来源：把科学带回家
作者：万物杂志
上个月，上海一女子前往派出所报警，坚称自己的同学使用脑电波探测技术窃取了她的隐私信息，因为同学对她脑中的想法了如指掌。
图片来自网络
该事件在网上引发了许多讨论，有的认为女子可能有被害妄想症，有的认为她可能在被催眠时被问出了隐私信息，也有的提及了脑电波相关技术的隐私问题。
虽然目前的技术还做不到无线探测并准确解读人脑的想法，但相关技术一直在不断发展，或许这事在未来真的可以实现呢。现如今，市面上已经出现了一些消费级设备和服务，例如戴上一个类似帽子或头带的装备，用户就能监测自己的睡眠、情绪等信息。事实上，已经有研究人员通过现有的消费级设备，然后借助人工智能模型，将人脑内无声的想法转化成文本。虽然AI解读原始脑电波的准确率还有待提高，但用户们产生的脑电波数据如何被处理确实是一个值得关注的问题。
AI模型读出了受试者想喝咖啡的“想法”。人工智能模型通过学习大量脑电图数据，可以将脑电图信号翻译成单词和句子。图片来源：悉尼科技大学
最近，美国科罗拉多州就率先立法保护用户在使用消费品时产生的脑电波数据。也就是说，和指纹、人脸识别图像以及其他敏感的生物识别数据一样，用户的神经数据也将受隐私法保护。
该法案的支持者认为，大脑的神经数据可用于了解一个人的心理健康或身体状况（例如其是否患有癫痫等疾病）之类的敏感信息，这可能带来偏见和歧视。虽然该法规仅限于消费市场上的相关产品，但现在有些消费产品其实使用的就是医疗级别的脑部扫描设备，而为了提供相应的服务，这些设备都会从用户那里获得许多数据，但这方面的数据隐私问题还未被广泛讨论和重视。我们身上许多器官产生的电信号可以通过各种技术来检测和测量，例如大家熟知的心电图反映的就是心脏中的电流，同样，脑电图（Electroencephalography, 简称EEG）可以通过电极检测出脑部神经元的电信号。检测到的微弱信号会被放大并被记录下来，然后展示成波形图。通过分析图形的频率和振幅等特征，大脑的活动和状况就能被评估。图片来源：Institute for Quality and Efficiency in Health Care去年年底，在澳大利亚悉尼科技大学发布的一项研究中，29位实验参与者戴着一个带有传感器、可以记录大脑活动的“帽子”，然后安静地在心中默读一些内容。由此产生的大脑信号经过人工智能模型的解读会被转成文本，并显示到大屏幕上。
对此，有神经科学家表示大脑活动是一种加密信号，而语言模型提供了破译它的方法。虽然这项研究的准确度仅约为40%，但作为这一领域的首创，其仍具有重要意义。由于这项技术是非侵入式的，因此成本相对较低，也方便使用和携带。
图片来源：uts.edu.au非侵入式的大脑活动检测方式一般是把电极放在头皮上，因此，脑电图头戴设备可以说是我们平时最常见到的款式。而在去年，报道称苹果正在开发内置有脑电图扫描仪的耳机。装有电极的新一代AirPods可以通过人耳测量各种生物信号，包括用户的大脑活动。
用户可能需要根据自己的耳朵进行定制。图片来源：patentlyapple.com相关从业人员推测，除了可以增强用户体验和健康监测之外，苹果的这项技术或许还有助于脑机接口的应用发展。在未来，用户也许能够在手机上把脑中的想法直接转为文本和语音。脑机接口，英文名为brain-computer interface（简称BCI）或者Brain-Machine Interface（简称BMI），指的是在大脑与外部设备（计算机或者机械臂等）之间建立起的直接通信路径。根据脑电信号的采集方式，脑机接口可以大致分为非侵入式和侵入式。和上文提及的非侵入式技术相比，通过外科手术在大脑中植入采集电极的侵入式技术可以获得更加准确的大脑活动信号。在该领域，当前最受关注的公司应该是马斯克的脑机接口公司Neuralink。
图片来源：Neuralink, the tesla space今年一月底，一名肩膀以下都瘫痪了的29岁患者诺兰·阿尔博 (Noland Arbaugh)接受了手术，在大脑头骨中植入了一个大小和硬币差不多的Neuralink无线芯片。据此，他可以用意念来控制鼠标光标，玩国际象棋和电子游戏。
Neuralink的首次人体试验引起了巨大轰动，但也面临着一些争议，例如有的批评者认为试验缺乏透明度。2021年，Neuralink让猴子用意念玩游戏的试验也曾引发争议，有报道称参与试验的动物在出现脑出血、脑水肿、部分瘫痪等健康问题后被安乐死。
在试验后续阶段，猴子出于习惯还是会控制游戏手柄，但此时手柄的插头已经被拔掉，这时候，它其实是通过植入的大脑芯片，用意识来控制屏幕上的光标。图片来源：Neuralink
而在前两天，Neuralink又被曝出首例人体试验患者的大脑植入物出现了一些问题，导致有效电极数量减少，功能效果降低。公司随后表示问题得到了解决，但据称他们也在考虑取出患者大脑内的植入物。虽然脑机接口技术存有质疑和争议，并且目前的前沿技术还处在实验室发展阶段，但该技术有着广阔的应用前景，或许能为人们带来突破性的治疗方法，例如那些因为中风、脑瘫或肌萎缩侧索硬化症等疾病而无法说话的人可以通过脑机接口重新开始正常交流。
借助脑机接口和AI，因为中风而严重瘫痪并无法说法的Ann Johnson得以重新和家人进行交流。图片来源：加州大学旧金山分校
“但我们认为，应该为那些不打算让自己的想法被阅读以及生物数据被使用的人设置一些护栏。” 科罗拉多州提出将神经数据作为隐私进行保护的议员凯茜·基普 (Cathy Kipp)说道。 对于普通人而言，个人的神经数据隐私能被重视被保护是好事，不过，如果现在就在担忧自己脑中的私密想法被脑电波技术窃取并解码，似乎有些为时过早。参考资料：
[1] ScienceFriday.com. (2024, April 26). Retrieved from https://www.sciencefriday.com/segments/neural-data-brain-privacy-law[2] Moens, J. (2024). Colorado Bill Aims to Protect Consumer Brain Data. N.Y. Times. Retrieved from https://www.nytimes.com/2024/04/17/science/colorado-brain-data-privacy.html[3] Belluck, P. (2023). AI Helps a Stroke Patient Speak Again, a Milestone for Tech and Neuroscience. N.Y. Times. Retrieved from https://www.nytimes.com/2023/08/23/health/ai-stroke-speech-neuroscience.html[4] Willyard, C. (2024). Beyond Neuralink: Meet the other companies developing brain-computer interfaces. MIT Technology Review. Retrieved from https://www.technologyreview.com/2024/04/19/1091505/companies-brain-computer-interfaces[5] Portable, non-invasive, mind-reading AI turns thoughts into text. (2024, February 13). University of Technology Sydney. Retrieved from https://www.uts.edu.au/news/tech-design/portable-non-invasive-mind-reading-ai-turns-thoughts-text[6] Willyard, C. (2023). Brain implants helped create a digital avatar of a stroke survivor’s face. MIT Technology Review. Retrieved from https://www.technologyreview.com/2023/08/23/1078312/brain-implants-digital-avatar-stroke[7] https://www.pbcsf.tsinghua.edu.cn/__local/8/05/61/E7A0684F36DC2A17B669A55228E_204EAB63_281BDB.pdf[8] 张. 铃. (2024, May 08). 高小榕：脑机接口50年. Retrieved from https://mp.weixin.qq.com/s/bTOsH3JgjnCy91wqtIGicw[9] Whang, O. (2023). A.I. Is Getting Better at Mind-Reading. N.Y. Times. Retrieved from https://www.nytimes.com/2023/05/01/science/ai-speech-language.html[10] Woodford, J. (2023). Mind-reading AI can translate brainwaves into written text. New Sci. Retrieved from https://www.newscientist.com/article/2408019-mind-reading-ai-can-translate-brainwaves-into-written-text[11] In brief: What happens during an electroencephalogram (EEG)? InformedHealth.org [Internet]. (2023). Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG). Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK563104[12] Robins-Early, N. (2024). Neuralink’s first implant partly detached from patient’s brain. the Guardian. Retrieved from https://www.theguardian.com/technology/article/2024/may/09/neuralink-brain-chip-implant[13] Porter, J. (2024). Neuralink video shows patient using brain implant to play chess on laptop. Verge. Retrieved from https://www.theverge.com/2024/3/21/24107499/neuralink-human-trial-chess-video-brain-computer-interface