脑纹代指纹 安保新方向？
来源：广州日报 日期:2016-06-27
若想证明“我是谁”，在刷指纹和刷脸之外，还能“刷”什么?不久前，美国纽约宾汉姆顿大学的科学家们宣称，他们已经成功开发了一项以大脑活动为基础的、验证个人身份的技术，并且这种技术能够达到令人惊讶的精确度。言下之意，就是除了老生常谈的指纹识别和虹膜识别之外，“脑纹识别”即将成为未来“安保”热点。
最新研究：
刷“脑纹”比“指纹”更安全?
美国纽约宾汉姆顿大学的科学家们近日表示，他们在近期一项研究中发现，在识别个人身份方面，脑纹或许具备一些指纹没有的潜在优势。譬如说，一个人的大脑在看到安妮·海瑟薇或一片比萨饼时所作出的反应或许能够比指纹更加精确地验明正身。因为指纹具备“不可撤销性”，所以如果某人的指纹被窃，身份识别就会被破解，基本没有挽回的余地。但研究者指出脑纹则不一样，它或许是可以“撤销”的，假如袭击者设法从授权使用者那里窃取了脑纹，授权使用者便可以“重置”自己的脑纹，从而令到身份识别工作更加严谨和安全。换句话说，就是每当某人的大脑对一张新图片做出反应时，他便可以“重置”或者“替换”自己的脑纹。
尽管离真正实现可能还要很多年，但研究者表示，这项新的研究成果预示着脑电波正是安保未来的发展方向之一。或许在将来的某一天，“刷脑”系统便得以被运用在包括国防安全这样高度严格要求的区域，用来保护最为敏感或危险的信息。
除此之外，研究人员还计划将这些发现拓展到其他领域。比如说，用“刷脑科技”来识别一个人的“认知特征”，以便迅速评估受试者的精神状态。这意味着，这项新技术的使用者，不仅能判断试图登陆进系统的人是不是他们自报的身份，还能判断他们的认知状态是否正常、能否让他们接触到敏感信息。举个例子，如果一名空中交通管制员精神过度疲劳，又或者注意力较为分散，那么即使他的身份验证成功，也无法进入“刷脑”系统。
专家声音：
每个人的“脑纹”独一无二
在“刷脑”实验中，研究人员利用该设备记录了50名志愿者的脑部活动。志愿者先后观看了500张经过挑选的图片，包括安妮·海瑟薇的照片和一片比萨，或者类似conundrum(意为“复杂难解的问题”)这个单词。结果发现，受试者大脑在看见每张图片时都会产生与众不同的反应。据他们做出反应时的脑部活动，研究人员设计的电脑程序为每个人生成了一组“脑纹”，据研究人员称，这些“脑纹”可以以百分之百的精确度识别出每名受试者。这样看来，“世界上没有完全相同的树叶”这种理论，或许也能运用在不同的人类大脑对于所看到事物的反应上?中山大学生命科学学院神经科学教授项辉告诉记者，答案是肯定的。
人类为了生存须通过感觉器官感受内外环境的变化。对于自然环境的认识，人类主要依靠眼睛等组成的视觉系统，80%以上的外界信息都是由视觉系统接受、处理和感知的，视觉是人类重要的感觉。外界环境的视觉信息，包括形状、颜色、亮度、运动、远近等，在视网膜初步加工后由不同的视觉通路经外膝体传递到大脑皮质。信息在大脑皮质传递过程中，以串、并行相结合的信息处理方式对目标不同特征的视觉信息进行逐级抽提，平行处理，并把他们储存在高级视皮质的不同区域，在高级意识的有机组织下形成视觉。
“从这个过程，我们可以了解到光信息进入眼睛到最后感知觉的形成，经过了机体多次处理，尤其最后处理过程涉及人的情感和生理状态，甚至文化背景，因此每个人对看到的事物反应都是不同的。”项辉解释道。
脑电信号
不可能通过主观欺诈来“破译”
在生物识别领域，指纹识别、脸谱与视网膜扫描技术是现阶段常用手段，为了更高的安全性和专一性，科学家开始挖掘脑科学研究的成果。
项辉教授告诉记者，“脑纹”又称作“脑电密码”，是近年正在发展的一种生物识别技术，它以人体的脑电信号作为个体特定密码以实现安全识别和通讯。脑电信号是大脑皮层大量神经元电活动传导至头皮表面的综合电位变化，在头皮表面安置电极，通过信号采集、放大、过滤等处理，可以把这种电位变化记录下来，这就是脑电图。
“目前，‘脑纹’或者‘脑电密码’是基于事件相关电位，通过信号分析算法和分类算法对脑电的时空变化进行归类，来实现通过脑电信号进行个人身份的识别。由于脑电信号来源于大脑的思维活动，人与人之间思维的方式和习惯都不一样，一方面难以‘破译’出个体的思维。”他说，“另一方面，即使破译出也难以伪造同样的脑电信号，因而不可能通过主观欺诈来‘破译’，故‘脑纹’可成为独一无二的‘个人识别标志’。”
相对于指纹和虹膜识别技术，研究者认为生成脑纹识别技术相对更加严谨。对此，项辉教授表示，脑电信号很微弱，是微伏级的，而且是不断变化的，这就给信号采集和信号分析带来了很大的难题，目前科学界正在不断攻关中。所以理论上“脑纹”是独一无二的，但限于目前硬件和软件的水平，不能做到百分之百，而且限制了大众化应用。
专家解惑：
脑纹的产生不受人的意识控制
广州日报：测试者所看到图片的类型，是否会对“脑纹”差异的结果产生影响?
项辉：在我们日常生活中，每时每刻都有大量的信息需要大脑来分析处理。大脑本身的思维活动也要产生大量的内部信息。因此，脑电信号非常复杂，在这种复杂的波形中，要体现出独特和可重复性，符合身份识别的标志，要求事件相关电位很明显，这就对刺激类型有要求。在目前设备和软件水平，图片不具特殊性，会对身份识别有影响。但理论上，一个人思维模式是固定的，对刺激的反应是相同的，只要是新的刺激就行，不一定要管图片的类型。
广州日报：研究者表示，在识别个人身份方面，脑纹具备一些指纹没有的潜在优势，比如脑纹的“可撤销性”——即可以“重置”或“替换”自己的脑纹。能否为我们解释这种“可撤销性”的原理。另一方面，“重置”或“替换”的大脑行为，是否是“可控的”?
项辉：同一个体被试不同样本的事件相关电位波形相差不大，而不同个体的事件相关电位波形无论在潜伏期还是幅值上都有明显的不同，事件相关电位这种个体内的稳定性及个体间的差异性使其具备应用于身份识别的可能性。就是说同一个人对不同刺激反应的事件相关电位模式是近似的，不管给出的是什么照片，只要是新的刺激，其脑的反应是一致的，所以原来的图像可被新的图像替换，这就是可撤销和重置。另一方面，脑电图的许多特性都是非自主性的，这意味着“脑纹”的产生不受受试者的意识控制。
广州日报：除“脑纹”外，是否还有其他大脑行为也存在个体差异性，能够识别个人身份?此外在“认知特征”方面，“刷脑科技”将会起到怎样的作用?
项辉：每个人的脑结构都是不同，当设备条件满足的情况下，功能性核磁共振成像会是未来识别个人身份的利器，可利用脑成像，来揭示人脑个体差异，进行个人身份的识别。此外，学习能力也是一种可考虑的途径。除了识别个人身份，还能同时判断一个人的认知状态，这是“脑纹”最有前景的发展方向。当脑电图采集分析技术达到一定水平，可以把日常生活过程的脑电信号作为密码，就能识别一个人的认知状态了。到那时，不需要钥匙卡、密码，用户只需想想他们的密码，就可以取出银行存款，访问、存取电脑数据，或进入某个建筑物。在未来，“刷脑科技”将是人脑——计算机连接(脑——机接口)的重要手段，是人脑控制机器的钥匙。…
