赛博空间（Cyberspace）是哲学和计算机领域中的一个抽象概念，指在计算机以及计算机网络里的虚拟现实。赛博空间是控制论（Cybernetics）和空间（space）两个词的组合，由加拿大科幻小说作家威廉·吉布森在1982年发表于《omni》杂志的短篇小说《全息玫瑰碎片（Burning Chrome）》中首次提出，并在小说《神经漫游者》中被普及。

图1 《神经漫游者》书籍插图

赛博空间是一种超越物理空间的信息空间，它与我们的现实相互交织，相互塑造。在互联网时代，赛博空间已经成为人类日常生活的重要组成部分。在这个空间里，我们可以利用数字技术来改变我们的感知、认知和行为，打破时空的限制，创造无限的可能。通过键盘、鼠标、手柄等外部设备来完成人与赛博空间连接的传统交互方式，实现了将人的外部活动映射到赛博空间中。随着脑机接口（brain computer interface，BCI）、虚拟现实、增强现实等技术的不断发展，人们可以通过更加直接、自然的方式接入赛博空间，实现了直接将人的意识投射到赛博空间中。

图2 赛博空间

▍脑机接口：不止“意念开球”

脑机接口是一种新兴的人机交互方式，它可以使人类绕过身体外周神经通路，直接通过大脑来控制外部设备，实现大脑与外界的直接交互。BCI可以作为连接大脑和赛博空间的桥梁，使人类通过大脑神经信号直接与赛博空间中的信息进行交互。

2014年6月12日，在巴西圣保罗世界杯开幕式上，身患T4级截瘫的巴西少年Juliano Pinto，穿着一套令人瞩目的“机械战甲”，站在了世界的聚光灯下。在没有任何肢体接触的情况下，Juliano Pinto仅凭他的意念，完成了世界杯开幕式的第一例开球。Juliano Pinto开球的瞬间，不仅是一次体育盛事中的精彩片段，更是对科技进步和人类意志力的致敬。他的壮举向世界展示了脑机接口技术的巨大潜力，为那些身体受限的人带来了希望，成为了象征勇气和无限可能的标志。

图3 Juliano Pinto 用意念开球

BCI可以通过Cyberspace控制外部设备以恢复或扩展人体功能，无需肌肉运动或语音输入，而是用大脑信号来直接操纵外部设备。例如，BCI系统可以利用运动想象或视觉刺激信号来控制电脑光标、轮椅、机器人或游戏角色等^[1]。

图4 BCI控制轮椅^[1]

BCI还可以利用Cyberspace提供的信息和资源来增强或改善人类的认知和情感状态。例如，BCI系统可以根据人类的脑电信号判断他们的心理状态（疲劳、压力、兴奋等），并根据Cyberspace中的数据和反馈信息治疗抑郁症，提高注意力、记忆力、学习效率和情绪管理能力等^[2]。

图5 BCI分析人的情绪^[2]

借助BCI还可以更加真实地体验Cyberspace中的新颖场景，如虚拟现实、游戏、社交等，这将给人类带来更多的乐趣和刺激。例如，BCI系统可以让人类通过脑电信号来控制虚拟现实中的视角和动作，并与其他用户进行交流。此外，BCI还可以通过植入式电极对大脑进行电刺激，以产生更真实的反馈。这样，人类就可以通过BCI和Cyberspace的结合沉浸式地体验虚拟世界^[3]。

图6 使用BCI系统在VR中进行多人在线赛车游戏^[3]

▍神经假肢：脑机接口技术的重要实现

神经假肢是一种利用电刺激来替代或调节神经系统中受损部分的生物医学工程技术，旨在恢复或增强感觉、运动和认知功能。用于感觉运动神经假肢的皮层植入物通常可以分为2类：一类是皮层内微电极阵列（MEA），通过排列成网状结构的微电极直接记录大脑神经元活动，具有高分辨率和高信噪比的优点，但也存在生物相容性和稳定性低的问题；另一类则是皮层脑电图网格（ECoG grid），通过放置在大脑表面的电极来记录大脑信号，具有较低的侵入性和较长的寿命的优点，但也存在信号质量差和空间分辨率低的问题。

这些用于感觉运动神经假肢的植入物，既可以记录神经生理信号，也可以产生电刺激。电刺激主要通过以下3种方式来实现：（1）功能性电刺激（FES），是一种通过刺激运动神经或肌肉来引起肌肉收缩和运动的技术，常用于治疗瘫痪或失能；（2）脊髓电刺激（SCS），是一种通过刺激脊髓背侧柱来抑制疼痛信号传导的技术，常用于治疗慢性疼痛或增强运动恢复；（3）外周神经电刺激（PNS），是一种通过刺激外周感觉神经来产生人工体感反馈的技术，常用于提高假肢使用者的感知能力和满意度^[4]。

图7 神经假肢技术^[4]

▍全新的互联网时代：赛博空间带来无限可能

随着BCI、虚拟现实等相关技术的不断发展，人类能够将自己的意识上传到赛博空间中。这将开启一个全新的数字世界，让人们能够以一种前所未有的方式交互和沟通。脑机接口技术的进步将使得人类能够通过大脑直接控制机器人或其他物品，从而实现更加灵活和高效的工作方式，还能通过赛博空间和预测各种情况和事件的发生，从而更好地应对未来的挑战和机遇。

总的来说，赛博空间、脑机接口和机器人等相关技术将改变人类的生活方式和工作方式，开启一个全新的互联网时代。尽管这些技术带来了诸多挑战和风险，但只要我们能够以正确的方式利用，它们将会为人类带来更多的机遇和进步。

[1] Tonin L, Perdikis S, Kuzu T D, et al. Learning to control a BMI-driven wheelchair for people with severe tetraplegia[J]. iscience, 2022, 25(12): 105418.

[2] Huang H, Xie Q, Pan J, et al. An EEG-based brain computer interface for emotion recognition and its application in patients with disorder of consciousness[J]. IEEE Transactions on Affective Computing, 2019, 12(4): 832-842.

[3] Subramanian R R, Varma K Y, Balaji K, et al. Multiplayer online car racing with BCI in VR[C]//2021 5th International Conference on Intelligent Computing and Control Systems (ICICCS). IEEE, 2021: 1835-1839.

[4] Gupta A, Vardalakis N, Wagner F B. Neuroprosthetics: from sensorimotor to cognitive disorders[J]. Communications Biology, 2023, 6(1): 14.