腦紋代指紋 安保新方向？

若想證明「我是誰」，在刷指紋和刷臉之外，還能「刷」什麼？不久前，美國紐約賓漢姆頓大學的科學家們宣稱，他們已經成功開發了一項以大腦活動為基礎的、驗證個人身份的技術，並且這種技術能夠達到令人驚訝的精確度。言下之意，就是除了老生常談的指紋識別和虹膜識別之外，「腦紋識別」即將成為未來「安保」熱點。

文/ 廣州日報記者黃嵐

圖@@視覺中國

最新研究：

刷「腦紋」比「指紋」更安全？

美國紐約賓漢姆頓大學的科學家們近日表示，他們在近期一項研究中發現，在識別個人身份方面，腦紋或許具備一些指紋沒有的潛在優勢。譬如說，一個人的大腦在看到安妮·海瑟薇或一片比薩餅時所作出的反應或許能夠比指紋更加精確地驗明正身。因為指紋具備「不可撤銷性」，所以如果某人的指紋被竊，身份識別就會被破解，基本沒有挽回的餘地。但研究者指出腦紋則不一樣，它或許是可以「撤銷」的，假如襲擊者設法從授權使用者那裡竊取了腦紋，授權使用者便可以「重置」自己的腦紋，從而令到身份識別工作更加嚴謹和安全。換句話說，就是每當某人的大腦對一張新圖片做出反應時，他便可以「重置」或者「替換」自己的腦紋。

儘管離真正實現可能還要很多年，但研究者表示，這項新的研究成果預示著腦電波正是安保未來的發展方向之一。或許在將來的某一天，「刷腦」系統便得以被運用在包括國防安全這樣高度嚴格要求的區域，用來保護最為敏感或危險的信息。

除此之外，研究人員還計劃將這些發現拓展到其他領域。比如說，用「刷腦科技」來識別一個人的「認知特徵」，以便迅速評估受試者的精神狀態。這意味著，這項新技術的使用者，不僅能判斷試圖登陸進系統的人是不是他們自報的身份，還能判斷他們的認知狀態是否正常、能否讓他們接觸到敏感信息。舉個例子，如果一名空中交通管制員精神過度疲勞，又或者注意力較為分散，那麼即使他的身份驗證成功，也無法進入「刷腦」系統。

專家聲音：

每個人的「腦紋」獨一無二

在「刷腦」實驗中，研究人員利用該設備記錄了50名志願者的腦部活動。志願者先後觀看了500張經過挑選的圖片，包括安妮·海瑟薇的照片和一片比薩，或者類似conundrum（意為「複雜難解的問題」）這個單詞。結果發現，受試者大腦在看見每張圖片時都會產生與眾不同的反應。據他們做出反應時的腦部活動，研究人員設計的電腦程序為每個人生成了一組「腦紋」，據研究人員稱，這些「腦紋」可以以百分之百的精確度識別出每名受試者。這樣看來，「世界上沒有完全相同的樹葉」這種理論，或許也能運用在不同的人類大腦對於所看到事物的反應上？中山大學生命科學學院神經科學教授項輝告訴記者，答案是肯定的。

人類為了生存須通過感覺器官感受內外環境的變化。對於自然環境的認識，人類主要依靠眼睛等組成的視覺系統，80%以上的外界信息都是由視覺系統接受、處理和感知的，視覺是人類重要的感覺。外界環境的視覺信息，包括形狀、顏色、亮度、運動、遠近等，在視網膜初步加工後由不同的視覺通路經外膝體傳遞到大腦皮質。信息在大腦皮質傳遞過程中，以串、並行相結合的信息處理方式對目標不同特徵的視覺信息進行逐級抽提，平行處理，並把他們儲存在高級視皮質的不同區域，在高級意識的有機組織下形成視覺。

「從這個過程，我們可以了解到光信息進入眼睛到最後感知覺的形成，經過了機體多次處理，尤其最後處理過程涉及人的情感和生理狀態，甚至文化背景，因此每個人對看到的事物反應都是不同的。」項輝解釋道。

腦電信號

不可能通過主觀欺詐來「破譯」

在生物識別領域，指紋識別、臉譜與視網膜掃描技術是現階段常用手段，為了更高的安全性和專一性，科學家開始挖掘腦科學研究的成果。

項輝教授告訴記者，「腦紋」又稱作「腦電密碼」，是近年正在發展的一種生物識別技術，它以人體的腦電信號作為個體特定密碼以實現安全識別和通訊。腦電信號是大腦皮層大量神經元電活動傳導至頭皮表面的綜合電位變化，在頭皮表面安置電極，通過信號採集、放大、過濾等處理，可以把這種電位變化記錄下來，這就是腦電圖。

「目前，『腦紋』或者『腦電密碼』是基於事件相關電位，通過信號分析演算法和分類演算法對腦電的時空變化進行歸類，來實現通過腦電信號進行個人身份的識別。由於腦電信號來源於大腦的思維活動，人與人之間思維的方式和習慣都不一樣，一方面難以『破譯』出個體的思維。」他說，「另一方面，即使破譯出也難以偽造同樣的腦電信號，因而不可能通過主觀欺詐來『破譯』，故『腦紋』可成為獨一無二的『個人識別標誌』。」

相對於指紋和虹膜識別技術，研究者認為生成腦紋識別技術相對更加嚴謹。對此，項輝教授表示，腦電信號很微弱，是微伏級的，而且是不斷變化的，這就給信號採集和信號分析帶來了很大的難題，目前科學界正在不斷攻關中。所以理論上「腦紋」是獨一無二的，但限於目前硬體和軟體的水平，不能做到百分之百，而且限制了大眾化應用。

專家解惑：

腦紋的產生不受人的意識控制

廣州日報：測試者所看到圖片的類型，是否會對「腦紋」差異的結果產生影響？

項輝：在我們日常生活中，每時每刻都有大量的信息需要大腦來分析處理。大腦本身的思維活動也要產生大量的內部信息。因此，腦電信號非常複雜，在這種複雜的波形中，要體現出獨特和可重複性，符合身份識別的標誌，要求事件相關電位很明顯，這就對刺激類型有要求。在目前設備和軟體水平，圖片不具特殊性，會對身份識別有影響。但理論上，一個人思維模式是固定的，對刺激的反應是相同的，只要是新的刺激就行，不一定要管圖片的類型。

廣州日報：研究者表示，在識別個人身份方面，腦紋具備一些指紋沒有的潛在優勢，比如腦紋的「可撤銷性」——即可以「重置」或「替換」自己的腦紋。能否為我們解釋這種「可撤銷性」的原理。另一方面，「重置」或「替換」的大腦行為，是否是「可控的」？

項輝：同一個體被試不同樣本的事件相關電位波形相差不大，而不同個體的事件相關電位波形無論在潛伏期還是幅值上都有明顯的不同，事件相關電位這種個體內的穩定性及個體間的差異性使其具備應用於身份識別的可能性。就是說同一個人對不同刺激反應的事件相關電位模式是近似的，不管給出的是什麼照片，只要是新的刺激，其腦的反應是一致的，所以原來的圖像可被新的圖像替換，這就是可撤銷和重置。另一方面，腦電圖的許多特性都是非自主性的，這意味著「腦紋」的產生不受受試者的意識控制。

廣州日報：除「腦紋」外，是否還有其他大腦行為也存在個體差異性，能夠識別個人身份？此外在「認知特徵」方面，「刷腦科技」將會起到怎樣的作用？

項輝：每個人的腦結構都是不同，當設備條件滿足的情況下，功能性核磁共振成像會是未來識別個人身份的利器，可利用腦成像，來揭示人腦個體差異，進行個人身份的識別。此外，學習能力也是一種可考慮的途徑。除了識別個人身份，還能同時判斷一個人的認知狀態，這是「腦紋」最有前景的發展方向。當腦電圖採集分析技術達到一定水平，可以把日常生活過程的腦電信號作為密碼，就能識別一個人的認知狀態了。到那時，不需要鑰匙卡、密碼，用戶只需想想他們的密碼，就可以取出銀行存款，訪問、存取電腦數據，或進入某個建築物。在未來，「刷腦科技」將是人腦——計算機連接（腦——機介面）的重要手段，是人腦控制機器的鑰匙。

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