21世紀生命科學前沿有哪些

21世紀生命科學的最前沿——腦電生理學腦電波軟件和配套產品開發計劃徐瑞明Email:xuruiming123@163.com，pcbw@sina.com壹、立項目的及項目介紹保健和娛樂是目前投資的熱點，信息技術更是投資的重要方向。本系列軟件涵蓋了保健、娛樂、信息技術三大方面，不僅可作用於人體產生明顯的理療保健之功效，而且可傳遞除聲音和圖像之外的多種感覺信息，如氣味、溫度、運動、觸覺、痛覺等，產生超越目前所有媒體的更全面多樣、更真實的效果，並且還可能實現人與計算機之間直接的信息交流。可以說本項目具有非常重大的科研價值、社會價值和經濟價值，可以對社會發展起到重要的推動作用，研究成功後可產生的市場價值必然十分可觀。這個項目主要分為三個階段，已完成第壹階段。第壹階段：腦電波反饋等家用功能軟件和配套儀器的開發。這套軟件把腦電反饋作用於人體，從而產生特定的生理效應，起到健腦強身的作用。經試驗，這種生物電反饋理療法所產生的壹些效果是驚人的，也是很有趣，很有價值的。如輸出特定波形的腦電波到人體上後（可以電磁場和電流兩種方式起作用）產生睡眠、清醒、放松、緊張、提高智商、加強記憶、調節代謝、協調發育、促進生長，健身、減肥等不同的作用。甚至可直接產生“快樂”的感覺用以調劑身心，或制成“腦電波空調”等軟件或儀器，實現輕松“降溫”或“制熱”。在腦電波家用軟件的基礎上還可以進壹步開發腦電波工業應用軟件及儀器、社會（含校園）管理軟件及儀器。第二階段：腦電波多媒體影視、遊戲、腦電波遠程通訊技術的開發。如目前2003年在上海劇院試演的四維電影。但我們的這套影視遊戲軟件所能產生的綜合感覺要比目前的四維電影的“第四維”感覺要豐富得多，復雜得多。本軟件配合感覺頭盔的使用能同時傳遞圖像、聲音、氣味、溫度、運動、味覺、觸覺、痛覺等各種感覺信息，使電影和電子遊戲更加引人入勝，也使將來的學生可以很真實、細致地學習科學知識，真實地了解這個世界，直接“聞”到各種花的香味、化學藥品的氣味，感受到動物皮毛、各種紡織品的不同手感，直接“看見”原子的結構、宇宙星河的美麗和廣袤……而且還可以通過網絡傳遞或刻錄成腦電波多媒體影碟，從而促進科學教育事業的發展，同時提高人們的生活質量。如果把外界環境的圖像和聲音等信息轉換為腦電波輸入盲人、聾啞人的大腦中，使之能感知原所不能感知的精彩世界，使他們的生活更加方便，難道這不是對社會的壹個重要貢獻嗎？第三階段：人機交流、記憶開發軟件和“腦網”的建設。以腦電波翻譯軟件為主，把腦電波信號轉換為計算機可以顯示出來的文字、圖像、聲音等信號，或者進行相反方向的轉換，使人與計算機能夠直接以腦電意識流信號交流信息，實現更簡單、便捷的操作方式，甚至可以大膽地取消顯示器，只保留主機和腦電波播放裝置，用它來產生圖像、聲音等信號，徹底拋棄顯示界面的限制。許多信息也可直接以腦電信號的形式儲存於光碟、優盤、移動硬盤等存貯器中，使電腦更加接近於人腦，同時也使人腦可以通過腦電波接入計算機網絡，並進壹步組建成“腦網”，使信息查詢更加迅速，人與機器交流更加方便。目前這方面研究已有重大突破，已經有德國、英國等幾個國家宣布能把腦電波“翻譯”成文字顯示在電腦屏上，所能翻譯的字符正在不斷增加。並且美國、英國都發明了讓殘疾人通過腦電波進行操作的專用裝置。如果把外界環境的圖像和聲音等信息轉換為腦電波輸入盲人、聾啞人的大腦中，使之能感知原所不能感知的精彩世界，豈不是很好？人機聯網軟件或芯片在火箭發射、載人航天，飛機艦艇控制、太空操作等重大項目中也有重要應用，使快速控制變得更簡單——甚至連動壹下手指的時間都不需要就可以完成控制了。並且在學習和記憶、遠距離腦電波多媒體通訊、智能機器人、考勤、監控、測謊、報警、戰爭等許許多多方面都有重要應用的空間。可以說人機聯網軟件的商機極為豐富，市場前景無限廣闊。--------------------------------------------------------------------------------2 21世紀生命科學的最前沿——腦電生理學二、基本技術指標和實施計劃生物電反饋理療軟件直接記錄了腦電、心電、肌電、針炙電流等多種生物電，並加工處理後合成軟件。理療腦電波記錄又分成三種：4~7.3HZ的θ波，8~13HZ的α波、14~100HZ的β波。同時在軟件中制訂註冊碼程序、幫助文件，自動播放程序、界面文件、使用說明等。為配合軟件使用還得購買目前市場上通用的標準生理電極或自制也可。最後將它們包裝後進入市場銷售。腦電波多媒體電影（四維電影）在錄制時不僅記錄聲音、圖像信號，並且記錄同步的經放大加工處理的音頻和高頻腦電波信號即可。播放時可能需要“感覺頭盔”之類的腦電波播放器，也可用音頻天線播放音頻腦電波。最簡單的是采用印刷天線播放，把腦電波輻射電路直接制成電路板插入電腦主板中。還可制成腦電波通訊芯片置入手機中，實現腦電波多媒體通訊，同時在手機和裝備了腦電波收壹發裝置的固定電話之間進行圖像、聲音、氣味、溫度、痛覺、觸覺、味覺等多種信號的傳遞。在人機聯網方面，目前英國科學家把USB接口元件及壹些感應裝置植入人體後出現的“電子人”即把人機聯網在生活中的種種便利充分地展現在世人面前，但還不全面。文字處理是人機聯網的壹個瓶頸，也是目前“電子人”還不完善的壹個重要方面。可在以後的研究中慢慢解決。目前上海中科院在網絡上宣布已能處理2000個以上漢字，由此可見文字處理功能進入現實中的腦電波應用方面並不是夢想。在這方面可以聯合高等院校合作開發。其實就其原理而言也並不是很難，只是記錄與字符對應的腦電波序列，使之實現壹壹對應關系罷了。軟件只是使這種對應關系易於操作。可將之與目前應用較多的語音處理軟件相比，如漢王科技公司的語音輸入軟件，朗讀軟件。只是腦電波多媒體翻譯軟件要比語音處理軟件復雜得多，要處理從幾十HZ到MHz的多種腦電波直接序列信號，可在腦電波多媒體電影和遊戲的基礎上進行開發，充分利用第二階段中積累的大量的腦電波多媒體信息。其中人機聯網軟件的簡單功能如腦電波多媒體文檔的儲存、編輯、播放均可以腦電信號的方式直接儲存和加工處理。可以說人機聯網軟件的開發也只是壹個時間問題。在中低頻腦電波信號的采集、儲存和加工處理可采用通用的WAV格式，也可轉換成MP3等音頻格式。目前市面上有多媒體/音頻處理軟件大多數都可直接用來采集和處理腦電波信號。在采集信號的基礎上可建立腦電波等生物電波形數據庫，還可刻錄成光盤儲存。由於部分腦電波感覺信號信號強度微弱且離散度很高，頻率分布廣泛，空間頻率可高達MHZ級，類似於直接序列頻譜，所以對它進行加工和信號分析的操作顯然還需要更專業的軟件。目前各高校使用的電生理學軟件也只能處理低頻段生物電信號，這種人體微波段直接序列頻譜信號可分流後用微波檢測分析儀進行信號加工和轉換等操作。實驗已經表明有線、無線的通訊網絡都可以傳遞這種腦電波直接序列頻譜信號，目前的難題在於如何捕捉並極大地放大這種信號，使目前的通訊系統可以比較方便地用於腦電波多媒體通訊，以及記錄和加工處理這些信號用以合成腦電波多媒體電影和電子遊戲。由於這種信號的放大和分析工作與通訊信號的放大、分析工作並沒有太大的區別，應該能夠把它攻克掉。