圖1 斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日至2018年3月14日)
我清晰地記得,那天突然收到這個消息時,過了半響才緩過神來,心里好像坍塌了一塊似的。畢竟,從小到大一直在各種書店或圖書館看到霍金的那本神作《時間簡史》,雖然讀不懂,但總覺得不明覺厲。再加上各類報紙媒體的報道與宣傳,打小就熱愛科學的我不知不覺中似乎把有關霍金的各種存在當做我探索宇宙世界奧秘旅程中的一部分了?,F(xiàn)在神突然就走了。心里的天似乎也感覺塌了一塊。那一刻,我的第一感覺居然是,“哦,原來神也會死的?!笔篱g的一切都有其終點。一想到這一點,一股莫名的憂傷油然而起。1985年,因患肺炎而做氣管切開手術后,霍金被徹底剝奪了說話的能力。當時,美國加利福尼亞州一位名叫瓦特·沃爾托茲的電腦工程師為霍金設計了一個名為“平等器”的電腦程序。而后,劍橋調節(jié)通訊公司的大衛(wèi)·梅森又改進了這套設備,每分鐘可“說”出15個詞,還可以把文字直接打印出來。
2005年之后,霍金徹底喪失了運動能力——連手指都不能活動了。英特爾的創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon?Moore)為他設計了2.0版的輪椅。霍金說話時面部肌肉的收縮和舒張來激活輔助系統(tǒng),并用眼球控制紅外線發(fā)射器,選定在屏幕中輪流出現(xiàn)的英文字母。
我們可以想象一下這樣一種場景:一個幾乎全身癱瘓,甚至都無法言語的人,仍然在用他那聰明睿智的大腦奮力地為人類去探索最深刻的宇宙奧秘!這真的是一件偉大而又奇妙的人類精神史詩!其中,支持霍金持續(xù)多年思考的不僅僅是他本人強大堅韌的意志,還有諸多科學家為他打造的一系列秘密武器—可以將他殘存的語音轉化清晰的文本的信息轉換系統(tǒng)。而這套信息轉化系統(tǒng)可以看成類似于腦機接口系統(tǒng)的一種設備,從而為像霍金這樣的重癥癱瘓但腦部功能正常的患者提供一個可替代的信息交流系統(tǒng),這也是開發(fā)腦機接口技術(BMI或BCI)的初衷。
這個概念在當時非常超前,只有科幻電影中才會出現(xiàn)。這個“玩笑”背后是Walter醫(yī)生通過對腦電活動的定量測量和深入探索,發(fā)現(xiàn)了與注意和期待有關的腦電活動。在此之前,所謂“腦電”僅僅指每秒10次左右的節(jié)律性起伏(Alpha波),通過這種起伏可以推測人腦的警覺狀態(tài),不能反映精細的思維活動。Walter醫(yī)生也是個非常優(yōu)秀的工程師,他采用多次平均技術,去除噪聲,得到腦電發(fā)明以來最“純凈”的腦內活動波形——事件誘發(fā)電位(Event Related Potential , ERP)。從此科學家通過事件誘發(fā)電位定量研究大腦對外界視覺聽覺刺激的響應規(guī)律,以及大腦內部認知過程的展開,從此打開了一扇研究人腦的新窗口。