前沿｜士兵大腦直接控制武器裝備還有多遠

核心提示

大腦是世界上最複雜、最高級的器官。人類大腦是由上千億個神經元和更多其他類型的細胞組成，它們相互連接，構成巨大而高效的網路體系。

2014年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者發現了大腦里存在空間定位「導航系統」，今年《自然》雜誌刊文稱，神經學家發現了控制睡眠、夢境的神經網路。從19世紀初的顱相學到21世紀的認知神經科學，長約200年的時間歷程中，人類對大腦探索的熱情愈加痴迷。隨著美國、歐盟、日本相繼提出了「人腦計劃」「人腦工程」「機器人大國」等腦科學發展戰略，一大批高新技術如雨後春筍競相湧現，21世紀腦科學技術的發展突飛猛進，為人類逐步揭開大腦奧秘打下了堅實基礎。

腦成像技術——

掃描透視觀察腦

△思維傳遞

人在思考的時候，大腦處於怎樣的狀態？為什麼一團像西瓜瓤般的膠狀組織中會產生絢麗多彩的主觀意識體驗？由於大腦被包裹在顱骨中，早期又沒有合適的透視和觀察技術，此種想法只能是天方夜譚。隨著物理學、神經科學的進步，現代腦成像技術的出現，使得科學家們終於可以不用開顱也能透視和監測大腦了。
腦成像技術主要是指磁共振成像技術、腦電技術、腦磁圖技術、正電子發射斷層掃描技術等。這些腦成像技術可以對大腦進行活體、無創傷、可反覆、動態的成像，精確度達到毫米（秒）級。2015年美國某大學研究人員又研究出更高速度、更高解析度的光聲成像技術。腦成像技術之於腦科學，如同望遠鏡之於天文學，顯微鏡之於生物學一樣，有著跨時代的革命性意義。
近日，美國五角大樓展開了一項計劃，其內容是利用腦成像技術對小狗進行大腦掃描，尋找出最適合普通作戰的犬類品種。下一步，這項技術將用於人身上，例如特殊軍事崗位人員選拔、軍事訓練效果評估、個人行為或疾病發展趨勢分析等。

腦成像技術不僅可以觀察大腦的體積、形態等結構特點，還可以觀察特定心理狀態下的腦活動，從而對動機、情感、需求等深層次問題進行研究。

腦電波技術——

解析電波閱讀腦

△讀心頭盔

大腦是我們感知、注意、記憶、思維、決策、情緒和意志的物質基礎。人類的思想和行為，都是由大腦支配的。能不能通過閱讀和控制人類的大腦來影響人的思想和行為呢？現代研究發現，人腦是一台生物電腦，在我們進行思考活動時無時無刻不產生腦電波。腦電波的活動狀態與大腦的意識狀態之間存在某種程度的對應關係，具有一定的規律性。於是，腦電波技術就有了產生和發展的可能。
腦電波技術主要包括腦電波採集、破譯、編碼和發送技術。目前腦電波技術可以實現人的心理狀態的監測，已經用於臨床病情監測、嫌疑人審訊、航天員選拔與訓練等領域。就像指紋一樣，每個人都有特定的腦電波特徵碼。2015年美國一研究機構報告指出，腦電波可以作為生物特徵識別碼用於信息安全領域，實現身份認證。

據報道，美國國防部正在秘密研製可閱讀士兵腦電波的「讀心頭盔」。只要士兵戴上這種頭盔，他們無需開口說話就可互相「閱讀」彼此的腦部活動。在「讀心頭盔」的基礎上，美國國防部預計2017年前正式組建一支「讀心部隊」。美國國防部還相繼支持研發攜帶型讀腦儀器、思維閱讀耳機等裝置，用於讀取和記錄士兵的大腦信息。未來戰場上，利用該技術還可以採集、破譯、干擾和控制敵方士兵的腦電波，開發意識干擾武器，進而從心理、精神上干擾和控制敵人。

腦刺激技術——

功能定位增強腦

△腦機介面

人的警覺力、注意力、記憶力和判斷決策能力都是大腦的機能。當人處於高度的緊張、持續的疲勞中時，大腦由於自身的保護機制，其機能會大幅下降。人是社會活動的主體，人的效率決定著社會活動的效率。在特定的情形下，如何保持人腦的機能，保持社會活動的高效呢？美國五角大樓提出了「腦刺激計劃」，其核心就是使用腦刺激技術促進和增強大腦的能力，從而打造更加聰明、無畏的「超級士兵」。
早在上世紀80年代，腦刺激技術就應用於臨床精神疾病治療，特別是對抑鬱症的治療效果顯著。進入21世紀以後，科學家逐漸將這一技術用於改善大腦的功能。研究發現，人類的認知能力同大腦特定的腦區密切相關，對這些腦區施以特定的腦刺激可幫助增強大腦功能，與傳統的藥物刺激手段相比，此方法的副作用少、依賴性小。

士兵在戰場上作戰，大腦需要保持高度的清醒和高速的運轉。但睡覺、疲倦、恐懼等是士兵難以用意志克服的。2013年美國國防部提出了「腦刺激計劃」，並相繼提出了「超級戰士」「不眠戰士」「鋼鐵戰士」等一系列子研究計劃，用於加快士兵的學習，保持高度清醒，提高注意力、記憶力、警覺力等。此外，這一技術還可服務於戰場受傷的士兵，如美軍預研發項目深部腦刺激器，用來治療創傷後應激障礙、重度抑鬱和慢性疼痛等神經障礙。

腦機介面技術——

「人機合一」拓展腦

△人機合一

「意念控制」「心靈感應」，這是在科幻電影《阿凡達》中出現的場景。男主角依靠大腦控制其替身在潘多拉星球作戰。直接用大腦與外界進行通信，實現對周圍環境的控制，是人類自古以來的夢想。形成於20世紀 70年代的腦機介面技術，就是實現「意念控制」「人機合一」的新型腦科學技術。
腦機介面技術是通過採集與提取大腦產生的腦電波信號來識別人的思想，據此生成控制信號來實現大腦對外部設備的信息控制。腦機介面技術極大延伸和拓展了大腦的功能。傳統腦機介面技術最重要的應用領域是幫助殘疾人控制輪椅、假肢，修復殘疾人的受損功能。現代腦機介面技術，特別是頭戴式智能設備的發展，還可幫助正常人監測大腦的健康狀態、提高認知能力。2013年美國某大學成功研製出頭戴式智能設備遙控直升機，躲避障礙物的成功率高達90%。2014年日本研究人員推出網路型腦機介面技術，進一步提升了該技術的效能。
在軍事領域，腦機介面技術可實現士兵大腦直接控制軍事武器裝備。作戰時士兵不用上戰場，而是在後方通過大腦直接控制「代理戰士」進行作戰。2013年美國國防部披露了多個與腦機介面技術相關的研究項目，如「阿凡達」「機器兵團」「人——武器互動系統」等。美軍還資助了一項名為「恢復主動記憶」的項目，用於開發一種可植入大腦的記憶晶元，幫助腦部受傷的士兵恢復受損記憶。軍事專家預測，腦機介面技術在不久的將來有望全面裝備部隊，引領未來戰爭的新模式。