隨著數據可用性的增加，再加上相應的分析需求，機器循環中對人類的要求變得越來越高，并挑戰著面對這種認知浪潮的最有能力的頭腦。QinetiQ高級研究員兼培訓和人類表現首席科學家Helen Dudfield博士研究了腦機接口（BCI）可以幫助管理工作量的方式，以及在國防領域及其他領域的可能應用。

在許多方面，大腦仍然是一個鮮為人知的“黑匣子”，神經科學知識還處于相對起步階段。然而，隨著神經學研究的發展，我們開始對大腦的功能以及我們如何在未來優化其性能有更深入的了解。盡管神經科學是一門相對較新的學科，但BCI在其開發和應用中發揮著重要作用。

BCI可以被視為人體增強領域的一個子集 - 該領域涉及通過各種方式改善人類表現。用最簡單的術語來說，BCI使用各種傳感器和算法數據將大腦的電活動連接到外部設備。通過更準確地了解大腦功能，以及不同的外部刺激如何影響我們的大腦對任務或挑戰的反應方式，研究人員可以開始探索我們如何解鎖大腦的其他部分，以及我們如何更好地應對壓力。在尋求提高基于工作的績效方面，這正成為一個特別有吸引力的概念。例如，BCI可用于管理工作量，精神疲勞和提高注意力持續時間。

過載和欠載

今天的國防及其他人員處理的數據（和數據源）比以往任何時候都多。龐大的信息量，以及在評估決策時需要考慮的所有因素，都可能導致認知過載和分析癱瘓。這使得領導者被提出的大量選擇所淹沒，使他們無法決定明確的前進路線。從軍事角度來看，快速、準確的決策至關重要，這可能導致代價高昂的延誤。

內部和外部也有一些壓力，可能會給軍事人員帶來負擔，尤其是那些在前線執勤的人員。如果不加以控制，嚴重的壓力會模糊判斷，阻礙表現，并促進極端和超出一個人正常本性的決策。BCI的發展為研究人員提供了樂觀的信念，即我們很快就會擁有管理高壓力工作環境的工具，特別是通過它們簡化信息，監控和應對刺激的能力。

防御只是BCI可能用途的一小部分。它還可能在醫學上看到很多未來的用途 - 例如，幫助治療退行性腦部疾病，重建中風患者的語言，幫助癱瘓的人，以及通過腦機刺激刺激記憶和語言等領域。對BCI的醫療應用的研究正在繼續快速推進。最近，總部位于美國的公司Synchron獲得了FDA的批準，用于使用侵入性BCI治療肌萎縮側索硬化癥 - 一種影響神經細胞的進行性疾病。雖然他們是僅有的兩家獲得FDA批準的BCI開發商之一，但其設計可能對患者的治療產生重大影響，包括退伍軍人的康復。

BCI可以提供一種方法來優化在高壓力環境中工作的軍事人員的大腦功能，或者需要以思維速度采取行動的平臺。

BCI可以大大增強人機協作。具有響應操作員需求的“自適應”BCI可以幫助避免這種認知過載（或欠載）。例如，如果系統知道操作員不堪重負，則可以減少信息的顯示或將焦點指向更重要的區域。BCI還可以提供一種控制機制，例如，解放雙手并允許以“思維速度”進行操作，減少反應時間。這種能力對于戰斗機飛行員或前線人員來說是無價的，因為快速反應很重要。

學習和決策

BCI的另一個興趣領域是學習和教育。BCI為研究人員和教育工作者提供了一個現實的機會，可以理解和分析大腦對不同學習方法的反應。這為每個人量身定制教育計劃提供了機會，并促進比平時更快地適應新的概念、技能和想法。因此，毫不奇怪，BCI正在教育背景下進行探索，無論是用于軍事還是非軍事用途。例如，美國空軍研究實驗室一直在探索將BCI與增強現實相結合，作為其個性化神經學習系統（iNeuraLS）計劃的一部分，旨在加快人員的技能獲取。

人工智能在幫助做出簡單決策方面得到了普遍的用途，但埃塞克斯大學最近的工作正在探索使用BCI作為群體復雜決策的輔助手段。研究人員的系統確定了“決策信心的神經和行為相關性。..。..用于實時估計和預測決策信心和用戶心理狀態。..以及識別有效群體合作的行為、生理和神經標志物。

BCI 的下一步是什么？

很明顯，BCI的研究和應用將繼續快速發展。神經科學家正在繼續探索該技術在適應我們的工作方式、應對壓力以及處理傷害或疾病方面的潛力。不太確定的是BCI在中長期內將采取的具體形式。截至今天，腦電圖“網”是一種相當常見和非侵入性的BCI形式，而用于感知神經元（或神經元組）反應的更具侵入性的細絲陣列處于早期階段。后者面臨感染和不穩定問題。這一點，再加上道德和風險問題，導致許多國家甚至對測試侵入性設備猶豫不決。

然而，在過去幾年中，已經對非侵入性BCI進行了大量研究 - 特別是在國防工業中。我們也看到了在健康和工作負載管理方面的有前途的應用，但即便如此，這些設備仍處于開發的早期階段。我們相信，非侵入性BCI可能會成為人體增強系統規范的一部分，幫助我們優化決策、性能和知識保留。然而，侵入性系統的未來不太確定，目前很難設想在醫療環境之外大規模采用。

審核編輯：郭婷