多只能暂缓科学的脚步，但却永远无法阻止人类的好奇心和文明发展的进程。
纪元的终结
“他小心翼翼地把黑色毛线吸汗带系在额头上，以免弄乱了平坦的仙台皮肤带。他盯着膝上的控制板，但并没有真正看它……
……
他正在什么地方的一间刷成白色的阁楼里大笑，远方的手指抚摸着控制板，宽慰的眼泪从脸上流了下来。”
威廉·吉布森的《神经浪游者》，一直被认为是赛博朋克的开山之作。这本书不仅是历史上唯一一本获得星云、雨果、以及菲利普·狄克三项世界科幻界最高奖的科幻作品，而且看起来相当精确地描述了我们的发展趋势。今天的科技必然将会过时，迟早会有那么一天，我们不再需要天生的身体，而只需要一个健全的大脑。
在《神经浪游者》发表前几年，美国发明家雷蒙德·科兹威尔（Raymond Kurzweil）提出了一种名为“技术奇点”（ Technological singularity）的理论，并且成功地让著名硬科幻作家弗诺·文奇（Vernor Vinge）成为了这一理论最热情的传道士。科兹威尔认为，在人类历史上，技术发展的速度并不是均匀的，而是以一种越来越快的方式在加速发展。他找了一些在各自领域中做出重大突破的人和组织，请他们列出认为人类历史上最重要的技术突破和发明，然后把这些事件发生的时间标在对数坐标系上，然后吃惊地发现自己的直觉符合事实，人类的技术发展正在加速向着某个爆发点冲去。借用物理学上的概念，他将这个技术发展到近乎无限的点称为“技术奇点”。之所以采用这个名字，是因为和宇宙的起点一样，它不能用现在的规则来预测其结果。它将是另一种大爆发的起点。
虽然主流学界对技术奇点理论抱持着观望的态度，但是谁都不得不承认，科技发展正在裹挟我们轰然而去，未知的前方以越来越快的速度向我们扑面撞来，没有人能够闪躲。将人类的优势和电子设备的长处结合起来，已经是我们习以为常的生活。为了应对正在变得越来越快、越来越复杂的世界，人类有必要借助全新的外界帮助，正如三百万年前的原始人需要借助石头和火的帮助一样。
也许，脑机接口将会是我们现在身处的这个信息时代的星星之火，将会终结人类作为一个自然进化物种的漫长纪元。
发于《科幻世界》
Update : 犹他大学开发出一种覆盖大脑表面的微型电极，植入手术时的照片被评选为《大众科学》杂志 “年度最惊人科学照片”之一。
Update：波士顿大学主导的一项研究成功地让一位闭锁综合征（locked-in syndrome）患者重新恢复了发音能力。他们在病人大脑的中央前回植入电极，将截获的脑电信号通过无线方式传递出来，然后再用计算机翻译成人类语言。发音啊！无线啊！
Update：今年布鲁斯威利斯的电影《Surrogates》讲的也是关于这个……开头就提到了用机械手的猴子……