大脑资源管理器

张少锋

上海交通大学机械与动力工程学院

本科生

1　灵感来源与可行性分析

1.1　大脑资源管理器灵感来源

新的发明创想往往来源于生活中的烦恼，劳动力成本的飙升催生了机器人产业，而对超高计算能力的需求则促进了计算机的诞生。生活中你有没有遇到过这样的场景呢，一部曾经带给你无限乐趣的影片在某一个时刻当你与朋友谈起时却很难记起它的名字或是情节，而一部儿时看过的恐怖片中的某个镜头却在你成长的许多年中清晰地存在于你的脑海里；又比如生活中其他的一些困扰，一场突如其来的灾难给一个人的内心留下永久的创伤；你身边的某个人忽然不能记起曾经你们共同经历的点滴，这个时候你有没有幻想过有这样一种科技，它可以像管理你的计算机上的文件一样管理你自己的记忆，把最美好的部分永久存留，而那些最痛苦的回忆则丢进屏蔽区；在未来的某一天，你可以像翻开一本书一样，打开自己的记忆管理器，看看曾经的那些美好。也许50年之后，这样的科技真的会诞生，并且像今天的手机一样成为你生活中不可或缺的一部分。

1.2　方案可行性分析

1.2.1　对记忆形成机理研究的日渐成熟

人类对记忆产生机理的研究从未间断过。古希腊人帕蒙尼德认为，人的记忆是由明暗（或冷热）两种物质构成的混合体；柏拉图的“蜡板假说”把记忆的形成比作有棱角的硬物放在蜡版上留下印记；而德国著名心理学家艾宾浩斯首次对记忆过程进行了深入研究，并绘制了著名的“艾宾浩斯记忆遗忘曲线”。

如今人类对大脑记忆形成机理的研究已经取得了重大的突破，科技的进步使得人们可以从微观上对大脑进行研究并且对一些大脑的行为提出合理的解释。目前最广为接受的理论认为脑部并没有特定的记忆中心区域专司记忆，但是一些器官明显与记忆过程有关，如海马体与杏仁核、小脑、纹状体、大脑皮层等，这些器官在不同的记忆形式的产生中起到重要作用。而记忆一般有如下四个过程，分别是编码（吸收新的信息进入长期记忆）、储存（通过有规律的读取达到储存重要信息的目的）、读取（将储存的资源取出以回应某些暗示和事件）和遗忘（记忆信息的丢失或是因信息间的竞争而导致读取失败），这与电脑处理信息的过程类似。我们有理由相信经过数年的研究人类对大脑记忆的形成机理将会有更全面的认识，而这将为“大脑资源管理器”的出现给出必要的理论基础。

1.2.2　脑机接口技术的快速发展

脑机接口（brain-computer interface, BCI）是利用脑电信号与计算机通信建立起来的一种控制外部设备或与外界信息交流的手段。通俗来讲，就是指大脑利用脑电信号与计算机建立联系，再通过计算机外接设备来完成一定的动作而不用通过肌肉运动来实现。其系统组成如图1所示。根据工作原理，我们不难看出这一技术最重要的部分就是对大脑信息的读取与识别，而这也正是我们所要建立的“大脑资源管理器”所需的最基本的技术。

目前脑机接口技术的研究已经达到了较高的水平。国外已经有了一些针对这一技术开发的公司以及商品化的实体。例如在美国上市的Cybernetics神经技术公司，其产品包括基于美国犹他大学的Richard Normann研发的“犹他”电极阵列的BrainGate电极阵列；主要生产侵入式脑机接口产品和一种可回复言语功能植入设备的Neural Signals公司；以及生产消费级别的脑机接口可穿戴式设备BrainLink的Macrotellect宏智力科技公司等。国内脑机接口的研究也取得了很大的成就。浙江大学于2012年通过脑电控制机械手完成了拿杯子等动作；华南理工大学的脑机接口实验室，实现了通过脑电自由控制轮椅的移动；上海交通大学今年完成了人脑控制蟑螂的实验。

人脑接口技术的进一步发展为“大脑资源管理器”提供了切实有效的技术支持。

图1　脑机接口系统组成框图^[1]

2　应用前景

50年对于科技的发展来说是一个很大的时间跨度，经过这么多年的发展“大脑资源管理器”极有可能成为现实，这一科技对于个人生活来说，意义不言自明，人们可以通过它来实现对自己记忆的管理，留存有益的，屏蔽痛苦的，由此让生活更加美好；同时在这一基础上也许可以开发辅助记忆的设备。另一方面，这一发明更可被用在医学领域，用来辅助治疗诸如阿尔茨海默病等脑部或是心理方面的疾病，这对人类健康有着重要的推动意义。

但科技的发展不应超越伦理的限制，再伟大的发明如果使用不当都会成为危害人类社会的定时炸弹。因此，给技术以道德的限制，是任何科技产品都应遵守的底线。

【注释】

[1]白莉娟.基于脑机接口的资源管理器［D］.华南理工大学，2014.