脑机接口不断“上新” 将带来怎样的未来？

今年以来，关于脑机接口的技术成果不断“更新”。

脑机接口公司Neuralink在试验中让受试者实现通过意念来控制电脑鼠标；清华大学公布两大科研团队的不同成果，一项让一位高位截瘫患者实现了意念控制光标移动等，另一项让一位四肢瘫痪14年的患者第一次实现了“用手喝水”……

对人们而言，通过脑机接口，一些以往只有在电影中才可能发生的事情，正在成为现实。

人机融合让“意念控制”成为现实

早在100年前，德国精神科医生汉斯·贝格尔发现了人类意识的电子信号转换形式——脑电波。以此为基础，1938年，美国神经学家赫伯特·贾斯珀在寄给汉斯·贝格尔的一张圣诞贺卡中，畅想了从脑电波中解码出语言的可能性，这被认为是对脑机接口的早期描绘。

100年后的今天，赫伯特·贾斯珀的畅想已经实现，“脑机接口”技术备受学术界和产业界关注。

图片来源：新华社客户端

所谓脑机接口，简单而言，就是建立生物大脑与外部设备之间的直接联系，让大脑用“意念”控制外部设备。目前，主要类型分为有侵入式、非侵入式和介入式三种。

侵入式脑机接口需要开颅，通过神经外科手术将电极等信号记录装置等植入脑内特定部位，可应用于一些高位截瘫患者，通过脑内植入电极获得精准的脑电信号，以此来控制机械臂，辅助患者进食等。

非侵入式脑机接口更加温和，可以在头皮外侧以无创的方式采集脑信号，一般为头外穿戴设备，可用于分析使用者注意力是否集中、监测疲劳状态。

介入式脑机接口则是通过微创进行，将电极等信号记录装置从血管导入到特定脑区，可以帮助脑卒中、截瘫患者控制外骨骼机器人或机械臂等外围设备，辅助其运动康复。

南开大学人工智能学院教授段峰是机器人控制和人机交互领域学者，脑机接口是他的最主要研究方向之一。2023年，段峰团队牵头完成全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验，通过介入式脑机，让一只猴子“意念控制”机械臂，实现进食。

他认为，“就目前而言，不同类型的脑机接口技术各有优缺点，具体应用场景需要根据需求和使用目标来选择合适的方案，最终是结合条件满足用户需要，尽可能减少伤害。”

医疗健康、教育、游戏娱乐等都是应用场景

作为一项前沿技术，脑机接口融合神经医学、电子技术与人工智能三个领域的交叉学科。

中国科学院院士，中国科学院脑智卓越中心学术主任蒲慕明在接受媒体采访时介绍，目前脑机接口的应用主要是在医学领域，全球科学家开展的脑机接口临床试验，多数是针对高位截瘫患者的功能恢复。

在国外，2014年在巴西世界杯上，截肢残疾者凭借脑机接口和机械外骨骼为第一场比赛开球； 2020年，美国研究人员通过脑机接口使一位28岁的截瘫病人不仅恢复了手的运动，还恢复了手的触觉……

而在国内，早在2020年1月，浙江大学医学院附属第二医院教授张建民团队就通过开颅手术，给一位72岁的高位截瘫病人脑中植入犹他阵列电极，从而让他实现用意念控制机械手臂，完成了进食、饮水和握手等一系列上肢重要功能运动。

“在医疗方面，脑机接口技术在功能障碍以及精神类疾病等方面将有可能会有较快的发展。”据介绍，段峰教授科研团队研牵头研发的介入式脑机接口技术，未来或将改善人们因脑、脊髓、周围神经或肌肉功能障碍引起的严重瘫痪患者的功能独立性，治疗癫痫、睡眠障碍、帕金森病等疾病。

除了医疗领域，脑机接口作为人机交互的重要形式之一，未来，有望在教育、游戏娱乐等场景得到广泛应用。今年1月，工信部等7部门联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，将“脑机接口”列入未来产业十大标志性产品，明确要“鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用”。

对于脑机接口技术的发展，段峰说，“我特别相信，将来应该是由碳基生物逐步过渡到硅基生物，或者二者相融合是肯定的，例如安装了假牙、起搏器等的身体，就是现实写照，以及人工智能技术也将会和脑机接口技术结合，随着技术的不断进步，未来都有可能实现。”

注重伦理同时应以开放心态面对技术进步

2023年以来，关于脑机研究的新成果不断涌现。

今年以来，清华大学公布两项关于脑机接口新成果。一项是近日学校研究团队联合首都医科大学北京天坛医院团队，利用微创脑机接口成功帮助一位高位截瘫患者实现意念控制电脑屏幕光标移动。

另一项是学校研究团队联合首都医科大学宣武医院，于2023年10月24日成功进行了全球首例无线微创脑机接口临床试验，让一位脊髓损伤、四肢瘫痪14年的患者，经术后三个月康复训练，实现自主喝水等脑控功能。

在国外，1月30日，美国企业家马斯克旗下，备受关注的脑机接口公司Neuralin宣布，成功完成了全球首例人体脑机接口芯片植入手术。当地时间2月19日，马斯克又表示，移植者已能通过大脑意念移动鼠标，“总体来说，进展非常好”。

在这背后，业界认为，尽管脑机接口取得了一定进展，也确实能对很多有需要的人提供帮助，但除了技术之外，还需关注解决伦理问题。

2022年， Neuralink试图让一只猴子玩电子游戏，但猴子却在实验中死亡，Neuralink也因此受到审查。

动物实验之后，马斯克曾多次表示，Neuralink将很快开始脑机接口的人体试验，然而美国食药监局（FDA）以安全风险为由拒绝了Neuralink的人体试验申请。直到2023年5月25日，Neuralink宣布，已获得FDA的批准，将启动首次脑植入物人体临床研究。

前不久，为促进脑机接口、人—非人动物嵌合体等领域的规范研究，国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会研究编制了《脑机接口研究伦理指引》。文件明确开展脑机接口研究，应确保研究具有社会价值，应主要致力于修复型脑机接口技术，强调通过技术的发展服务公众的健康需求。

“在研究中，安全性是主要考虑的。”面对研究将会遇到的伦理挑战，段峰坦言，“科学没有捷径，我们只能一点点的将事情做好，在实践中将问题克服。”

伴随着脑机接口技术的发展，关于脑机接口是否存在风险性、伦理问题该如何应对等的讨论也越来越多。段峰表示，脑机接口还有更多的空间值得探索，还需以开放心态面对技术进步。