「念力」成真！日本發明：戴上這個裝置，想著「1」輪椅就帶你去廁所、想著「2」電視就打開

本文由日經BP社提供

捕捉大腦的活動，身體不動，就能「隨心所欲」地控制機械。BMI（腦機介面）技術的研發進行地如火如荼。為了使人類的大腦成為新的「輸入器件」，技術開發正在不斷推進。

「請把注意力集中在想做事情的圖標上」。在日本產業技術綜合研究所理學博士長谷川良平的指示下，筆者將目光投向了排列著8個圖標的顯示器螢幕上。因為想看電視，所以筆者凝視著寫有“TV”的圖標。

過了一會，在TV圖標的上面，「是這個吧」的文字一閃而過。之後每隔幾秒，就會以不規則的頻率閃爍文字。大約到第5次的時候，畫面上的虛擬形象替記者說話了：「我想看電視」。

虛擬形象為何能替記者說出想法？

其實，在看顯示器的時候，記者頭上佩戴了由8個電極和火柴盒大小的處理裝置組成的「腦電波儀」。腦電波儀用來測量可以隔著頭皮檢測的腦電波（大腦產生的電信號）。根據腦電波隨視覺刺激發生的變化，推測記者的意圖，讓虛擬形象「代言」。

幫助疑難病症患者

通過讀取大腦的活動，讓大腦變為「輸入器件」，不用動手，就能操作裝置和機械——這種技術叫作“BMI（腦機介面）”。不只是記者這樣的健全人，作為用來幫助因受傷、ALS（肌萎縮側索硬化症）等疑難病症，而難以活動肢體、或者說話患者的技術，BMI如今備受關注。日本產綜研將在2015年夏季，在筑波大學附屬醫院開始臨床驗證。

通過精密分析腦電波，完全掌握思考的內容不是一件簡單的事情。單純在腦子裏想「我想看電視」，虛擬形象並不會直接代為表達。

產綜研提前測量了使用者在注視各個圖標和閃爍的「是這個吧」的時候，腦電波出現的變化。通過事先檢測「每個人千差萬別」（長谷川）的腦電波波形，與實際注視同一事物時的反應對照，判定注視的是哪一個圖標。

將圖標限定為8個，是出於對識別精度的重視。增加選項雖然可以增加表達的事物，但也會導致誤判增多。

產綜研從2000年代啟動相關研究，通過加入過濾家電等產生的噪音的機構，提高了識別精度。現在進行8次識別，也不一定會出現1次失誤。腦電波儀也從形似游泳帽，常被吐槽「壓得太陽穴疼」的初期款式，進化到了像自行車頭盔一樣的形狀。在易用性方面，也在逐步靠近實用。

但是，在內嵌電極和腦電波儀後，價格最低也要幾十萬日元。為便於檢測到腦電波，還要在頭皮上塗抹含有食鹽的凝膠。為此，以提供半導體測試服務為主業的Tera Probe，把研發目標鎖定在了成本為幾萬日元的實用化設備。

只需要在頭頂的1個位置佩戴電極，注視平板電腦螢幕上顯示出的文字。「因為很多技術正在申請專利」（先行技術開發室長古京直也），該公司沒有披露詳細情況，但介紹說，當使用者看到以人眼察覺不到的速度無序閃爍的文字時，根據腦電波某個部分表現出的變化，可以確定使用者看的是哪個字。並且在郵件中輸入這個字。輸入目標文字「精度達90％」（古京）。

產綜研與Tera Probe都是把外部「刺激」作為解讀腦電波的鑰匙。另一方面，利用人的「意念」操作機械的舉措也已經啟動。

想像數字，向目的地移動

金澤工業大學的中澤實教授利用腦海中浮現出1和2的「形狀」時發出的腦電波的波形，實現了利用「意念」操作輪椅。

佩戴耳機的學生坐上電動輪椅，進入沉思。不一會兒，電動輪椅就自己駛向了目的地——洗手間。

學生想像的是數字1。雖然直接想像「洗手間」是最省事的方式，但中澤教授說：「使用腦電波檢測出（地點和目的等）複雜思維的差別，在現階段還很困難」。還是分別想像1、2、3等數字的形狀的方式簡單，而且容易在腦電波上表現出差異。

於是，中澤教授按照「1=洗手間」的搭配，為地點與數字事先建立聯繫，實現了只需「想像」，即可自動前往目的地的輪椅。只要檢測到使用者在想像數字1，活用輪椅上安裝的雷達，就可以避開障礙物前往洗手間。這一點與自動駕駛汽車的原理相同。中澤教授通過累積腦電波的波形，正在為更細緻地解析思考的內容進行研究。今後將力爭實現「只要想到洗手間，就能前往洗手間的電動輪椅」。

通過血液流動捕捉大腦活動

除了腦電波，還有利用其他指標捕捉大腦活動的方法。其中，島津製作所已經在抑鬱症診斷輔助裝置等產品中投入實用的，是根據「血液含氧量」檢測大腦活動狀態的技術。叫作「近紅外分光光度法（NIRS）」。

比如說，通過捕捉血液含氧量的變化，相比前面提到的腦電波儀，可以更詳細地讀取大腦在產生「想開空調」的想法時的活動狀態。NIRS裝置的反應速度約為5秒，雖然比只需不到1秒的腦電波儀慢，但在減少誤識別上優勢明顯。

(照射近紅外光，通過光線在大腦內部的擴散方式，調查腦內血液中的含氧量。通過把含氧量數據與以往的模型相對照，推測對象的想法)

因此，國際電氣通信基礎技術研究所（ATR）把島津製作所的NIRS與腦電波儀組合，正在研究只通過大腦活動，完成操作家電等室內的各項動作。

BMI的研究之所以火爆，是因為過去只能利用醫院的MRI（磁共振成像裝置）、MEG（腦磁圖）等大型裝置才能檢測到的大腦活動，已經可以由使用腦電波儀、NIRS的小型裝置進行捕捉。

現階段的研究成果，需要為數字和地點建立聯繫、或是進行訓練，與「心靈感應」還相差甚遠。雖說分析技術日新月異，但研究人員都表示「儘管如此，人類的大腦依然充滿了尚未解開的謎團」。實用化雖然還面臨著許多課題，但為了讓BMI早日造福飽受疾病和重傷之苦的患者，研發競爭已經趨於了白熱化。（記者：佐藤浩實，《日經商務週刊》）