脑机接口走向现实

将某种设备植入大脑以实现人类和计算机之间的快速通信，这是《黑客帝国》等经典科幻电影中的情节，“脑机接口”也是很多人津津乐道的话题。如今，在被称为“硅谷钢铁侠”的埃隆·马斯克的口中，“脑机接口”或将从科幻走进现实。

据美国媒体《连线》报道，当地时间7月16日晚，特斯拉CEO埃隆·马斯克在加利福尼亚州科学院举行了一场黑科技发布会，宣布“脑机接口”研究已在灵长类动物上取得成功，“一只猴子已能用大脑控制电脑”，并指出人脑和人工智能的融合已不遥远。

让人兴奋的脑机接口

马斯克除了创办特斯拉和Space X之外，还有一家成立于2017年的公司“Neuralink”，该公司的目标就是“开发连接人类和计算机的超高带宽脑机接口”。7月16日，马斯克代表Neuralink带来了他们的最新科研成果。

据媒体报道，Neuralink开发的这个可以高效实现脑机接口的系统，具备3个核心部分。首先是“线”，一种直径仅为4至6微米的线，比人的头发丝还细，可以植入人的大脑，进行高容量数据传输。相比现有的脑机介质材料，由碳纤维或聚合物制成的线对大脑造成的损害相对较小。根据Neuralink发布的白皮书，脑机接口系统至多包含3072个电极，分布在96条线程上。

如何把这些“线”植入大脑则涉及系统的第2个核心部件“缝线机器”，它是一个神经外科机器人，负责将带动着线的针刺入大脑，过程中自动避开血管。最高效的情况下，每分钟能植入6根线。操作模式类似于“缝纫机”。植入大脑的电极将检测到的神经脉冲传递到头骨表面的处理器，处理器能读取多达 1536 个通道的信息，大约是目前可植入人体系统的15 倍。

“线一旦植入大脑，定制芯片就会与机器进行无线连接，甚至可以通过蓝牙和iPhone上的应用进行互动。”马斯克说。

马斯克所说的芯片被命名为“N1传感器”，是系统的第3个核心部件。能更好地读取、清理以及放大大脑的信号，它所提供的电流大约是目前最强传感器的10倍。Neuralink计划向人脑植入4个这样的传感器，其中3个位于运动区域，1个位于感受区域。这些传感器将和1个安装于耳后的帶电池外置设备相连。

“安全是最基本的目标”，Neuralink首席外科专家在发布会上说，他们想让脑机接口的手术变得像准分子角膜激光手术一样成熟，还要排除麻醉的需求。据《卫报》报道，马斯克透露，他们的技术已经在灵长类动物上获得实现，“一只猴子已经能用大脑控制电脑了”。

挑战重重的黑科技

如此“牛”的黑科技将如何运用？马斯克在发布会上表示，Neuralink的技术可以帮助到那些因脊髓损伤而失去行动能力或感觉能力的截瘫患者。被马斯克称为“神经蕾丝”的微型设备，植入人体后，可使一些具有听力和视力缺陷或脑部损伤的人士弥补部分的功能。马斯克透露，公司将争取美国食品药品管理局的批准，有望最早在2020年开始人体临床试验。

然而，在业内人士看来，作为侵入式的大脑信息采集方式，Neuralink未来所面临的挑战是不可回避的。

侵入式接口最大的挑战是手术如何将对脑部的损伤降到最低，并且随着植入时间延长，穿刺电极被炎症细胞包裹，理论上会导致信号缺失;第二个挑战在于电极植入部位的精准选择、信号的有效分析，需要对大脑功能结构和活动方式的深入理解;同时，在信号控制、微制造等领域，也将面临前所未有的挑战;此外，这一技术能否在健康人士身上运用也值得探究，在伦理上更需要严格把控。

尽管挑战重重，但越来越多的人开始关注大脑研究的前沿领域，智能的发展将会对人类的进步产生巨大的推进作用。陈天桥雒芊芊研究院创始人陈天桥表示，期待看到明年Neuralink在人体试验时，如何平衡脑机接口技术用于治病救人和大众商业服务的关系，也希望未来能够看到在这方面有革命性的突破。

与人工智能的共生融合

事实上，除了马斯克的团队，国内外还有不少致力于研究侵入式和非侵入式的脑电控制方面的科研人员。

中科院院士吴朝晖长期从事植入式脑机接口的研究，在复杂服务计算和脑机融合的混合智能等方面取得了创造性的成果。

复旦大学脑科学研究院在感知觉、学习记忆等方面开展脑电活动解码研究，如针对奖赏记忆的存储和提取的解码，研究治疗成瘾等记忆相关疾病的方法，近期还研发出基于视觉信号的脑机接口，即“脑电驱动的变色龙”系统。复旦大学脑科学研究院院长马兰表示，脑机接口正在成为全世界脑科学的热点，相对于侵入式技术，非侵入技术在日常生活中的应用也将更为广泛，发展前景巨大。

《科学》杂志曾发文称，美国卡内基梅隆大学教授贺斌团队开发出了一种可与大脑无创连接的脑机接口，能让人用意念控制机器臂连续、快速运动。

陈天桥雒芊芊研究院的脑机接口项目则主要专注于对病人尤其是瘫痪病人的治疗，探索通过脑机接口让瘫痪病人用意念精确控制机械臂，甚至模拟触觉。

除了医疗领域外，脑机接口技术还有潜力应用在教育、游戏、智能通信等产业领域。来自美国硅谷的教育机器人公司萝卜太辣的创始人兼CEO张尧表示，脑机接口技术在教育领域也有应用场景，可以帮助学生提高学习效率、提升注意力，在实际应用落地方面值得研究。

诚然，从脑科学的角度而言，人类对大脑的了解远远不够。复旦大学附属华山医院副院长毛颖坦言，未来在与人工智能的共生和融合过程中，如何确保研究方向符合人类利益是值得关注的另一个层面。人工智能的发展会给人类大脑的发展插上翅膀。在这一发展过程中，也要密切关注其可能产生的风险并加以控制。（据《新京报》、新华社）