近日，一篇清華學(xué)子頭戴腦機(jī)接口（非侵入式）觀看演出的圖文在社交平臺(tái)引發(fā)關(guān)注。照片中多名佩戴網(wǎng)狀頭套的觀眾在欣賞舞劇《詠春》，戴的頭套被網(wǎng)友們調(diào)侃像“蕨類植物寄生”、“電子臟辮”等。這是我國(guó)首個(gè)真實(shí)劇場(chǎng)神經(jīng)美學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)腦電設(shè)備監(jiān)測(cè)觀眾在欣賞藝術(shù)時(shí)大腦的神經(jīng)反應(yīng)。

圖源 清華大學(xué)

實(shí)驗(yàn)由清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院神經(jīng)工程實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)開展，使用腦機(jī)接口技術(shù)來(lái)探索大腦在欣賞藝術(shù)時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)規(guī)律。

在這種劇場(chǎng)的燈光、舞美和音效下，讓觀看更加沉浸，能夠激發(fā)觀眾最真實(shí)即時(shí)的神經(jīng)反應(yīng)，這是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)觀眾沉浸觀看表演時(shí)，大腦活躍度明顯提升，多個(gè)與情感相關(guān)的腦區(qū)出現(xiàn)了聯(lián)動(dòng)活躍。這也從神經(jīng)科學(xué)角度解釋了為何現(xiàn)場(chǎng)表演比看視頻更能引發(fā)情感共鳴。

工作人員會(huì)提前為參與者調(diào)試設(shè)備，確保佩戴舒適性和采集準(zhǔn)確性。所有腦機(jī)設(shè)備均通過(guò)安全認(rèn)證，采用非侵入式腦機(jī)接口采集數(shù)據(jù)，不會(huì)對(duì)健康造成影響，且數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)匿名處理保護(hù)隱私。

目前，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將神經(jīng)美學(xué)應(yīng)用于情緒障礙康復(fù)、美育教育、留守兒童心理健康、抑郁癥診斷及老年認(rèn)知干預(yù)等。并且計(jì)劃通過(guò)講座、展覽和開放項(xiàng)目，邀請(qǐng)公眾共同參與這場(chǎng)“尋美之旅”。

腦機(jī)接口（BCI）技術(shù)發(fā)展歷程

• 起源（1920-1960）

1924年漢斯·貝格爾發(fā)現(xiàn)并記錄腦電圖（EEG），證明大腦電活動(dòng)可被外部測(cè)量。

• 早期（1970-1980）：

“腦機(jī)接口”概念在1970年代初由雅克·維達(dá)爾正式提出并開展初步實(shí)驗(yàn)。

1970年代，埃伯哈德·費(fèi)茨證明猴子可以通過(guò)學(xué)習(xí)主動(dòng)調(diào)節(jié)單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)來(lái)控制儀表指針，首次展示了神經(jīng)信號(hào)用于直接控制的可能性。

1980年代，研究人員開始探索利用EEG等非侵入式信號(hào)實(shí)現(xiàn)基本控制（如光標(biāo)移動(dòng)），但受限于信號(hào)質(zhì)量和解析能力，進(jìn)展緩慢。

• 突破（1990年代）：

菲利普·肯尼迪為癱瘓患者植入首個(gè)可長(zhǎng)期工作的侵入式的皮層內(nèi)電極。

米格爾·尼科萊利斯團(tuán)隊(duì)在猴子身上實(shí)現(xiàn)了更復(fù)雜的多電極陣列記錄，并成功讓猴子僅用腦信號(hào)控制機(jī)械臂，為運(yùn)動(dòng)功能重建提供了強(qiáng)有力證據(jù)。

非侵入式BCI（EEG為主）實(shí)現(xiàn)了更可靠的拼寫通訊（如P300拼寫器）和基礎(chǔ)的環(huán)境控制，開始走向臨床應(yīng)用雛形。

• 快速發(fā)展（2000-2010）：

侵入式：BrainGate聯(lián)盟等團(tuán)隊(duì)成功在癱瘓人類患者中實(shí)現(xiàn)通過(guò)皮層內(nèi)電極控制電腦光標(biāo)、機(jī)械臂甚至自身癱瘓肢體（通過(guò)功能性電刺激），證明了臨床應(yīng)用的巨大潛力。電極技術(shù)（如猶他陣列）和神經(jīng)解碼算法（機(jī)器學(xué)習(xí)）顯著進(jìn)步。

非侵入式：EEG-BCI更加實(shí)用化（如專注力控制游戲、輪椅控制）。fNIRS（功能性近紅外光譜）作為一種新的非侵入模態(tài)得到應(yīng)用?；诟呻姌O和便攜設(shè)備的BCI開始興起，降低使用門檻。

應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展：從輔助通訊和運(yùn)動(dòng)功能重建，擴(kuò)展到神經(jīng)康復(fù)（卒中后）、認(rèn)知狀態(tài)監(jiān)測(cè)、神經(jīng)反饋治療等。

• 當(dāng)前趨勢(shì)（2020年代+）：

高分辨率的非侵入式：追求更高空間分辨率的非侵入技術(shù)（如高密度EEG、MEG與AI結(jié)合）和更安全的微創(chuàng)/半侵入技術(shù)（如ECoG、血管內(nèi)/腔內(nèi)電極、柔性電極）。

雙向BCI：不僅“讀取”腦信號(hào)，還嘗試向大腦“寫入”信息（如感覺反饋、神經(jīng)調(diào)控），形成閉環(huán)。

融合人工智能技術(shù)：深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)極大地提升了信號(hào)解碼的準(zhǔn)確性和復(fù)雜性。

加速商業(yè)化與消費(fèi)級(jí)探索：醫(yī)療級(jí)設(shè)備加速研發(fā)和審批（如NeuroPace用于癲癇，Synchron的血管內(nèi)BCI進(jìn)入臨床試驗(yàn)）；消費(fèi)級(jí)非侵入式BCI嘗試進(jìn)入游戲、健康監(jiān)測(cè)、專注力訓(xùn)練等市場(chǎng)，但仍面臨可靠性和實(shí)用性質(zhì)疑。

關(guān)注神經(jīng)倫理與安全：伴隨技術(shù)發(fā)展，隱私保護(hù)、身份認(rèn)同、腦數(shù)據(jù)安全、公平獲取等倫理和社會(huì)問(wèn)題受到前所未有的重視和討論。

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