科技日報記者 張佳欣
1924年7月，一位名叫漢斯·伯格的德國精神病學(xué)家進(jìn)行了人類歷史上首次腦電圖測試，用于檢測大腦的電活動。
這項技術(shù)不僅徹底擴(kuò)展了人們對大腦運(yùn)作方式的理解，還使神經(jīng)科學(xué)家能夠診斷癲癇、癡呆、偏頭痛和睡眠障礙等疾病。盡管取得了顯著成就，人們對大腦的探索之旅依舊道阻且長。隨著研究的深入，新的謎題接踵而至，激勵著科學(xué)家繼續(xù)完善、革新腦電圖技術(shù)。
如今，在腦電圖誕生100周年之際，來自全球各地的500多名專家前瞻性地探討了其未來面臨的挑戰(zhàn)和優(yōu)先事項。這些專家的意見被匯聚在英國利茲大學(xué)主導(dǎo)的一項研究中，發(fā)表在最新一期的《自然·人類行為》雜志上。
未來創(chuàng)新展望
專家們列舉了一系列關(guān)于腦電圖技術(shù)引人入勝的未來創(chuàng)新，其中包括利用腦電圖提升認(rèn)知能力、早期識別學(xué)習(xí)障礙、作為先進(jìn)測謊手段，以及作為重度運(yùn)動障礙與閉鎖綜合征患者的重要溝通橋梁等。
專家認(rèn)為，有些創(chuàng)新有望在一代人之內(nèi)實現(xiàn)，如實時、可靠地診斷癲癇、腫瘤等腦部異常僅需10—14年即可實現(xiàn)；實現(xiàn)讀取夢境和長期記憶內(nèi)容的可能性則大大降低，一些專家判斷這還需50年以上。
利茲大學(xué)研究員多米尼克·韋爾克表示：“未來腦電圖技術(shù)的一個潛在應(yīng)用是對駕駛員或飛行員進(jìn)行警覺性監(jiān)控，幫助他們判斷自己是否快要睡著，然后喚醒他們或告知需要副駕駛接班了?！?/p>
100年來，記錄腦電圖所需的硬件設(shè)備在原理上相對基礎(chǔ)且保持不變。但自那時以來，對數(shù)字記錄數(shù)據(jù)的分析和人們利用這些數(shù)據(jù)所做的事情，已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。
新的調(diào)查研究認(rèn)為，隨著人工智能驅(qū)動的自動化技術(shù)進(jìn)步，有望改進(jìn)和加快復(fù)雜數(shù)據(jù)的分析速度。腦電圖設(shè)備正逐步向低成本、高便攜性與用戶友好型方向發(fā)展。腦電圖技術(shù)還具有無創(chuàng)優(yōu)勢，更是讓其在眾多神經(jīng)成像技術(shù)中脫穎而出。
促進(jìn)健康平等
未來20年，腦電圖技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于游戲和虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域，這一前景讓游戲玩家興奮不已。而更為深遠(yuǎn)的意義在于，這一技術(shù)的普及將有助于縮小健康不平等差距，讓全球范圍內(nèi)的更多人享受到神經(jīng)成像技術(shù)帶來的益處。
“展望未來，從硬件方面來看，腦電圖設(shè)備的生產(chǎn)成本相對較低且易于實現(xiàn)；從分析和軟件方面來看，借助這些新的計算技術(shù)，可以真正將腦電圖推廣到非常龐大的用戶群。”韋爾克表示，“與其他方法（如磁共振成像或植入式設(shè)備）相比，腦電圖有潛力使神經(jīng)成像技術(shù)惠及全世界所有人。”
利茲大學(xué)認(rèn)知科學(xué)教授兼沉浸式技術(shù)中心主任費(fèi)薩爾·穆斯塔克表示，人們目前掌握的有關(guān)人類大腦的幾乎所有數(shù)據(jù)都來自世界上極小一部分人。人們逐漸認(rèn)識到，這正在阻礙推廣研究成果和改善全球大腦健康的能力。腦電圖作為一種成本效益和可行性較高的神經(jīng)成像工具，適用于全球各種環(huán)境。這有助于建立一門包容并代表全球人口的神經(jīng)科學(xué)。
倫理道德考量
在對腦電圖技術(shù)前景保持樂觀的同時，也有受訪專家發(fā)出警示。他們擔(dān)憂，腦電圖技術(shù)未來可能帶來種種風(fēng)險，例如未能遵守既定標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，又如因新型商業(yè)應(yīng)用的誘惑而引發(fā)倫理問題。
韋爾克憂慮道：“一些跨國科技公司可能會熱衷于推廣腦電圖或其他神經(jīng)成像技術(shù)，他們或許只是為了挖掘更多關(guān)于用戶的信息，包括其偏好、情緒等認(rèn)知狀態(tài)。但是，這種方式真的應(yīng)該被采用嗎？”
韋爾克強(qiáng)調(diào)，保護(hù)用戶的認(rèn)知自由和精神隱私已成為不可回避的倫理議題。
此次調(diào)查的另一個目的是，確定腦電圖領(lǐng)域未來發(fā)展的優(yōu)先方向。穆斯塔克教授認(rèn)為，腦電圖與人工智能和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)相結(jié)合，或徹底改變?nèi)藱C(jī)交互方式，并在未來百年內(nèi)對科學(xué)和社會產(chǎn)生重要影響。但要實現(xiàn)這一愿景，神經(jīng)科學(xué)界必須從學(xué)術(shù)、臨床到工業(yè)領(lǐng)域全面發(fā)力，共同推動穩(wěn)健、道德、包容且可持續(xù)的實踐標(biāo)準(zhǔn)。
英國生物技術(shù)和生物科學(xué)研究理事會生物科學(xué)健康戰(zhàn)略部主管薩達(dá)娜·夏爾馬表示：“在我們擁抱生物科學(xué)發(fā)展的同時，重點仍是促進(jìn)跨學(xué)科合作，推動全球范圍內(nèi)腦科學(xué)的進(jìn)步?！?/p>
