想像力就是你的超能力—腦波測量儀

        隨著科技的日新月異,人類的生活中無不充斥著方便生活機能的各式機器,我們用程式與一系列的指令操縱機器,使其執行相對應的工作。然而,人類本身的運思工作系統卻複雜多了,我們每分每秒的心智運作,甚至是睡覺時,構成大腦的神經細胞都不時地產生「電脈衝」,而數十億的神經細胞所釋放的電流訊息,就是所謂的「腦波」;現今,我們利用神經電生理偵測大腦神經細胞的活動,人類大腦在不同狀態下的電位活動變化集結成的波型圖,即為腦電波圖(EEG)

        然而,擷取和分析大腦的電脈衝並不是容易的事,具功能性的大腦皮質層有非常多的皺褶,接收數十億個活化的神經元互動所發射的電脈衝,這些皺褶對分析大腦表層的電脈衝是個挑戰。再者,大腦皮質層的褶皺因人而異,即便同卵雙胞胎也不例外,因此即使電脈衝訊息來自大腦中相同的功能性區域,在這些結構形成皺摺後,在不同人大腦中的實際位置也會有所差異,這使得大腦皮質層的電脈衝訊息不再有一致性。

傳統的腦波測量不僅耗時又費工:受試者必須用導電膠將特製頭套內的電極固定在頭皮上,以增進訊號蒐集效果,受試者還可能要被迫去除部分頭髮,且施測地點更受限於特定的無干擾環境。而通常這樣的量測需耗費數萬美金,其實相當不親民。但近年來已經有業者開發新型腦波測量儀——如同耳機的頭戴型裝置,以非侵入的方式就能測量到人類的腦波訊號。

        Tan LeEmotiv Systems公司的領導者,該公司致力於開發可利用腦波控制數位設備和數位媒體Tan Le2010年七月於TEDGlobal的演講中展示了一個可讀懂使用者腦波的神奇電腦介面:只需運用想像力和專注力即可操作虛擬物體,甚至是真實的電子設備。該公司的研發團隊建立了一個能展開大腦皮質層的演算法,能更深入信號源頭進行電脈衝的勘測;以及改良腦波測量儀本身,使之更便民,價格更降低至數百元美金。

        Tan Le在演講中邀請到同樣也曾是TED講者的Evan Grant現場示範腦波測量儀的其中一套認知系統——用意念移動虛擬物品。首先在系統中建立新的個人檔案,再以受試者放鬆的狀態設定基準線,即完成了前置工作。進入試驗時,Evan選擇嘗試「拉」的動態呈現。Evan看著螢幕中的物體想像「拉」的動作八秒鐘,在系統中登錄「拉」動該物體的腦波;完成建檔後,Evan再次憑空想像「拉」動該物,螢幕上的物體很快地受「腦波」指示由遠而近向前移動。這個實作贏得了觀眾的喝采,於是他們又進行了進階的實驗:想像物體消失。我們「想像」不存在的物體並非難事,但要「想像」不存在的物體在使其「消失」就不容易了,在登錄腦波後,Evan在腦中運思消失的指令,螢幕上的物體曾一度隱形了部分,沒有完全消失的原因是專注力不足,腦波測量儀無法讀取足夠的電脈衝,直到Evan第二次嘗試,才真正讓物體消失,當然也獲得了滿堂彩。

        這樣的科技廣泛應用在生活中,居家生活方面,可以提供身心障礙者更為便利的生活機能,如:由使用者的想像來控制系統來打開或關上窗簾、運用意念控制家電、機器;再如教育方面,教師可以利用此系統引入專注力的訓練;娛樂方面,使用者可以在虛擬的遊戲中直覺地操控遊戲角色,讓人身歷其境;在運動領域,利用腦波測量儀量化運動員施作運動時的大腦狀態,有助於運動員找到最佳的體能訓練及競技狀態。

        透過科技,讓大腦的想像力成為人們的超能力已經並非紙上談兵,而大腦本身精密且複雜的結構與功能,是人類得天獨厚的寶藏,大腦的奧秘,正等待人們挖掘開發。

參考資料來源:

1. A headset that reads your brainwaves: Tan Le on TED.com.20107月。

http://blog.ted.com/2010/07/22/a_headset_that/

2. MyOOPS開放課程,Tan Le 談解讀腦電波的頭戴式裝置。

http://www.myoops.org/main.php?act=course&id=2327

 

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