近日，天津大学两名95后学生用脑电波控制“”多脑协同控制智能手臂系统，写出了“福”字。他们在一次采访中表示，未来的大脑控制系统可能会彻底颠覆现有的人机交互模式，人与人之间的交流不仅仅停留在语音或文字上，还可能通过心灵进行交流。你期待吗？
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尽管幻想“嘶嘶”的大脑放电似乎很奇怪和有趣，但脑电波确实存在。很难检测到，因为它的强度最高只有200微伏。
大脑活动时，大量神经元产生的突触后电位相加形成脑电波。突触后电位的本质是带电离子在突触中的进出。所谓“思想火花”，就是人体内的带电离子在思考时通过神经细胞膜上的通道(如化学门控通道)留下的“噼啪”声，以及流经大脑不同区域的电位差。脑电图仪记录大脑皮层或头皮表面脑神经细胞电生理活动的整体反映。
一般认为脑电波大致分为波、波、波、波和波，不同的波对应不同的大脑状态。“脑电波总是存在的，只是不同的波在不同的状态下会成为主体。比如，当你闭上眼睛，波会立即活跃起来。”复旦大学教授黄志立说，当大脑充满波时，人的意识活动明显受到抑制，无法进行逻辑思维和推理活动。这时，大脑通过直觉、灵感和想象来接收和传递信息。
科学家还发现，当人醒来专注于某件事时，往往能看到一种频率高于波的波，频率在30-80 Hz，幅度范围不确定。推测波可能与建立统一清晰的认知有关，通过吸引不同神经元回路的同步性来增强意识，产生注意。
用脑机接口、电极、头环均可检测
“脑电波本身就是一种电信号。微伏测量确实困难，但检测完全没问题，至少实验室没问题。”北京大学理工学院特别研究员迅雷表示，脑电测量设备的先进性、拟合的紧密度、测量方法以及是否植入，对能否准确测量脑电都有影响。
据了解，目前有脑机接口、电极贴片、头环或头盔等。
理论上，通过脑机接口采集脑电波的方法，采集效率最高，识别率最好，可以长期连续使用，但其缺点是需要脑机接口，风险较大。
电极贴片是获取脑电波的典型方式。在医学领域和一些科学实验场景中，我们经常可以看到密集的电极附着在大脑外部的场景。
上海师范大学教授李在文章《基于脑电波信号的人体疲劳程度测试模型分析》中详细介绍了通过电极片获取脑电波的方法：芯片通过两个干电极连接到测试者的头部，一个贴在测试者的前额，另一个夹在测试者的左耳；然后，生物传感器与计算机终端相连，芯片通过蓝牙将采集到的脑电波信号发送给生物传感器，计算机终端将显示脑电波信号的特征值。
虽然这种方式比脑机接口的成本低很多，不需要植入，安全性较高，此外，其信号的识别率也比较有保障。但缺点是这种方式操作成本较高，且需要专业人士协助，不能随时进行，日常生活场景中很难普及。
此外，头环或头盔也是获取脑电波的方式之一。头环或头盔的优点在于可以简单佩戴，持续使用，可以方便地产品化。其缺点是采集信号容易被背景噪音信号干扰，识别的准确性和效率明显不如前两者。
脑电信号的破译仍是“蓝海”
天马行空、不拘一格、智慧深邃……人的思维是如此丰富多彩，脑电波又有多个种类和千万种组合，那么如何破译这些信号？
“不同的认知可以根据脑电图的变化来判断，但是非常复杂。”中国标准化研究院研究员张运红表示，尽管不同的脑电波大致有一个代表的方向，但实际情况却复杂得多。
李鲁群等人为找到司机疲劳程度与脑电波信号的关系，曾建立了一个模型，通过对复杂数据的降噪、重构、建模、拟合等多步处理后，经过多步计算，随后进行反向验证，得到相对有一定准确率的计算方法，使得α、β、θ波的特征值能够计算，从而得到疲劳状态的判定表达式，来判断疲劳与否。
“主要问题是脑电波测得是否准确，数据有没有价值。”雷霆认为，如果在基础研究阶段没有得出准确的数学模型，则后续的软件设计、应用开发都是无本之木。
事实上，脑电信号的破译工作目前仍是一片“蓝海”。“将α、β、θ波的特征值用于计算，只是其中一部分，还有很多其他方面的影响。”张运红表示，目前科学界并没有形成指南之类的共识。生物学领域的生命活动基础仍是未解之谜，将其转化为数学模型的表达是粗线条的反映，即使脑电波捕捉准确、后续的软件开发适宜，也无法高度精确地反映思维的现状。
比如，从西南科技大学李雪飞、许朝进《脑电生物反馈对正常小学生注意力的影响》的论文中可以看到，实验针对注意力分散的8名五年级小学生，采用脑电生物反馈训练系统进行为期两个月的注意力训练，比较后发现，尽管整体效果有所改善，但存在脑电数据与量表结果不一致的现象。也就是说，脑电数据显示集中精力，而量表题库显示注意力不足。究竟是脑电数据与现实状况接近，还是主观题库更准，目前仍难判断。
（原标题：天津95后大学生脑电波写福字，网友：这么神奇吗！）
来源：北晚新视觉综合央视网、科技日报
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