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通道解剖:讀取端與寫入端

BBI 有兩個極不對稱的半邊。解碼大腦相對成熟;寫入大腦才是決定整條通道速率的瓶頸——也引出關於自主性最尖銳的問題。

讀取端(成熟的一半)

發送者的半邊就是普通的解碼,你在第一、二冊已經熟悉。非侵入式的 BBI 通常擷取少數幾種可靠的腦電圖典範之一:讀為mu 節律去同步化運動想像穩態視覺誘發電位的頻率標記,或P300拼字器選擇。每一種都把大腦 A 映到一個小小的離散符號字母表,可靠到足以據以行動。

侵入式的尖峰放電攜帶多得多的資訊,但那需要在發送者體內植入——對一個「通訊」系統(相對於臨床系統)而言,這是極高的門檻。因此大多數 BBI 只在一個瑣碎的意義上受讀取所限:它們選了粗糙而穩健的腦電圖特徵。真正的極限在另一端。

寫入端才是瓶頸

以非侵入方式寫入大腦是很粗糙的。覆蓋視覺皮質的經顱磁刺激誘發一個光幻視——一團無形狀的閃光——每一次脈衝大約值一個位元;覆蓋運動皮質則誘發不自主的抽動。經顱磁刺激光幻視寫入之所以是人類 BBI 的主力,正是因為它是唯一能可靠地把一個可偵測、可自我歸因的事件放進另一個人經驗中的非侵入方法。

新興的寫入模態正在推進這一點。經顱聚焦超音波時間干涉刺激能以比經顱磁刺激更緊的焦點抵達更深處,但它們的資訊酬載仍然很小,知覺效果也尚未被清楚刻畫。在侵入的極端,皮質內微刺激——與體感觸覺重建所用的同一通道——解析度較高,但它需要在接收者體內植入。

這是一條電腦居中的串接

把兩個半邊接起來:大腦 A 進入解碼器,解碼器經數位鏈路送出位元,位元驅動刺激器,刺激器寫入大腦 B。編碼器—解碼器腦對從不接觸——是古典通道承載這些位元,這正是為何誠實的標籤是腦—電腦—腦。每個半邊都是帶雜訊的通道,最簡單的情形我們可以用二元對稱通道來建模。

C = 1 - H_2(p), \qquad H_2(p) = -p\log_2 p - (1-p)\log_2(1-p)

單一二元對稱半通道在每符號錯誤率 p 下的容量。以今日粗糙的讀取與寫入,p 遠離零,因此單一脈衝只攜帶一個位元的一小部分。

互動元件:從頭到尾跑一次二元通道。發送者想像一個動作,一個位元被解碼,一個光幻視被寫入接收者,接收者再回報它。當你調整鏈路時,觀察位元率與錯誤率。

是誰在行動?接收端的自主性

BBI 提出了一個普通腦機介面不會提出的問題:在接收端,是誰在行動?在反射式的設置中,覆蓋運動皮質的一次經顱磁刺激脈衝直接造成接收者的手部動作,繞過了有意識的選擇。在光幻視的設置中,接收者有意識地知覺到一道閃光,然後選擇行動。「誘發反應」與「被詮釋的線索」之間的這道鴻溝,正是第五篇倫理的種子——它是「訊息」與「命令」的差別。參見接收者自主性能動感