第2章 奇妙的脑电波

2.1 毛骨悚然的开端

早在18世纪时人们就知道，信号可通过生物电的方式在神经系统中传输。比如，1783年伽伐尼发现，用不同金属触碰死青蛙大腿肌肉的两端，将导致肌肉收缩，据此，他相信动物肌体中储存着电。虽然当时伽伐尼的这一设想曾被嘲笑，但今天回头再看时，他其实设计出了第一个基础的神经义肢，模拟了肌肉中的神经。实际上，在伽伐尼的这一发现后不久，人们就确认了：动物活体及神经组织确实能产生电流，虽然只是非常微弱的电流。

再后来，人们又知道了与之相反的事实，即适当的电刺激能让肌肉收缩或运动。而公开以实验方式向广大市民证明该事实的、最毛骨悚然的和最具轰动性的事件，发生在1818年11月的英国格拉斯大学操场上。

原来，按当时英国法律的规定，对那些罪大恶极的死刑犯，不但要送上绞刑架，其尸体还要被送往相关科研机构进行公开解剖。一来可以解决医用尸体严重不足的难题，二来可以威慑更多的潜在犯罪嫌疑人，起到杀鸡儆猴的作用。

于是，一具犯罪嫌疑人的尸体引来了潮水般的各色看客，他们浩浩荡荡地涌到了格拉斯大学的操场上。当天主刀的解剖医生名叫尤尔，他先在尸体的脖颈后方切开一个大口，露出颈椎和脊髓；接着，在尸体的左髋部切出一个贯穿臀部的大切口，以暴露出坐骨神经；随后，在左边脚后跟处也切开一个口子；然后，在脖子上打开一个切口，露出控制呼吸的膈神经；最后，在眉弓处切一个口子，露出眶上神经。

做完这些准备工作后，尤尔的恐怖表演就开始了。根据当时的实验报告，尤尔刚将电极的两端分别接入尸体的脊髓和坐骨神经时，尸体全身的每一块肌肉都立即开始抽搐，就像因寒冷而剧烈颤抖一样。每次重复电击时，都是左侧的抽搐最强。若将臀部坐骨神经的电极移到脚后跟，本来弯曲的膝盖竟突然伸直，腿也猛地弹跳起来，甚至差点将尤尔踢翻。即使尤尔使劲按住这条腿，不想让它伸展，也无济于事，因为尸体大腿的弹力超过了普通壮汉的力量。

当尤尔将电极加载到膈神经上时，尸体竟然开始“呼吸”，虽然“呼吸”地很吃力，但胸部和腹部都开始随着膈肌的张弛而起伏。只要通电不停，尸体的“呼吸”动作就一直保持着。

当尤尔将电极加载到眶上神经时，尸体的面部开始扭曲变形，显现出一系列活灵活现的古怪表情，如愤怒、恐惧、绝望、痛苦、惊悚和微笑等表情，而且这些表情还可通过电流强度来加以改变。

当尤尔将一个电极搭在尸体的尺神经上，另一个电极去触碰脊髓时，尸体的手指就立即像小提琴家那样开始演奏，手臂也快速而疯狂地舞动起来。电极一旦断开，尸体的手指也马上停止抽搐，并重新紧握成拳头。

最后，尤尔用电极触碰尸体的食指尖，尸体的手臂立即又弹起来，直指围观的层层看客。

我们之所以要重述200年前的那次将死人“变活”的恐怖实验，绝不是想用它来吸引眼球。实际上，这样的场景当时就令众多看客或呕吐或晕死或吓得连滚带爬、狼狈不堪。我们的真正用意是想让大家明白：电脉冲可以轻松操控包括人类等生物的肢体运动，无论你是否愿意，只要适量的电脉冲已经接通，你都得身不由己且力大无穷地动起来，而这一点正是本书内涵型A I能够成为现实的关键之一。比如，从理论上讲，只要对当事者加载合适的电刺激，就可以让他完成复杂的舞蹈动作等。当然，电脉冲的强度和持续时间的正确把握，又是另一个关键问题，如果把握不好就很可能将活人致死，我们将在随后章节给出相应的技巧和思路，这也是本书的创新点之一。

对了，还想补充一点。尤尔的这次解剖实验绝非恶作剧，他既不想虐待尸体，也不指望把死人变活，而是想把今后的将死之人救活。实际上，多年以后，也正是这位尤尔发明了一种救命方法，即针对那些因窒息、卒中或心脏病突发而断气的人，用高压电去刺激他们的心脏，使他们死而复生。尤尔的这项发明，显然就是如今仍在广泛使用的心脏起搏电击法。尤尔之后，又有许多人做了类似的实验，或让尸体睁眼，或让尸体挥手，或让尸体蹬腿等。后来，经过媒体的大肆炒作，曾几何时，普通百姓甚至误以为“电真能让死人变活”呢。

电脉冲操控肢体的事实，既看得见，又摸得着。但是，电脉冲也能操控大脑吗？毕竟大脑内部的活动既看不见，也摸不着，甚至大脑中是否真的也存在电脉冲等，人们都不得而知。于是，另一个仍然很恐怖的故事开始了。这次得从1902年讲起，当时人类还只能靠马车运输，靠油灯照明。

1902年11月，即尤尔做给尸体通电的恐怖实验84年之后的某天，在德国耶拿的一家精神病院里，一位特别胆大的医生伯格，收治了一位特别命硬的罕见病人。此人被一枪击中头部，在颅骨上留下了一个很大的弹孔。幸运的是，伤者不但没有当场毙命，还又活了若干年，而弹孔处的伤口竟然痊愈，只留下薄薄的头皮在裸露处恐怖地不断跳动。

面对如此恐怖的场景，大胆的伯格如获至宝。只见他搬出一台粗陋的自制滚筒描图设备，用一个听诊器样的东西当感应器，竟然画出了颅骨洞口头皮的跳动波形。结果证实了他多年前的一个猜想，即人类大脑的体积，会像呼吸着的肚子那样，时大时小地不断搏动。而且，在记录下大脑搏动的波形后，他进一步发现：大脑的搏动波形还会随着当事者的情绪、思维、动作、听觉、味觉和触觉等发生变化。后来，伯格又在多名患者身上，证实了大脑的这种搏动现象。

大约在1924年的一个晚上，伯格利用改进后的脑电检测仪，在自己12岁的儿子身上，“成功”地进行了一次脑电检测实验。他当然没有撬开儿子的头盖骨，而是将两片金属箔片分别紧贴在儿子的额头和后脑勺的头皮上，终于在人类历史上首次记录了脑电的波形，一种振荡频率大约为10赫兹的电波。经过在多人身上的实验，伯格发现，当事人的各种心理和生理活动，甚至哪怕像眨眼这样的小动作，都会让脑电的波形发生变化。正常人的脑电波比较平缓，癫痫病人的脑电波很乱。如今回头再看时，当时伯格的“成功”其实是一个幸运的误会，因为现在已经证实：头皮肌肉收缩所产生的电流，要远远强于颅内大脑的脑电波；按当时的设备水平，凭借其DIY设备，伯格其实很难检测到脑电波，除非撬开头盖骨。不过，伯格的猜测确实是正确的，而且他的“成功”在当时也起到了推动脑电波研究的正面作用，甚至掀起了一个脑电波研究高潮。特别是后来随着检测设备精确度的不断提高，比如“功能性磁共振成像（fMRI）”的发明，人类才终于真正检测到了脑电波，而且还越来越精准。为了纪念伯格的开创性贡献，后人将额头与后脑勺之间所获得的那个脑电流称为“伯格波”。

据说，伯格之所以会产生脑电波的想法，是因为他自己的一次亲身经历。他在一部专著中严肃地说，大约在1893年春季，他突然从马背上摔了下来。但几乎与此同时，他的早已外嫁远方的姐姐，竟突然感觉到了弟弟的危险，于是马上发来电报问安。此事让当年还很年轻的伯格非常震惊，甚至改变了他的职业生涯，放弃了原来感兴趣的文学，转而投身医学。

其实，伯格从事脑电波研究的更重要的学术原因，是他受到了一位名叫贝克的波兰科学家的启发。贝克才是探索脑电波的第一人，早在1891年（比伯格发现的时间早30余年），他就在自己的博士论文中，记录了通过插入电极，从动物大脑和脊髓中获得电波的事实。他还通过移动电极刺激动物的不同感觉神经，大致找到了大脑中处理不同感觉的位置；更重要的是，他发现，即使不施加任何电刺激，动物大脑内也会涌动微弱的电流，当时他称之为“神经中枢的自发兴奋”，现在看来，那其实就是脑电波。贝克在脑电波方面的贡献至少还包括：

其一，前瞻性地提出了“通过控制脑电波来止痛”的想法，这在今天也是高精尖的课题；因为不同的痛，需要刺激不同的脑神经，电极强度也各不相同。

其二，指出了“感觉和认知活动会使脑电波突然去同步化”，该发现至今也在脑机接口中扮演着重要角色，比如，实现了用意念控制假肢等。

最近，科学史学家又发现，原来“脑电波发现者”这个头衔还真不太好授予。比如，正当1891年贝克刚刚发表了他的脑电波成果后，一位俄国生理学家达尼列夫斯基就声称，自己早在1877年（比贝克发现的时间早14年）就发现了动物的脑电波，其证据就是，他当年已将该成果论文密封在了维也纳帝国科学院的一个地下室里，他记录了颅骨完好的狗脑的电活动。而当时这种封存论文的做法还很普遍，因此，一旦他的声言被证实，他就该是脑电波的真正发现者了。可是，到目前为止，真正笑到最后的“脑电波发现者”其实是一位英国大夫卡顿，因为他在更早的1857年（比达尼列夫斯基发现的时间早了20年），就在英国医学学会的一次学术会议上公布了自己在脑电波方面的成果，即在兔子和猴子的裸露大脑皮层上，存在着自发的电流，而且当兔子的视网膜受到刺激时，其与眼睑运动相关的那部分脑区的电流将会发生变化。可惜，那时谁也没在意卡顿所做的这个科研课题。

当然，贝克的成果确实是独立取得的，他确实不知道此前俄国和英国的那两位科学家的成果，毕竟那时交通不便，文字和语言也不通。