未來已來？“腦機(jī)接口”或從科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)？

來源：新華網(wǎng)

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2019-07-20 16:27:07

新華社上海7月20日電（記者有之炘）將某種設(shè)備植入大腦以實(shí)現(xiàn)人類和計(jì)算機(jī)之間的快速通信，這是《黑客帝國》等經(jīng)典科幻電影中的情節(jié)，“腦機(jī)接口”也是很多人津津樂道的話題。如今，在被稱為“硅谷鋼鐵俠”的埃隆·馬斯克的口中，“腦機(jī)接口”或?qū)目苹米哌M(jìn)現(xiàn)實(shí)。

讓人興奮的腦機(jī)接口

埃隆·馬斯克日前宣布，他旗下的腦機(jī)接口初創(chuàng)公司Neuralink已經(jīng)找到了高效實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口的方法，這套高寬帶腦機(jī)接口（BMI）系統(tǒng)可快速讀取腦信號，并有望在明年年底之前開始對人類進(jìn)行試驗(yàn)。

據(jù)悉，Neuralink的腦機(jī)接口系統(tǒng)，是利用一臺神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人向人腦中植入被稱為“線”的專有技術(shù)芯片和信息條，然后可直接通過USB-C接口讀取大腦信號，甚至可以通過蘋果手機(jī)的應(yīng)用程序進(jìn)行控制。Neuralink公司已開始在老鼠身上進(jìn)行測試，并與加州大學(xué)戴維斯分校合作用猴子試驗(yàn)。

來自Neuralink的“黑科技”瞬間刷屏，不僅令全球網(wǎng)友興奮，也使腦科學(xué)領(lǐng)域的專家們感到震撼。

“馬斯克公布的腦機(jī)接口技術(shù)非常前沿，可謂激動人心。”復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院院長馬蘭告訴記者，“首先，Neuralink的電極束非常細(xì)，大約是人類頭發(fā)寬度的四分之一，而且每一束由32根電極絲組成；其次，它的電極束非常柔軟，意味著它的植入給腦帶來的創(chuàng)傷將明顯減少，而且可以植入更深的腦區(qū)；另外，它所搜集的數(shù)據(jù)量很大，這一新技術(shù)對于人們對腦的理解和腦疾病的治療或是巨大的推動。”

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院副院長毛穎對于Neuralink電極的纖細(xì)度、柔軟度以及電極通道量數(shù)量級的進(jìn)步也表示認(rèn)可。據(jù)毛穎介紹，腦機(jī)接口的技術(shù)涉及腦電信號的獲取、分析、功能呈現(xiàn)三個(gè)部分，Neuralink在腦電信號的獲取環(huán)節(jié)取得重要進(jìn)步。

挑戰(zhàn)重重的“黑科技”

如此牛的“黑科技”將如何運(yùn)用呢？馬斯克在發(fā)布會上表示，Neuralink的技術(shù)可以幫助到那些因脊髓損傷而失去行動能力或感覺能力的截癱患者。被馬斯克稱為“神經(jīng)蕾絲”的微型設(shè)備，將它植入到人體體內(nèi)，一些具有聽力和視力缺陷或腦部損傷的人士將可以彌補(bǔ)部分的功能。馬斯克透露，公司將爭取美國食品藥品管理局的批準(zhǔn)，有望最早在2020年開始人體臨床試驗(yàn)。

然而，在業(yè)內(nèi)人士看來，作為侵入式的大腦信息采集方式，Neuralink未來所面臨的挑戰(zhàn)是不可回避的。

侵入式接口最大的挑戰(zhàn)是手術(shù)如何將對腦部的損傷降到最低，并且隨著植入時(shí)間延長，穿刺電極被炎癥細(xì)胞包裹，理論上會導(dǎo)致信號缺失；第二個(gè)挑戰(zhàn)在于電極植入部位的精準(zhǔn)選擇、信號的有效分析，需要對大腦功能結(jié)構(gòu)和活動方式的深入理解；同時(shí)，在信號控制、微制造等領(lǐng)域，也將面臨前所未有的挑戰(zhàn)；此外，這一技術(shù)能否在健康人士身上運(yùn)用也值得探究，在倫理上更需要嚴(yán)格把控。

盡管挑戰(zhàn)重重，但越來越多的人開始關(guān)注大腦研究的前沿領(lǐng)域，智能的發(fā)展將會對人類的進(jìn)步產(chǎn)生巨大的推進(jìn)作用。陳天橋雒芊芊研究院創(chuàng)始人陳天橋表示，期待看到明年Neuralink在人體試驗(yàn)時(shí)，如何平衡腦機(jī)接口技術(shù)用于治病救人和大眾商業(yè)服務(wù)的關(guān)系，希望未來能夠看到在這方面有革命性的突破。

與人工智能的共生融合

事實(shí)上，除了馬斯克的團(tuán)隊(duì)，國內(nèi)外還有不少致力于研究侵入式和非侵入式的腦電控制方面的科研人員。

中國科學(xué)院院士吳朝暉長期從事植入式腦機(jī)接口的研究，在復(fù)雜服務(wù)計(jì)算和腦機(jī)融合的混合智能等方面取得了創(chuàng)造性的科技成果。

復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院在感知覺、學(xué)習(xí)記憶等方面開展腦電活動解碼研究，如針對獎賞記憶的存儲和提取的解碼，研究治療成癮等記憶相關(guān)疾病的方法，近期還研發(fā)出基于視覺信號的腦機(jī)接口，即“腦電驅(qū)動的變色龍”系統(tǒng)。馬蘭表示，腦機(jī)接口正在成為全世界腦科學(xué)的熱點(diǎn)，相對于侵入式技術(shù)，非侵入技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用也將更為廣泛，發(fā)展前景巨大。

學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》雜志曾發(fā)文稱，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)教授賀斌團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種可與大腦無創(chuàng)連接的腦機(jī)接口，能讓人用意念控制機(jī)器臂連續(xù)、快速運(yùn)動。

陳天橋雒芊芊研究院的腦機(jī)接口項(xiàng)目則主要專注于對病人尤其是癱瘓病人的治療，探索通過腦機(jī)接口讓癱瘓病人用意念精確控制機(jī)械臂，甚至模擬觸覺。

除了醫(yī)療領(lǐng)域外，腦機(jī)接口技術(shù)還有潛力應(yīng)用在教育、游戲、智能通訊等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。來自美國硅谷的教育機(jī)器人公司蘿卜太辣創(chuàng)始人兼CEO張堯在接受采訪時(shí)表示，腦機(jī)接口技術(shù)在教育領(lǐng)域也有應(yīng)用場景，可以幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率、提升注意力，在實(shí)際應(yīng)用落地方面值得研究。

誠然，從腦科學(xué)的角度而言，人類對大腦的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。毛穎坦言，未來在與人工智能的共生和融合過程中，如何確保研究方向符合人類利益是值得關(guān)注的另一個(gè)層面。人工智能的發(fā)展會給人類大腦的發(fā)展插上翅膀，在這一發(fā)展過程中也要密切關(guān)注其可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)并加以控制。