“接口”对话·科技新势力 | “脑后插管”时代已来 脑机接口专家解读：黑客帝国何时将变为现实？

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封面新闻记者 欧阳宏宇

迈向“超人认知”，脑机接口时代已经到来。

12月16日，脑机接口创企Synchron宣布完成7500万美元融资，投资者包括亚马逊创始人贝索斯、微软联合创始人比尔·盖茨旗下投资公司。作为其主要竞争对手的Neuralink也在几天前对外宣称已实现小型化、可升级的脑机设备研发，且无限接近量产。据公司创始人马斯克介绍，公司正在寻求美国监管机构的批准，并计划在6个月内对公司研发的脑机芯片启动人体临床试验。在国内，华为、科大讯飞、三七互娱、汤姆猫等科技巨头及上市公司都已出手布局，脑机接口独角兽BrainCo也在上月宣布进入C端市场。

脑机接口的进一步发展还有哪些技术关口需要突破，最难的挑战来自于哪里？我们又该如何能让脑机接口成为一项普通人都用得起的技术，实现这个目标还需要多久？近日，复旦大学类脑智能科学与技术研究院副院长王守岩表示，经历了“读脑”和“写脑”两个阶段后，脑机接口技术已进入到“脑机交互”与”脑机融合”时期。在他看来，在脑机交互设想实现的过程中，需要克服交叉学科的挑战，尤其是实现从神经科学理论到技术与系统集成的跨越，同时资本也将从概念投入转变为支持面向需求的技术整合。

已进入“脑机交互”阶段

或将变成人脑的一部分

在世纪之交的荧幕上，科幻电影《黑客帝国》所描绘的通过“脑后插管”进入虚拟世界，是不少人对脑机接口时代的感性想象。事实上，脑机接口虽然已有近50年的发展历史，人类在近期还达不到电影里所呈现的场景。

“脑机接口主要解决两个问题，第一是对大脑信息的读取；第二是将读取的信息传回大脑，并对其进行相应的控制，或者将声音的信息或者视觉的信息传入其中。”据王守岩介绍，从短期看，人类在脑机接口的应用场景突破主要在三个方面，主要集中于医疗场景中。

复旦大学类脑智能科学与技术研究院副院长王守岩

一是从读取大脑信号的角度，采用无创方式“读脑”，从用脑电信号来控制鼠标打字或者控制轮椅，到在脑疾病的治疗、评估上落地应用。比如，评估“抑郁症”等精神疾病的治疗效果，尤其是患者服药后效果的监测；或者应用到脑影像进行脑疾病的诊断。

二是从“写脑”的角度，如植入电极进行脑深部电刺激治疗帕金森病，以非植入的40赫兹光刺激调控脑功能减缓阿尔兹海默症。此外还有经颅的直流电刺激、磁刺激对大脑功能调控和改善。

三是交互技术。科学界最近两年发表了几篇重要的论文，核心的观点是：在特定的时间对大脑进行刺激，就可以对大脑功能实现更加智能化、精准化的调控。

追溯脑机接口这一概念的提出，也是源于人类在医学领域的探索。

早在1924年，德国精神科医生汉斯·贝格尔在一名颅骨缺陷的病人头皮上记录到了电流计镜面的微小振动，首次记录到脑电波，自此开启了脑机接口相关技术的学术探索时代。1973年，美国加州大学洛杉矶分校教授雅克·维达尔首先提出“脑机接口”一词，用于描述将脑电信号转化为计算机控制信号的系统，将神经科学与相关技术联系起来，推动了脑机接口技术的不断突破。

进入21世纪的第二个十年，脑机接口技术开始加速发展，并在医疗领域得到应用。

2012年科学家首次在瘫痪患者颅内植入电极，控制机械臂来完成特定动作；2013年牛津大学的团队，在帕金森病的治疗过程中，将读取脑信号和刺激大脑连接起来，形成了一种被称为闭环或自适应的脑刺激方式；2014年，巴西世界杯截肢残疾者凭借脑机接口和机械外骨骼开出第一球；2019年欧洲团队利用大脑的信号发出运动命令来控制脑电，刺激肌肉、刺激脊髓，让脊髓损伤瘫痪的病人又能够重新站立起来；2020年，浙江大学医学院附属第二医院在高位截瘫患者脑内植入Utah阵列电极，在我国首次实现高位截瘫病人通过“脑机接口技术”控制机械臂，完成进食、饮水和握手等上肢运动。

“近年来人类一直在思考，如果读脑、写脑都能够完成，是否可以将两者相结来？所以脑机接口现在发展到“脑机交互”阶段，脑机的交互，就是将脑信息的读取和写入成为一个整体。”王守岩预测，从这个基础看，未来可能会发展出新的智能解决方案和设备，组成神经系统，成为大脑的一部分，这是未来脑机融合的趋势。

革新了脑部疾病诊疗

但离普通人还很远

今年6月，一项来自东南大学等机构的研究表明，科学家利用非侵入式的脑机接口，实现了用意念控制超材料，并将意念远程传输。该成果发表后，旋即引发关注。

脑机接口让意念控制不再止于想象与科幻，而其作为生命科学和信息技术交叉融合的前沿颠覆性技术却在技术突破上受到多重制约因素。

在王守岩看来，正是由于脑机接口属于交叉学科研究的特性，导致了把不同的技术集成、综合的挑战巨大。比如，脑机接口领域是一个系统集成问题的研究与研发，涉及的学科领域过多，需要能够整合多个学科或者是知识理论的大团队。但高校科研往往都是自由探索，只针对某一个问题进行研究，所以很难有专门的课程针对性地培养人才。

另一方面，人类目前对大脑的理解仍然处于比较初级的阶段，很难通过阅读大脑信息，找到其与疾病存在的关系。像老年痴呆这类病症，目前人类还无法清楚诊断出到底是大脑的哪一部分出现问题，也就很难通过脑机去解决问题。

“目前来看，脑机接口最可能解决的还是医疗健康相关问题，还没有到适用的普罗大众的脑机接口相关技术阶段。”王守岩表示，脑机接口技术目前已有相关的技术在医疗领域应用，但要到电影中所描绘的梦境重现、记忆增强、知识写入，以及虚拟大脑，数字孪生大脑等设想和研究，则还处于早期阶段。

公开资料显示，未来的5-10年，中国在脑机接口领域将处于世界前沿。从问题的角度整合技术正成为这一赛道发展的新趋势。

一名高位截瘫患者通过脑机接口控制机械臂，重获进食、握手等运动能力

王守岩表示，植入式闭环脑刺激和更小型化的无创设备是他最期待看到的技术突破，比如，调控快乐、疼痛、睡眠，或者以小的脑机接口设备治“未病”。“关于脑机接口的应用‘远在天边、近在眼前’，目前还不能一概而论，技术的发展有快有慢，未来一定会有更多的前沿技术帮助人类解决更多的问题。”

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