本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
通过头皮检测大脑中的电活动并对其进行控制的能力，很快将改变医学并在深刻的层面上改变社会。大脑中电活动的模式可以揭示一个人的认知——正常和异常。刺激特定大脑回路的新方法可以治疗神经和精神疾病，并控制行为。在跨越这一充满希望的门槛时，我们面临着艰难的伦理困境。
意念读取
询问和操纵人脑电活动的能力有望像生物化学对身体所做的那样对大脑产生影响。当您去看医生时，会对您的血液进行化学分析，以检测您的身体健康状况和潜在疾病。预先警告您的胆固醇水平过高，并且您有中风的风险，您可以采取行动避免中风。同样，在注定很快进入医疗实践的实验研究中，仅需几分钟使用脑电图和其他方法监测您大脑中的电活动，不仅可以揭示神经系统疾病，还可以揭示精神疾病，如多动症和精神分裂症。更重要的是，仅仅五分钟监测流经您大脑的电活动，而您只是让您的思绪漫游，就可以揭示您个人大脑的布线方式。
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挖掘您漫游的思绪可以衡量您的智商，识别您的认知优势和劣势，感知您的性格，并确定您学习特定类型信息的能力。例如，幼儿大脑中的电活动可以用来预测孩子上学后阅读能力的好坏。正如我在我的新书《电脑 (BenBella, 2020)》中回忆的那样，在我的空闲大脑中的脑电波仅使用脑电图记录了五分钟后，华盛顿大学西雅图分校的神经心理学家尚特尔·普拉特宣布，由于我大脑皮层处理语言的特定部分中的β波较弱，学习外语对我来说将很困难。（不要让我说德语或西班牙语，我学过但从未掌握的语言。）这种了解一个人思想的能力将如何改变教育和职业选择？
神经科学家马塞尔·贾斯特和卡内基梅隆大学的同事正在使用功能性磁共振成像 (fMRI) 脑成像来解读一个人的想法。通过使用机器学习来分析当一个人想到特定数字或物体、阅读句子、体验特定情绪或学习新型信息时，其大脑中复杂活动模式，研究人员可以读取思想并知道该人的具体想法和情绪。“没有什么比思想更私密的了，”贾斯特说，但这种隐私不再是神圣不可侵犯的。
有了了解一个人想法的能力，科学家可以做更多的事情。他们可以预测一个人可能会做什么。贾斯特和他的团队能够通过观察一个人的大脑对听到“死亡”或“幸福”等词语的反应来判断该人是否正在考虑自杀。正如喜剧演员罗宾·威廉姆斯和名厨安东尼·波登的悲惨去世所表明的那样，自杀常常令人震惊，因为人们倾向于隐瞒他们的自杀念头，即使是对亲人和治疗师也是如此。
这种“大脑黑客”来揭示某人正在考虑自杀可能具有挽救生命的作用。应用于哥伦拜恩高中大屠杀凶手的这项技术可能已经阻止了两名陷入困境的青少年屠杀他们的同学和老师以及他们自己自杀的恐怖事件。但是，对自杀意念的这种洞察力是通过判断个体大脑中的大脑活动模式偏离了被认为是“正常”的模式来获得的，而“正常”被定义为来自大量人群的平均反应。在什么情况下，我们会因为一个人的大脑活动偏离了被认为是正常的范围而将其从社会中移除？
意念控制
控制大脑回路中电活动的能力有可能像电刺激在治疗心脏疾病方面所取得的成就那样对大脑疾病产生影响。通过头皮发射电脉冲或磁脉冲，以及在大脑中植入电极，研究人员和医生可以治疗各种各样的神经和精神疾病，从帕金森病到慢性抑郁症。
但是，“意念控制”的前景让许多人感到恐惧，而用大脑刺激来改变行为和治疗精神疾病有着肮脏的历史。在 20 世纪 70 年代，杜兰大学的神经心理学家罗伯特·希思将电极插入一名同性恋男子的脑中，通过刺激他的大脑快感中心来“治愈”他的同性恋本性。西班牙神经科学家何塞·德尔加多在猴子、人和甚至一头冲锋的公牛身上使用大脑刺激，以了解在神经回路水平上，特定行为和功能是如何被控制的——并通过按下他的无线电控制设备上的按钮来控制它们，该设备为植入大脑的电极供电。控制运动、改变思想、唤起记忆、愤怒和激情都在德尔加多的指尖。德尔加多的目标是通过大脑刺激来消除世界上的越轨行为，并创造一个“心理文明”的社会。
通过电刺激来控制一个人的大脑的前景让许多人感到不安，但目前治疗精神和神经系统疾病的方法非常不足且过于粗暴。神经和精神药物除了针对的神经回路外，还会影响许多不同的神经回路，从而引起广泛的副作用。不仅大脑，而且体内与药物相互作用的每个细胞，例如用于治疗慢性抑郁症的 SSRI，都会受到影响。
目前，用于治疗精神疾病和神经系统疾病的药物并不总是有效，而且通常以试错方式处方。精神外科手术，尤其是前额叶脑白质切除术，也有着悲惨的滥用历史。此外，虽然任何外科医生都面临着在手术台上失去患者的风险，但神经外科医生面临着挽救患者生命但失去这个人的独特风险。手术切除脑组织可能会通过损害健康组织或未能切除所有功能失调的组织，使患者出现身体、认知、性格或情绪功能障碍。电休克疗法 (ECT) 用于治疗慢性抑郁症和其他精神疾病，会用癫痫发作冲击整个大脑；在电风暴过后，大脑以某种方式重置自身，许多患者得到了帮助，但并非所有人，有时会出现使人衰弱的副作用，或者该方法不起作用。
与其用电击冲击整个大脑或用药物饱和它，不如刺激正在发生故障的精确神经回路更有意义。继深部脑刺激在治疗帕金森病方面取得成功之后，医生现在正在将相同的方法应用于治疗各种各样的神经和精神疾病，从肌张力障碍到强迫症。但他们这样做往往没有对神经回路水平的疾病进行必要的科学理解。对于精神疾病尤其如此，精神疾病在研究中使用的非人类动物中表现不佳。电刺激如何帮助这些疾病，包括帕金森病，尚未完全了解。关于将电极放置在哪里或使用什么强度和模式的电刺激的必要知识并不总是可用的。这些医生实际上是在他们的病人身上做实验，但他们这样做是因为它有帮助。
修改特定大脑回路中脑电波和电活动模式的非侵入性方法，例如神经反馈、有节奏的声音或闪光、超声波和通过头皮的磁刺激，可以在不将电极植入大脑的情况下修改神经活动，以治疗神经和精神疾病，并改善情绪和认知。美国食品和药物管理局于 2008 年批准经颅磁刺激治疗抑郁症，随后扩大了对治疗疼痛和偏头痛的批准。电流可以通过头皮上的电极施加，以刺激或抑制适当大脑区域的神经元放电。
军方正在使用这种方法来加速飞行员的学习和增强认知能力。这种方法非常简单，大脑刺激设备可以在互联网上购买，或者您可以自己用 9 伏电池制作一个。但是 DIY 方法使使用者成为实验豚鼠。
新的精确大脑刺激方法正在开发中。电刺激以其不精确性而闻名，它沿着脑组织的最小电阻路径传播，并刺激来自大脑远处区域的神经元，这些神经元的轴突延伸超过电极。在实验动物中，可以通过光遗传学实现对神经元放电的非常精确的刺激或抑制。这种方法使用基因工程将光敏离子通道插入特定的神经元中，以使用通过光纤电缆束射入大脑的激光非常精确地控制它们的放电。应用于人类，光遗传学刺激可以通过精确控制特定神经回路来缓解许多神经和精神疾病，但在人体中使用这种方法被认为是不道德的。
跨越门槛
鉴于数十年前因伦理失误和担忧而限制了精神疾病大脑刺激研究的历史背景，我们正在达到这样一个地步，即拒绝患有严重精神或神经系统疾病的人通过光遗传学或电刺激对其大脑进行治疗，或拒绝通过读取他们大脑的电活动客观地诊断他们的病情将变得不道德。直接监测和操纵大脑电活动的新能力引发了以前不存在的技术带来的艰巨伦理问题。但精灵已经从瓶子里出来了。我们最好去了解她。