曾經(jīng),意念控制被認為是癡人說夢;如今,它早已變得輕輕松松,甚至連老鼠和豬都能用意念玩轉(zhuǎn)游戲。曾經(jīng),“讀心術(shù)”被認為是騙人把戲;如今,它早已變成現(xiàn)實,只需掃描你的腦電圖,便可一眼看穿你的情緒和部分心思。曾經(jīng),人是人,機是機,人機彼此相分離;如今,人即是機,機即是人,小小腦機接口就讓你與機器密不可分。其實,這些都還不是最玄幻的事情,因為本書將以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,基于神經(jīng)生物學、腦科學、微電子學和虛擬現(xiàn)實等領域的成就,向你展示一幅更玄幻的內(nèi)涵型人工智能愿景。換句話說,也許在將來的某天,你可輕松成為全球第二的鋼琴演奏家和畫家等,更準確地說,你能在瞬間學會偶像的任何技能,最多只比他稍遜風騷。也許在將來的某天,任何人都能輕松掌握全球的既有知識,輕松與他人進行不動聲色的意念通信。如此愿景到底能否實現(xiàn),到底能在多大程度上實現(xiàn),以及何時能實現(xiàn)等,其實都主要取決于腦機接口的進展,即人類能否更精準而全面地檢測、提取、產(chǎn)生、復制和輸入相關神經(jīng)元的電脈沖,激活或重組某些神經(jīng)回路。本書文筆流暢,內(nèi)容淺顯易懂,可作為大眾科普讀物,更可供人工智能的專家深究,還可供科幻迷任意發(fā)揮,寫出更加引人入勝的作品。
楊義先,北京郵電大學教授、博士生導師、首屆長江學者特聘教授、首屆國家杰出青年基金獲得者、國家教學名師、國家教學團隊(“信息安全”)帶頭人、全國百篇優(yōu)秀博士學位論文指導教師、國家精品課程負責人、中國科普作家協(xié)會會員。曾任中國人工智能學會秘書長,現(xiàn)任北京郵電大學信息安全中心主任、災備技術(shù)國家工程實驗室主任、中國密碼學會副理事長。他長期從事網(wǎng)絡與信息安全方面的科研、教學和成果轉(zhuǎn)化工作。他創(chuàng)立的網(wǎng)絡空間安全的統(tǒng)一理論“安全通論”“博弈系統(tǒng)論”,同時出版了科普作品《安全簡史》《黑客心理學》《密碼簡史》《科學家列傳》《通信簡史》等,在社會上引起了極大反響,受到讀者的喜愛,并獲得多項出版物獎項。曾獲得榮譽:政府特殊津貼、國家有突出貢獻的中青年專家、國家有突出貢獻的中國博士學位獲得者、第四屆“中國青年科學家獎”、第四屆“中國青年科技創(chuàng)新獎”、全國優(yōu)秀科技工作者、中國科協(xié)第三屆青年科技獎、首屆茅以升北京青年科技獎、北京青年五四獎章、第三屆北京十大杰出青年、“有可能影響中國21世紀的IT青年人物”。鈕心忻,北京郵電大學教授、博士生導師,中國通信學會高級會員,中國科普作家協(xié)會會員。主要研究領域有:信息安全、信息隱藏與數(shù)字水印、數(shù)字內(nèi)容及其安全等。她主持完成過國家863、國家自然科學基金等多項國家科研項目。她的研究成果獲得過教育部科技進步一等獎、中國通信學會科技進步二等獎、三等獎,中國電子學會科技進步三等獎,以及原信息產(chǎn)業(yè)部科技進步三等獎等。她在包括IEEE Trans.on AES、Chinese Journal of Electronics、《電子學報》等國內(nèi)外著名學術(shù)刊物上發(fā)表論文五十余篇,出版著作六部。
上篇?基于宏觀腦電圖的機會
第1章?主角們閃亮登場了 / 5
1.1?電子就這樣登場了 / 5
1.2?原子就這樣登場了 / 8
1.3?分子就這樣登場了 / 11
1.4?神經(jīng)就這樣登場了 / 14
1.5?智能就這樣登場了 / 23
1.6?大腦就這樣登場了 / 27
第2章?奇妙的腦電波 / 31
2.1?毛骨悚然的開端 / 31
2.2?腦電波采集方法 / 36
2.3?腦電圖子波結(jié)構(gòu) / 41
2.4?重塑異常腦電圖 / 45
2.5?腦電波有多厲害 / 51
2.6?腦電圖網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) / 59
第3章?宏觀型腦機接口 / 67
3.1?斗牛場上的奇跡 / 68
3.2?植入式腦機接口 / 74
3.3?非植入式腦機接口 / 83
3.4?動物的意念控制 / 89
3.5?腦機接口之難易 / 93
3.6?腦電輸入的限制 / 99
中篇?基于中觀大腦地圖的機會
第4章?顛覆“三觀”的腦連接 / 111
4.1?舌頭搶了耳朵的工作 / 113
4.2?觸覺搶了視覺的工作 / 117
4.3?癱瘓者竟然站起來了 / 121
4.4?邏輯系統(tǒng)被毀的怪人 / 124
4.5?智障人士竟然成專家 / 127
4.6?快樂感的產(chǎn)生與擦除 / 134
第5章?大腦地圖的可塑性 / 139
5.1?大腦地圖與外界呼應 / 140
5.2?大腦內(nèi)部的競爭法則 / 145
5.3?一起發(fā)射便連在一起 / 149
5.4?學習將改變大腦地圖 / 153
5.5?大腦地圖的改進訓練 / 158
5.6?倒撥認知功能的時鐘 / 164
第6章?大腦地圖怪事多 / 171
6.1?限制誘導法有多奇妙 / 171
6.2?重塑強迫癥患者大腦 / 178
6.3?重塑幻肢的疼痛感覺 / 181
6.4?意念的力量能有多大 / 187
6.5?半個腦子也活得很好 / 192
6.6?塑造大腦的四種規(guī)則 / 197
下篇?基于微觀神經(jīng)脈沖的機會
第7章?神經(jīng)元的電特性 / 209
7.1?神經(jīng)元的一般結(jié)構(gòu) / 209
7.2?神經(jīng)元的信息通道 / 216
7.3?神經(jīng)膜的離子通道 / 222
7.4?神經(jīng)元的興奮特性 / 228
7.5?神經(jīng)元的動作電壓 / 232
7.6?動作電壓的傳導性 / 235
第8章?神經(jīng)電路的突觸連接機會 / 241
8.1?神經(jīng)元連接的突觸 / 242
8.2?突觸前遞質(zhì)的釋放 / 246
8.3?突觸后電壓及信號 / 253
8.4?突觸的可塑性調(diào)節(jié) / 259
8.5?周圍神經(jīng)接口機會 / 265
8.6?中樞神經(jīng)接口機會 / 271
第9章?感覺系統(tǒng)的腦機接口機會 / 277
9.1?感受器與觸痛溫覺 / 278
9.2?視覺腦機接口機會 / 284
9.3?聽覺腦機接口機會 / 288
9.4?嗅味覺腦機接口機會 / 293
9.5?平衡覺腦機接口機會 / 298
9.6?內(nèi)臟覺腦機接口機會 / 301
第10章?運動系統(tǒng)的腦機接口機會 / 305
10.1?運動神經(jīng)系統(tǒng)簡述 / 305
10.2?脊髓反射運動調(diào)節(jié) / 311
10.3?腦干如何控制運動 / 318
10.4?大腦皮層運動控制 / 323
10.5?小腦對運動的控制 / 330
10.6?基底核的運動調(diào)節(jié) / 337
跋 / 343
參考文獻 / 349