腦機界面真的是黑科技嗎

朋友在群裡貼了這個新聞，剛好自己又做過一些腦機實驗，就不自量力的來科普一下。還記得第一次在實驗室看到腦機界面，那軟軟的帽子上佈滿了密密麻麻的孔，少了幾份科技感之餘還多了幾份噁心。其實要分析腦電波，就難在其訊號本身的來源，數量以及強弱。而在這之前，就勢必要先瞭解電波的來源，也就是我們的腦神經元是如何發送電波的。

我們的腦子其實有點類似於半膠質狀態，是非常適合電波傳導的，而大腦的神經元也無時無刻的在發送電波，況且並不是只有在做特定的事情，特定的腦區域才會發出特定的電波，而是大腦各個區域的神經元都會發電波，只是強弱不同，因爲我們的大腦要自主處理的事情實在太多了，以至於我們本身沒有察覺而已。就以說話而言，並不是只有大腦的布若卡氏區會瘋狂的發送電波，因爲你在說話的同時，眼睛也可能在看東西，腳在走路，手在揮舞，嘴在吃東西等等，所以其實電波會來自前額葉，後枕葉等各個區域，是異常雜亂的。

接著就來說說電波的特性，當一個神經元在發送電波的時候，那個電波是無向性的，也就是會往四面八方散射，所以並不是你把一個接收器放在語言區，就只會接受到那個區域的訊號，而是依然會收到來自大腦各個不同區域的電波，只是也許強弱以及數量不同，這時候就只能靠各種數據模型來分析"也許"大腦想要表達的是什麼。

也因爲上述大腦運作的特性，以及電波傳播等特性，造就了腦電波研究以及分析的主要瓶頸，而目前腦電波的實驗裝置主要區分爲兩種，侵入以及非侵入性。先來說說侵入性裝置，顧名思義就是要把類似電極的東西植入頭骨以下，而且越小，能夠越接近特定區域的神經元越好，因爲訊號會越清晰，要分析的訊息也會大大的減少，但難就難在 1.要用什麼材質，還是方式才能降低最多對大腦本身的傷害？ 2. 去哪裡找研究對象？畢竟研究最終的目的是人，就算能夠不斷的拿其他動物來做實驗，我們還是依然無法瞭解人類大腦的運作方式，除非能不斷的做活體實驗。

然後就是非侵入式的裝置，說這種裝置之前必須先來說說頭骨。人類的頭骨爲了要保護大腦這個柔軟的器官，其質地是非常堅硬的，但這也就導致了很大一部分的電波會被頭骨隔絕掉，所以必須想盡辦法的從頭皮上抓取穿過頭骨的腦電波，以至於必須覆蓋整個頭部區域。通常這類裝置都像是一頂鑽了很多孔的泳帽，然後上面佈滿了電極，戴上後必須在每個孔中注入一定量的液態膏狀物，就是爲了盡可能的增加電波傳導性。但說真的，感覺非常噁心，想像一下戴上一頂很多孔的泳帽，然後一堆人往孔裡也就是你的頭皮上擠入冰冷的膠水。

接著實驗過程就不多說了，因爲通常都是一些循環動作，或有的還增加一些例如眼動裝置，不過都要看實驗的目的就是。也因爲信號弱的關係，接受後的資料可能必須先做一些信號增強的手段，然後再去雜訊，或是相反。總之這兩個動作必須拿捏的好，不然有可能實驗結果會被上述的過程扭曲，例如過分的增強特定訊號的波長，或是把重要的訊號當作雜訊除去了。最後當然就是一系列的資料分析模型，什麼高斯分佈，還是線性分析等等。

最後就來說說馬斯克的腦機界面技術，其實說真的不用過多期待，因爲若要精準的分析腦電波資料，那麼這項技術肯定必須是侵入式的，也就是植入電極進入大腦，而這項技術也大概會用在有特定需求的人群上，例如有特殊疾病的患者等等，一般人是不太可能會接觸到的。

以上就是我臨時能想得到的科普，以及一點個人感想，做爲一個曾經的柏林工大小學渣，還望如果有說錯，請大家不吝指教。