神奇的“脑机接口”技术，会带来“超人时代”吗？
钱江晚报2023-07-15 13:16
潮新闻客户端 记者 林辰辰 通讯员 杨杰 田芳园
失语者用意念来说话，失明者靠意念重见光明，瘫痪者用意念站立行走……普通人用意念就能掌控万物？眼下，一种被称为“脑机接口”的技术，在科学家们的研究下，正为人类社会赋予越来越多的可能。未来会是“超人时代”吗？
最近，西湖大学先进神经研究中心正在联合自然语言处理实验室，致力一项关于中文解码的脑机接口项目。不久后，该实验室的脑机接口技术可以将中文进行解码学习，让不能开口说话的人，将脑活动转化为语音或文字，不开口就能“发出心声”。本周，西湖大学教授、加拿大工程院院士默罕默德·萨万、先进神经芯片中心副研究员杨杰，为我们展现“脑机接口”技术带来的“颠覆性”未来。
什么是“脑机接口”？
我们的视觉、触觉、语言、学习、推理、运动等等功能，都需要运用到大脑。难以想象，在并不算大的“脑瓜子”中，蕴含着800亿到1000亿个神经元，神经元和神经元之间的链接则达到万亿级别，可以说，大脑，是人类身体中最精密复杂的器官。当举起一个杯子，跑一段路，看一场演出，甚至只是产生一个念头，大脑中的神经元，就会产生并传递出电信号，来实现我们的思维、认知和对身体的控制。比如运动时，运动皮层某一块特定区域会显示格外活跃，并且，相应的神经信号会展现出特有的特征。
萨万教授介绍，科学家们会通过各种各样的方式来对这些信号进行采集，并解码成相应的意图。这就是“脑机接口”技术的基础。那么，究竟什么是脑机接口？其实，脑机接口是一种建立外部设备与人脑之间双向连接的技术，可帮助大脑与外部设备实现信息共享和交换。通俗来说，它通过连接和解读我们大脑的信号，使得设备能够理解我们的意图和命令。这样，我们可以通过脑机接口来控制外部机器或者通过外部刺激影响我们的大脑。
我们离超能力还有多远？
近年来，“脑机接口”技术因为它的“科幻色彩”和医疗领域的作用，成为科学界不折不扣的“流量担当”。在《黑客帝国》中，人类的思维可以直接与叫做“矩阵”的人工智能计算机进行交互。《机械战警》中，四肢毁坏的主角可以用大脑控制机械骨骼，重新走路、拔枪，成为警察。这些以现实研究为基础的科幻电影情节，都是极具代表性，能解释脑机接口技术的场景。科幻是现实的映射，而让科幻变为现实，是众多科学家们日以继夜努力的目标。关于“脑机接口”的研究至今已延续约60年。2016年，科技界的“流量”埃隆·马斯克成立了一家叫 Neuralink 的公司，专注于脑机接口技术的研究，在往后的几年里，他声称，将通过“脑机接口”改造人类的大脑。2019年，马斯克宣布他们的产品能够通过大脑意念控制电脑。也就是说，无需动手，就能够在手机上操纵软件，输入文字，与朋友聊天。他表示，该产品甚至可以读出人类的“喜怒哀乐”，拥有“读心术”。2020年，马斯克向世界展示了一只大脑植入脑机接口设备的“赛博朋克猪”(Gertrude)。植入设备后，小猪不仅仍然活蹦乱跳，且其每一步动作的大脑电信号都可以直观的在大屏幕上显示。2022年，马斯克还向公众展示了一段猴子通过意念控制鼠标和键盘打字的视频。但目前，Neuralink公司的技术还未创造出在人类大脑领域的“颠覆性”成果。不少专家认为，马斯克展示的技术内容在应用价值上并没有突破，人类临床实用仍然不大可能。
萨万教授则表示，截至目前，大脑中依然还有很多区域或运作机理，并没有被科学家们探索完全或完全理解。人类对大脑的理解仍然处于较初级的阶段，要让“脑机接口”实现电影中的“超能力”，还有一大段路要走。
“脑机接口”如何造福人类？
更多人则关心“脑机接口”在更为实用的医学领域上的应用。2020年，浙江大学与浙江大学医学院附属第二医院神经外科共同宣布，为一名四肢瘫痪多年的72岁老人完成了国内首例植入式脑机接口临床试验，使之通过意念可做一些简单的“动作”，像是喝可乐、吃油条等。今年5月，一名瘫痪男子通过“脑机接口”技术实现了站立，并成功行走。据了解，该名荷兰男子是因为12年前的车祸导致脊椎受损。而“脑机接口”技术能帮助大脑绕过脊椎，成功控制腿部肌肉重新行走。神奇的“脑机接口”技术让经受疾病折磨的患者们看到了更多可能。杨杰介绍，根据信号采集过程与大脑的接入方式来划分，“脑机接口”分为侵入式与非侵入式。目前比较常见，也比较被大众所接受的，是穿戴式脑机接口技术。戴上脑电帽，大脑内部发出的电信号穿过头骨和头皮后就有可能被脑电帽上的电极收集到，从而实现脑电解码。目前非侵入式脑机接口技术更多用于康复、娱乐、教育、睡眠等领域。要解决更严肃的医疗问题一般就需要用到侵入式脑机接口。比如帕金森、高位截瘫等病症，医生会把电极植入到大脑当中，获得更精准、更深层次的脑内信号，并准确地将电刺激释放到所需要的大脑区域，从而实现对一些脑疾病的治疗。
目前，萨万教授在西湖大学创办的先进神经芯片中心，在脑机接口芯片、植入式系统以及神经解码等脑机接口技术领域都有较深的研究。实验室已经研发出只有几平方毫米大小和毫瓦级别功耗的植入式脑机接口芯片，未来有望实现微创植入的脑机接口，为脑科学和临床医疗领域带来了更加广阔的研究和治疗前景。此外，对于语言、运动等功能解码应用的项目也已进入实验阶段。曾经，机械制造的诞生“解放”了我们的双手，如今，脑机接口和人工智能的进一步发展让人机共舞的画面越来越生动具体，你是否期待这样的未来？
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