校慶講座 李柏磊教授:腦波的操控世界不再是幻想

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2018.06.06 文/校園記者何佩瑋、秘書室陳如枝
media photo 電機系李柏磊教授以「腦波醫學影像與腦波意念控制技術的發展」為題作校慶演講。鄭凱倫攝

人腦有別於一般動物大腦,覆蓋一層大腦皮質,隱藏著十兆的神經元,這個像胡桃的小宇宙,就如同繁星一般浩瀚,操控著我們的心思意念。校慶講座第二場邀請到電機系李柏磊教授分享「腦波醫學影像與腦波意念控制技術的發展」,強調利用視覺誘發腦波訊號的原理,可遙控日常裝置,造惠身體不便的患者。

李柏磊教授陽明大學醫工所博士,現任中央大學電機系主任,專長領域為電機與生醫工程等研究,目前已經發表超過六十篇以上的腦波訊號影像相關論文,並且積極參與國際競賽,讓其研究成果能夠與世界上其他尖端研究團隊競爭。他的傑出研究曾於2007年獲科技部吳大猷先生紀念奨、2009年獲中國電機工程學會優秀青年工程師獎、2010年獲社團法人國家生技醫療策進會國家新創獎,今年並獲首屆「羅家倫校長年輕傑出研究獎」。

大腦皮質 影響思考和行為

他分享1848年有一位工頭在修築鐵路的過程中發生爆炸,一根長三英尺的鐵棒從他的左眼下邊穿入,並從上額穿出,但他最後奇蹟般地恢復了意識且能夠言語,不同的是受傷以前他有禮貌又和善,現在卻變得粗暴無理、難以溝通。李柏磊教授由此案例說明,大腦雖沒有傷到神經中樞影響生命,但傷到皮質,就會影響思考和行為。

現代系統神經科學之父薛靈頓爵士用電流刺激猿猴的皮質,發現大腦有分化區域的現象,不同的皮質區域控制不同的身體部位,而大腦外的皮質受傷對思考會產生影響,這項發現有助於手術前的定位,醫生可以先判斷該從哪個角度開刀才不傷害到皮質區域。

李柏磊教授介紹如何用腦波來控制機械,首先,大腦需一直想著特定的某件事情,才會產生特定的腦波,再由腦波帽偵測大腦發出的訊號。而腦波控制的發展源於1989年,科學家在老鼠的大腦運動區扎了16根針,兩星期後,老鼠用想的就可以控制放糖水的棒子,但扎太多針,可能會發生生物互相排斥的現象,因此,現今已經發展到將一個小小的電極放在頭上,就可以控制很廣的層面。

大腦不斷學習 透過念力可操控

「大腦是不斷學習的器官。」李柏磊強調,像是一個模擬器,會維持體內的恆定。第一次世界大戰後,許多人因為手、腳斷掉而產生幻肢,大腦不知道肢體該如何移動,肢體便會有巨大的疼痛,1996年時一位印度人解決了這個難題,他在剩餘的肢體旁放一面鏡子,欺騙大腦另一隻手、腳是存在的,大腦就能正常地與肢體溝通。藉由不斷學習,大腦才漸漸知道如何想像能控制機器,而控制的方法有很多種,除了用意念、想像,也可以用視覺控制,編碼螢幕上的影像。

李柏磊教授最後提到大腦與人工智慧的關係,李柏磊教授說網路如何訓練網路,是一件非常有趣的事情,現今靠著類神經網路、深度學習,已經可以判斷心律、睡眠、血糖等問題,且準確率達七、八成。除了上述這些,人工智慧也能運用在意念控制,可以分析訊號和意念的時間點。至於電機系與神經科學的關聯,就在於各種機器的設計,像是腦波機等,李柏磊教授強調電機在這個領域有很多的貢獻,有興趣的學生不妨去接觸看看。

media photo 校長周景揚頒發紀念品,感謝李柏磊教授擔任演講人。鄭凱倫攝