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未來已來?“腦機接口”或從科幻走進現實?
2019-07-20 16:16:10 來源: 新華網
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  新華社上海7月20日電(記者有之炘)將某種設備植入大腦以實現人類和計算機之間的快速通信,這是《黑客帝國》等經典科幻電影中的情節,“腦機接口”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,“腦機接口”或將從科幻走進現實。

  讓人興奮的腦機接口

  埃隆·馬斯克日前宣布,他旗下的腦機接口初創公司Neuralink已經找到了高效實現腦機接口的方法,這套高寬帶腦機接口(BMI)係統可快速讀取腦信號,並有望在明年年底之前開始對人類進行試驗。

  據悉,Neuralink的腦機接口係統,是利用一臺神經手術機器人向人腦中植入被稱為“線”的專有技術芯片和信息條,然後可直接通過USB-C接口讀取大腦信號,甚至可以通過蘋果手機的應用程序進行控制。Neuralink公司已開始在老鼠身上進行測試,並與加州大學戴維斯分校合作用猴子試驗。

  來自Neuralink的“黑科技”瞬間刷屏,不僅令全球網友興奮,也使腦科學領域的專家們感到震撼。

  “馬斯克公布的腦機接口技術非常前沿,可謂激動人心。”復旦大學腦科學研究院院長馬蘭告訴記者,“首先,Neuralink的電極束非常細,大約是人類頭發寬度的四分之一,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傷將明顯減少,而且可以植入更深的腦區;另外,它所搜集的數據量很大,這一新技術對于人們對腦的理解和腦疾病的治療或是巨大的推動。”

  復旦大學附屬華山醫院副院長毛穎對于Neuralink電極的纖細度、柔軟度以及電極通道量數量級的進步也表示認可。據毛穎介紹,腦機接口的技術涉及腦電信號的獲取、分析、功能呈現三個部分,Neuralink在腦電信號的獲取環節取得重要進步。

  挑戰重重的“黑科技”

  如此牛的“黑科技”將如何運用呢?馬斯克在發布會上表示,Neuralink的技術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“神經蕾絲”的微型設備,將它植入到人體體內,一些具有聽力和視力缺陷或腦部損傷的人士將可以彌補部分的功能。馬斯克透露,公司將爭取美國食品藥品管理局的批準,有望最早在2020年開始人體臨床試驗。

  然而,在業內人士看來,作為侵入式的大腦信息採集方式,Neuralink未來所面臨的挑戰是不可回避的。

  侵入式接口最大的挑戰是手術如何將對腦部的損傷降到最低,並且隨著植入時間延長,穿刺電極被炎症細胞包裹,理論上會導致信號缺失;第二個挑戰在于電極植入部位的精準選擇、信號的有效分析,需要對大腦功能結構和活動方式的深入理解;同時,在信號控制、微制造等領域,也將面臨前所未有的挑戰;此外,這一技術能否在健康人士身上運用也值得探究,在倫理上更需要嚴格把控。

  盡管挑戰重重,但越來越多的人開始關注大腦研究的前沿領域,智能的發展將會對人類的進步産生巨大的推進作用。陳天橋雒芊芊研究院創始人陳天橋表示,期待看到明年Neuralink在人體試驗時,如何平衡腦機接口技術用于治病救人和大眾商業服務的關係,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

  事實上,除了馬斯克的團隊,國內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。

  中國科學院院士吳朝暉長期從事植入式腦機接口的研究,在復雜服務計算和腦機融合的混合智能等方面取得了創造性的科技成果。

  復旦大學腦科學研究院在感知覺、學習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疾病的方法,近期還研發出基于視覺信號的腦機接口,即“腦電驅動的變色龍”係統。馬蘭表示,腦機接口正在成為全世界腦科學的熱點,相對于侵入式技術,非侵入技術在日常生活中的應用也將更為廣泛,發展前景巨大。

  學術刊物《科學》雜志曾發文稱,美國卡內基梅隆大學教授賀斌團隊開發出了一種可與大腦無創連接的腦機接口,能讓人用意念控制機器臂連續、快速運動。

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

  除了醫療領域外,腦機接口技術還有潛力應用在教育、遊戲、智能通訊等産業領域。來自美國硅谷的教育機器人公司蘿卜太辣創始人兼CEO張堯在接受採訪時表示,腦機接口技術在教育領域也有應用場景,可以幫助學生提高學習效率、提升注意力,在實際應用落地方面值得研究。

  誠然,從腦科學的角度而言,人類對大腦的了解遠遠不夠。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注的另一個層面。人工智能的發展會給人類大腦的發展插上翅膀,在這一發展過程中也要密切關注其可能産生的風險並加以控制。

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【糾錯】 責任編輯: 邱麗芳
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