科幻催生的脑机接口已经照亮生活

科普时报记者 罗朝淑

《钢铁侠》里，托尼·史塔克用意念控制战甲；《黑客帝国》中，现实世界的人类通过插入连接器进入到“母体”世界；《流浪地球2》里，人类把思维传输给计算机，制造出数字生命……

这些天马行空的科幻作品所描绘的场景和情节，与现实生活中的脑机接口技术有着异曲同工之妙。

作为“科幻作品中的十大未来科技”之一，脑机接口技术在现实中有哪些具体应用？

科普时报记者为此采访了中国医师协会神经调控专委会主任委员、世界神经调控学会中国分会主席、首都医科大学三博脑科医院主任医师栾国明教授。

让特殊疾病患者实现“意念操纵”

在2014年巴西世界杯上，已经瘫痪6年的青年人——平托完成了开球仪式。让所有人都感到惊奇的是，在脑机接口技术的帮助下，他仅用了6个月的时间就练习成功了。

“广义上的脑机接口，是指世界上任何一台计算机和中枢神经系统界面建立起的一种直接联系。”栾国明介绍，通过脑机接口，可以将计算机获取的脑电信号读码和解码后，再反馈给身体其他组织如外周神经，让某些特殊疾病患者实现用意念控制动作。

“下肢截瘫的人不能自主走动，但在脑机接口技术的帮助下，外周神经接收到了计算机向下肢传递的脑电信号，通过数学模型的推演解读这些信号，并把这些信号传递给横断面以下的脊髓，形成‘脑脊髓接口’，使大脑的命令达到下肢，在穿戴机甲的辅助下，平托实现了用瘫痪6年的腿脚完成踢球的动作。”栾国明认为，这是脑机接口技术一次重要的突破和应用。

“不过，在踢这一脚之前，他的大脑经过了无数次‘踢、踢、踢’的训练，发出了无数次的脑电信号，计算机捕捉到这些脑电信号后，通过运算解码，最终明确了哪种脑电信号属于‘踢’的指令，然后再发出一个跟他的脑电信号相似的电刺激冲动，命令他的肢体做出踢的动作。如果没有经过反复多次的训练，也达不到这个程度。”栾国明说。

监测个人情绪状态，治疗抑郁症

除了帮助患者改善和恢复运动功能，脑机接口还能监测个人情绪状态。

“比如一些非常重要的岗位，对于疲劳程度、工作负荷、情绪状态，以前没有很好的技术来获取，现在可以用脑机接口技术来监测他们的状态。”栾国明介绍，近年来，科学家们还通过脑机接口技术，采用脑起搏器电刺激治疗抑郁症，也取得了较好的效果。

不过，栾国明认为，脑机接口技术要想实用化，还面临很多难题。一是数据采集和数据解析面临个体化差异的难题。二是面临认知和伦理问题。“计算机采集的人脑信息和数据，通过解码认知后，反过来又可以对人的认知、心理和精神进行调控。还有一些人渴望通过脑机接口移植记忆解决学习的问题，这将会影响社会的公正和公平。

“近日发布的《科技伦理审查办法（试行）》，对侵入式脑机接口用于神经、精神类疾病治疗的临床研究作出了特别规定。未来，关于脑机接口的研究将更加符合科技伦理规范。”栾国明说。