建议我国脑神经科学界不妨博采众长，听听西方欧洲国家的神经科学家是如何看待脑神经和意识思维、心理活动的。他的团队有着与我们脑科学不同的思维解构。如果从医疗实用角度看待下列内容，或许采用中医针灸等介入治疗，有可能解决失忆症帕金森氏症等许多与意识相关的症候。以及如何看待脑机接口的。
17岁的科拉由于一场毁灭性交通事故导致全身瘫痪，不能走路、不能说话，不能进食，不能点头，也不能控制眼睛，终日坐在轮椅上达十年之久。2010年，邻居罗斯林、复考伊拿来一个类似于头盔的装置，配有视频游戏系统，可以利用脑电图技术将思维转变为屏幕上的动作。罗斯林拥有心理学学位，长期与残障人士一起工作。在一节专业课上，她了解生物反馈技术，她想能否通过这个技术帮助年轻的科拉与世界重新建立联系呢？
她将头盔戴在科拉头上，小心翼翼地放好14个电极，并按下播放键。游戏中玩家需要控制虚拟人物完成一系列挑战。但不是用操作杆而是凭借玩家的思维——也就是意念——完成一系列动作。科拉必须在大脑中想象出一个“绝地武士”代表她进行游戏。她的第一个挑战是集中精力使一块岩石漂浮起来。而十年以来她从来都是依靠别人的帮助。科拉一次又一次尝试，一次又一次失败，终于在罗斯林的帮助下，她成功在大脑中想象出一块岩石，将其“抬”来起来，就像《星球大战》中的绝地武士一样。她用思维控制了虚拟物体的移动。她感受了思维的力量。这款游戏让她再次有了控制能力。此后，罗斯林开始定期帮助科拉进行思维训练，并把训练过程录制下来发布到视频网站。此后随着训练的推进，科拉可以通过意念旋转和移动虚拟方块，使树枝弯曲，用思维控制游戏玩家，使其飞越森林和峡谷。
令人欣慰的是，科拉不仅在虚拟世界中取得进步，在真实世界中也有很大的突破。她可以自己完成抬头的动作，控制眼部动作，把目光聚焦在某个物体上。相比这些身体技能的改善，更重要的是她可以与人互动了。人们说话时，她能转过头与他们发生目光的交会。
从科拉的技术取得的进展，在数字环境中控制虚拟对象的视频游戏仅仅是个开始。类似她这样残疾人可以完成一系列日常活动——打字、发电子邮件、调节温度、推轮椅开灯拧水龙头开电视。
脑电图技术及其揭示大脑秘密
（由人的自主意识发动）这里有一种人的神经反射，当我们戴着脑电图头盔，玩着科拉相同的视频游戏上千次。每当用力想着“旋转”“是”“否”指令时，大脑中会有1000亿个神经元发射出电化学信号，并以每小时268英里的速度，在神经元之间传播。要归功于神经末梢像尾巴一样的结构——轴突。神经元发出的信号，沿着轴突的树枝状神经末梢接受这些信号。如果将轴突比作话筒，把树突比作耳朵，那么突触就是无处不在的空气。声音在空气中通过话筒传到耳朵的过程就像大脑中电信号经由突触在轴突和树突间的传播那样快速。
本质上神经元与神经元之间并非相互孤立，而像大片大片的鱼群中螺旋式前进一样。在大脑各个区域内和区域间相互协调，处理图像和声音信息，引发思想存储记录。人脑的神经网络比世界任何计算机网络都要强大复杂。
所有大脑活动产生的电能足以点亮一盏灯泡。每当想到一个好点子有了灵感时，我们都会说“灯泡亮了”，直译就在于此。大脑信号是以波的形式振荡传播的，其频率取决于相关的神经元的放电模式。人的脑电波主要有五种频率：1、伽马2、贝塔3,阿尔法4，西塔5,德尔塔，从思维活动到深度睡眠每种频率对应一定的大脑状态。
一个世纪前有位汉斯伯格的德国精神病学家首次发明了脑电图技术，使我们今天得以捕捉和理解这些脑电波。直到1929年，伯格才发表了自己第一篇论文《论人类的脑电图》，发明了世界上第一台脑电图仪器，并绘制了数百幅脑电图，其中有50幅是自己的。就像一个“只读”文件，它能刻画大脑活动，但不会改变大脑活动。这种可以窥探大脑活动的非入侵方式颠覆了我们对脑部疾病的理解和治疗方式。现在这一技术以广泛用于检测癫痫、睡眠障碍和脑部创伤等疾病。但是识别不同频率的脑电波只是脑电图的起点。如今，我们已经可以精确定位某一大脑活动发生的位置，并确定该活动在整个皮质中同步或不同步的方式。机器学习技术可以检测到极其微小的脑电波，精确度远远高于肉眼的观察。因而可以得到更精确的数据。通过数字模型和算法分析这些活动，就可以的出大脑思维的运动模式，从而评估听觉处理。语言识别以及多种情绪的认知指标。比如兴奋兴趣压力、参与与厌倦、注意力、放松等。这个过程并不是在平面表格上绘制波形图，而更像是将大脑活动进行三维可视化处理，一切都是实施完成的。
尽管脑电图技术在不断升级，但这仍然面临着诸多挑战。首先大脑电活动非常微弱，即使百万个大脑神经元一同放电也只能观测到一个微小的斑点。想要探测到信号，大脑活动所产产生的脉冲必须穿透脑脊膜这个对大脑起保护作用的三层膜状组织，然后穿过头骨和头皮，最后穿过头皮到达电极。为什么脑电图可以有效探测大脑中类似海啸的神经活动呢？如同一架徘徊在足球场上空数十米高的无人机。你可以清楚地看到赛后大批起身离席的人群，但是要想在人山人海中捕捉到某位球迷单独的行动就困难多了。脑电图捕捉测绘呈现出正是大脑神经元的集体活动，而非颗粒状的活动。
门德斯在练习驾驶一级方程式赛车时也发现了这一点。计算机有时并不能准确地区分他“右转”或“左转”的指令，他必须想办法在脑海中制造出一个思维“巨浪”下小小的“涟漪”没并不能解决问题，外界装置可能根本捕捉不到。他必须提升自己的思维强度，在下达指令的同时激活大量负责视觉、味觉或大脑神经元。比如当他想加速时，必须在脑海中设想足球进球后庆祝画面，想要左转时，想象着吃一些美味的食物，想到左转时会努力回忆握在自行车把手的感觉。这种方法奏效了。这些混合了各种感官的思维使大量神经元放电，并被计算机捕捉到。进而转化为实际的“机械”运动。
电信号微弱到难以捕捉并不是脑电图技术面临的唯一挑战，大脑中各种各样的噪声也使探测特定信号变得十分困难。大脑不是宁静的祥和之地，除了思维活动可以在大脑皮层制造脑电波，许多其他活动也会使大脑神经元放电。比如每次微笑，皱眉耸肩，许多其他活动也会使大脑神经元放电干扰我们对脑电波的探测。这如同当你在卫生间关上门用吹风机或电动剃须刀或洗淋浴时，无论你爱人怎么叫你你都听不到一样，你的耳朵在一片噪声捕捉你爱人走过房门声音，困难可想而知。
创建一个区分思维指令与大脑其他噪声——脑电图专家称之为（非自然存在物体）——的系统，是我们设计“意念”头盔时面临最大的挑战之一。为了从噪声中分离出目标信号，我们构建了一系列算法来监测微笑、鬼脸、眼球运动等行为所产生的干扰，过滤掉的数据可以用来跟踪特定的人体活动并将其与一系列反应相结合。比如，在科拉玩的游戏中，耸眉这个动作会让游戏中虚拟玩家飞上天空，用力咬牙这一表情会让精灵从画面上消失。眨眨眼虚拟玩家就会跳出游戏背景以确定你的存在，并向你眨眼做回应。这种设计使游戏中的交互看起来更逼真，它已超越了视频游戏领域，迈进了思维控制的大门。有了这些技术和设计，“意念”头盔不仅能理解用户发出的思维指令，还能捕捉其面部表情，从而更全面地了解用户的认知表现。
脑电图头盔装置收集数据可用于以下两个方面
一方面可以接收大脑发出的信号，并用它来指挥和控制电子设备，通过将脑电波转换为用1和0来表示的数字信号。我们可以表示所有的大脑活动，从而创建了一个脑机接口（BCI）将模拟大脑信号转化为不断增加的字符串。如今人们已令在使用“意念”头盔对真实的物体进行星球大战的思维控制了，如控制无人机盘旋，不碰键盘可在电脑中输入文字，或像罗德里戈门德斯那样的赛车。
另一方面，可以用这一设备来监控我们的大脑，收集与大脑运转模式有关的的数据，然后对这些数据进行分析，进一步了解大脑的功能，并对其加以改善。人类的思维状态得以被窥测，这为我们提供无限的洞察力。而在现实生活中，研究人员已经开始使用便携式脑电图设备观察人们的神经元了。
在脑中定位无意识
当我和同事开始将脑成像技术应用于阈下知觉的时候，对于那些看不见的图像在大脑中的问题仍存在有大量疑惑。我们提出了很多自相矛盾的有分歧的观点。最简单的一个观点是大脑皮质，即组成我们两个大脑半球表面的层层叠叠的神经元，是有意识的。然而其他所有的回路都是没有意识的。大脑皮质是哺乳动物脑中进化的最充分的一部分，负责注意、计划、和语言的高级运算。因此，我们很自然地认为，凡是到达大脑皮质的信息都是有意识的。相反，无意识操作被认为只发生在如杏仁核或者丘脑等特定的神经核团中。这些神经核团在进化后执行特定的功能。比如探测令人恐惧的刺激或者眼动等。这些神经元构成了“皮质下的”回路。之所以称其为“皮质下”是因为它们都位于大脑皮质的下面。
一个与以上观点不同但是同样天真的观点提出将两个大脑割裂开来，认为左半球主管语言回路，能够报告正在做的事情。因此左半球具有意识，而右半球没有。
第三个假设认为，有一部分皮质回路有意识的，另一部分则没有。尤其是，无论什么样的视觉信息，只要是通过腹侧通路，即主要负责物体和面孔识别的通路，在大脑中的传递都需要意识的参与。同时，通过背侧视觉通路传递的信息将会永远处于不为人知的无意识状态。同时，通过背侧通路贯穿顶叶并且借助物体的形状和位置来指导我们的行为。
……基于我们现在已知的证据，几乎所有的脑区都既可以参与有意识的思维过程，也可以参与无意识的思维过程。然而，为了得到这个结论，我们要用精妙的实验来逐步扩展我们对无意识范围的理解。
起初对那些脑损伤患者进行简易实验显示，无意识思考酝酿于大脑隐蔽的“地下室”中。，也就是发生于大脑皮质下面。比如说杏仁是位于颞叶下面的杏仁形状的一群神经元。它标记着日常生活中发生的重要的情绪状态。杏仁核对于编码恐惧刺激起着尤为关键的作用，比如当一个人看到一条蛇的时候，信息从视网膜通过一条快速的通路传递到杏仁核，这一过程远远快于情绪登记在有意识的大脑皮质的过程。
在20世纪早期瑞士神经学家爱德华克拉帕雷德提出一种无意识的情绪记忆。他在与一位失忆症患者握手时同时用一根针刺激他，第二天，他因为失忆症记不起这位神经学家但断然拒绝了与他握手。证明复杂的情绪处理可以在意识水平之下进行。并且通常是由一系列专门加工情绪的皮质下核团引发的。
另一个阈下加工过程数据来源于“盲视”患者。他们的初级视觉皮质受损，而初级视觉皮质是大脑皮质视觉输入的主要来源。“盲视”这个前后矛盾的词尽管有些匪夷所思，但准确的描绘了莎士比亚笔下的一类人；看得见却又看不见。初级视觉皮质损伤会使一个人失明，它确实剥夺了这些患者有意识视觉，他们会向你保证他们看不见视野中的某一个特定位置，这个位置与受损的皮质区域恰好吻合。且他们的行为和盲人并无二致。但当实验人员向他们展示物体或者闪过一束光的时候，他们可以准确地指向它们。他们可以像僵尸一样无意识地引导自己的手指指向他们看不见的地方——这的确称的上盲视。
在盲视患者很显然获得部分视觉信息依然通过视网膜一直传递到手上，而绕过了使他们他们失明的患处。由于到达患者视觉皮质的入口损坏了，研究者怀疑他们的无意识行为完全是由皮肤下回路引起的。一个重点怀疑对象是上丘脑。它是位于中脑的一个核团，专门负责视觉的交叉感受。眼动以及其他空间反馈等，最初关于盲视的功能性磁共振研究确实表明，没有看见的目标使上丘脑强烈激活。但是那个研究也足够确定表明了看不见的目标也激活了皮质。……
加拿大心理学家梅尔文、古德文对另一位34岁一氧化碳中毒，由缺氧导致她的左右外侧视觉严重受损测试也进一步支持了皮质在无意识加工中的作用。通过测试，这位患者总能通过无意识动作系统“看见”物体。比起有意识看见的时候还要准确。她还会自觉地根据要拿的东西大小调整手掌张开的大小。然而她却无法自主的用大拇指到食指的距离来比划东西的大小。
将脑电图科学研究成果带出实验室
国外有脑电图头盔，内装电极。脑电图头盔目前在VR场景IA智能中应用很普遍。而传统的脑电图一套价值数万美元，需要屏蔽外界环境，避免对电磁信号干扰，使用成本高，功耗大体积笨重。长期以来除了学术界和医学界之外，脑电图并不太多人使用。另外在人头皮上放置数十个电极记录捕捉数据与各种各样的设备相连加以分析，这样做过程略显笨拙。
如今脑电图设备简便易用，可以转接到任何电脑平板或手机上，只需几分钟即可完成设备随时随地都能使用，其价格也十分亲民。纽约大学的苏珊娜、迪克介绍了使用意念头盔便携式脑电图设备在研究人类在社交过程中大脑活动，尤其是在脑间同步。也就是利用脑电波同步技术将两个或两个以上的大脑脑电波控制在相同的波长，神经科学家通过构建实验室模型来研究这种人和人之间的联系。
在交流中，苏珊娜给一班高中生戴上意念头盔，以记录他们整个学期在课堂上的脑电波，探究学生与老师的大脑活动同步程度。结果在师生互动最密切的课堂上，学生的脑电图数据最为接近。一般来说，一群玩的好的同学之间大脑同步，越是喜欢老师的学生越是可能和老师保持大脑同步。它反映一个事实，社交对大脑同步至关重要。
其中另一个实验令人大开眼界。“我们为学生随机分配了座位，让他们在上课前与同桌进行短暂的眼神交流。高中学生正处于青春期，一开始大家都很不好意思。然而这种短暂的眼神交流却产生了巨大的影响。事先有过眼神交流的同学在课堂上有着更高的大脑同步性，无论他是否参加过小组讨论学习或者是否参与过直接互动的任务。一起做某件事哪怕只有几秒钟，都会在人与人之间建立起更多的联系。”
利用脑电图技术重塑我们的大脑
神经可塑性——大脑通过“自我再布线”对经常使用的神经通路进行强化，并对不常用的神经通路进行弱化的能力——有利也有弊。比如不愉快的经历在发生几十年前也很难被忘记，因为每次回想起来，相关的大脑记忆都会得到加强；不良习惯往往难以改正也是这个原因。由大脑神经元异常放电引起的癫痫病也是一个例子。一旦癫痫病发作，大脑就会形成新的神经通路，而由于神经的可塑性，大脑会不断铺设新的神经通路来应对神经元异常放电。
神经的可塑性优点在于可以识别特定的大脑运转模式。识别出异常通路，从而优化大脑。在脑机革命时代，脑电图技术的多动症诊断方法获得了美国食品药品监督管理局的批准。脑电图神经反馈疗法也逐步应用于临床诊断治疗焦虑症、创伤后应激障碍脑震荡、创伤性脑损伤、中风等或精神疾病上。
神经反馈疗法涉及识别异常脑电波，并通过大脑思维训练来改变这些异常通路。比如当大脑以目标模式运转或在思维训练游戏中完成特定任务时，（前面提到了让全身瘫痪病人驾驶神经意念赛车案例）。我们可以播放一段欢快的音乐给与大脑正向反馈。研究人员还可以利用患者大脑如何对某些刺激做出反应的知识来检测与精神问题相关的大脑异常模式。通过这种方式，音乐已经被用来治疗抑郁病。此外，我们可以用具有生物传感功能的软件制订个性化治疗方案。
闭环神经反馈系统发展潜力很大，但其面临的挑战也不容忽视。价格亲民的脑电图头盔不仅能使这种治疗方法更广泛地应用于临床治病，还可以使改变大脑能力的掌握在患者手中。
认知行为疗法是一种实用有效的心理疗法，检测异常
神经通路并将其进行优化的关键是在它们产生时（最好是产生前）就识别它们。这是认知疗法的基础。但是当我们思维能力开始走下坡路时，有多少人能意识到自己大脑的问题并给予足够的关注呢？
便携式脑电图设备不仅能帮助我们探寻大脑奥秘，而且还可以配合在智能手表监测心率、记录步数计算卡路里监测情绪潜力等情况。在增强现实/虚拟现实，模拟宇航员和人工智能大展身手。建议国内脑机接口研制部门加紧研制与中医的脑部经络穴位与西医脑部神经功能网络的便携式脑电图电极头盔。这样既可以中西医针灸点穴穴位结合，加速中国式脑机控制。
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