馬斯克動(dòng)人類腦子的計(jì)劃又進(jìn)一步，西湖大學(xué)研發(fā)出1平方毫米大小神經(jīng)芯片，你準(zhǔn)備好在腦子里裝芯片了嗎？

只剩下一顆大腦保存完好的女孩，在被醫(yī)生安裝上機(jī)械軀體后，滿血復(fù)活。

科幻電影《阿麗塔》描繪了一個(gè)人機(jī)融合已成日常的未來世界。那些形形色色的半機(jī)械人，由腦機(jī)接口連接機(jī)器的身體和人類的大腦。

這是人類想象中，人與機(jī)器相處的另一種方式，和人工智能一樣，即將翻開新的篇章。

“腦機(jī)接口的底層技術(shù)積累，已經(jīng)成長到了一個(gè)臨界點(diǎn)，在未來五六年內(nèi)或?qū)⒊尸F(xiàn)爆發(fā)狀態(tài)?！痹谖骱髮W(xué)講席教授默罕默德·薩萬創(chuàng)立的先進(jìn)神經(jīng)芯片中心，副研究員楊杰告訴橙柿互動(dòng)記者，不久的將來，很多患者就有可能用腦機(jī)接口技術(shù)來治療各種疾病，像是高位截癱、失語癥、癲癇……

也是在不久前，全球首例非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京取得成功；近日，馬斯克旗下公司Neuralink（神經(jīng)連接）宣布獲得FDA（美國食品藥品監(jiān)督管理局）批準(zhǔn)，即將啟動(dòng)人體臨床試驗(yàn)……

什么是腦機(jī)接口？

腦機(jī)接口，顧名思義，就是在人腦和外部設(shè)備間建立連接通路和控制渠道。大腦對(duì)于信息的處理，靠的是神經(jīng)元之間電信號(hào)的傳遞，而腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)功能的基本原理就是讀取或?qū)懭脒@種電信號(hào)，來控制機(jī)器或者影響大腦。

腦機(jī)接口最初的故事，發(fā)生在1924年的實(shí)驗(yàn)室。德國精神科醫(yī)生漢斯·伯格首次在人類的大腦里采集到腦電信號(hào)。

直到1973年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的計(jì)算機(jī)科學(xué)家雅克·維達(dá)爾提出腦機(jī)接口的概念與設(shè)想，打開了人腦與行為控制的嶄新世界。

在先進(jìn)神經(jīng)芯片中心走廊上的宣傳展板前，楊杰解釋，按照不同的技術(shù)路線，腦機(jī)接口主要可分為侵入式、非侵入式兩大類。前者通過手術(shù)打開顱骨，把設(shè)備植入腦中，后者則是在頭上戴帽子般地罩個(gè)設(shè)備。其實(shí)還有一種介入式，介于兩者之間，將設(shè)備通過血管送入大腦。前兩者更為常見。

一般來說，越深入和靠近腦組織，腦電信號(hào)就越清晰和準(zhǔn)確，這是侵入式腦機(jī)接口的優(yōu)勢。但外來物入侵大腦，容易引起免疫反應(yīng)，人體可能會(huì)在電極和神經(jīng)組織間生成疤痕組織，導(dǎo)致信號(hào)傳輸?shù)乃p甚至消失。

不同的技術(shù)路線，就是在精準(zhǔn)度和安全性兩個(gè)方面尋求一個(gè)平衡點(diǎn)。相對(duì)來說，侵入式腦機(jī)接口的研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)更大，技術(shù)要求和資金門檻也更高。

7年融資3.56億美元 終至“人腦”

近兩年，很多人聽到“腦機(jī)接口”的新聞，大多來自一家叫Neuralink的公司。而之所以引起這么大關(guān)注，一個(gè)主要原因是它的老板是馬斯克。

這家2016年在加州成立的明星公司，專注于侵入式腦機(jī)接口芯片與植入技術(shù)的研究，承載著馬斯克改造人類大腦的宏大目標(biāo)。

2019年至今，Neuralink的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)對(duì)象從老鼠到小豬，再到猴子，一步步向人體靠近。在2020年8月的展示中，馬斯克發(fā)布N1無線芯片，最多支持1024個(gè)通道的電極（今年5月31日，他們展示了下一代模型——通道的數(shù)量足有16000多個(gè)）。實(shí)驗(yàn)小豬的大腦皮層植入N1后，通過捕捉腦機(jī)接口產(chǎn)生的電流，人成功預(yù)測了它的運(yùn)動(dòng)軌跡。去年12月，馬斯克再次向公眾展示了一段猴子通過意念控制鼠標(biāo)和鍵盤打字的視頻。

N1芯片讀取小豬的腦電波

猴子通過意念打字

在經(jīng)歷因涉嫌虐待動(dòng)物被調(diào)查、腦部植入設(shè)備試驗(yàn)安全性遭質(zhì)疑等爭議事件后， Neuralink在今年5月26日終于拿到FDA的批準(zhǔn)可進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)，但目前還沒開始招募病患志愿者。

這家公司的預(yù)估值也隨即快速增長到50億美元左右，7年間已累計(jì)融資3.56億美元。

Neuralink 并不是第一家在人體中植入腦機(jī)接口設(shè)備的公司。2021年，Synchron研發(fā)的血管支架電極獲得FDA批準(zhǔn)開始人體試驗(yàn)，并于2022年7月宣布完成首次植入。它還得到了Neuralink其中一位聯(lián)合創(chuàng)始人馬克斯·霍達(dá)克單飛后的投資，投資人中也有比爾·蓋茨和貝索斯的身影。

FDA之所以對(duì)腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)松口，主要是基于近幾年飛速發(fā)展的人工智能。除了采集腦電信號(hào)，腦機(jī)接口另一大核心問題是解讀腦電信號(hào)，而AI能通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法和腦電信號(hào)數(shù)據(jù)訓(xùn)練進(jìn)行解析。

從治療腦疾病到“人類改造計(jì)劃”

很多人應(yīng)該還記得這則新聞：2020年，浙江大學(xué)與浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科共同宣布，為一名四肢癱瘓多年的72歲老人完成了國內(nèi)首例植入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)，使之通過意念可做一些簡單的“動(dòng)作”，像是喝可樂、吃油條等。

就在上個(gè)月，一名因車禍癱瘓12年的荷蘭男子，通過在腦內(nèi)和脊椎植入腦機(jī)接口裝置，成功控制雙腿重新行走。

眼下，侵入式腦機(jī)接口的試驗(yàn)和應(yīng)用領(lǐng)域主要在醫(yī)療。

“各種腦疾病會(huì)貫穿人的整個(gè)生命周期。自閉癥、抑郁癥、癲癇、帕金森、阿爾茨海默病……很多無法完全靠藥物治療。腦機(jī)接口最重要的一個(gè)應(yīng)用，就是對(duì)腦疾病的診斷和治療?！?/p>

楊杰以中心正在開展的科研項(xiàng)目舉例：“比如在癲癇病人身上，植入芯片可實(shí)時(shí)監(jiān)測腦信號(hào)。當(dāng)癲癇即將發(fā)作，大腦會(huì)表現(xiàn)出特有的放電特征。芯片監(jiān)測到這些特征，隨即給病人大腦一個(gè)電刺激，在火還沒燒起來時(shí)就把它撲滅?！北O(jiān)測神經(jīng)信號(hào)的活動(dòng)，被認(rèn)為是一種可靠的神經(jīng)疾病預(yù)測手段。

早從2019年開始，他們中心十多個(gè)人的團(tuán)隊(duì)便專攻一件事：研發(fā)神經(jīng)信號(hào)采集、處理和刺激一體化芯片。

傳統(tǒng)治療帕金森的醫(yī)療儀器，效果雖好但體積較大，不易使用，而且手術(shù)存在風(fēng)險(xiǎn)。楊杰他們最新的研發(fā)成果，是將所有功能集成到一個(gè)幾平方毫米甚至更小尺寸的芯片上?！翱芍苯訉⑺度牖颊唢B骨，損傷更小，功耗也更低。”

腦機(jī)接口在醫(yī)療的第二大應(yīng)用領(lǐng)域，是用于受損機(jī)能的康復(fù)。通過大腦信號(hào)識(shí)別患者的意圖，可幫助脊髓損傷、中風(fēng)等患者重新獲得失去的行動(dòng)能力、語言能力和感知能力（視覺、聽力等）。這方面，先進(jìn)神經(jīng)芯片中心同樣正在與醫(yī)院合作開展研究。

癱瘓者“動(dòng)起來”，失明者“重獲”光明，這也是馬斯克認(rèn)為Neuralink 最早能針對(duì)人類開展的應(yīng)用和幫助。在這家公司看來，即便先天失明的人，大腦皮層的視覺部分依然存在。

除了幫助病人改善生活，腦機(jī)接口還可用于娛樂、商業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域。像是位于余杭的BrainCo，采用非侵入式路線的產(chǎn)品已覆蓋康復(fù)、教育、健康、消費(fèi)等各個(gè)領(lǐng)域。它也是全球除Neuralink外唯一一家融資過2億美元的腦機(jī)接口公司。

站在更長的時(shí)間線上，腦機(jī)接口也有望成為下一代人機(jī)交互技術(shù)。人和機(jī)器的交互，現(xiàn)在用的是鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏，未來理想的狀態(tài)則是人腦直接控制外界的事物。在馬斯克的終極暢想中，數(shù)字永生、人類與AI共生都將不是難題，人腦也因此變得更加強(qiáng)大，最終實(shí)現(xiàn)“人類改造計(jì)劃”。

等待探討的法律倫理困境

腦機(jī)接口技術(shù)的大面積應(yīng)用，大概要到什么時(shí)候？這或許是更多如你我這些“吃瓜群眾”想知道的問題。

美國國家衛(wèi)生研究院前神經(jīng)工程項(xiàng)目主任基普·路德維希給出的預(yù)測是，Neuralink可能還需要幾年才能獲得商業(yè)使用許可，至少還要10年才能實(shí)現(xiàn)大腦芯片植入商業(yè)化。相關(guān)臨床試驗(yàn)，本身就需要很多年才能完成。

盡管如此，馬斯克已在特斯拉、太空探索等取得的成績，仍然讓業(yè)界和大眾對(duì)腦機(jī)接口的商業(yè)化前景產(chǎn)生更豐富的聯(lián)想和期待。

研究機(jī)構(gòu)Data Bridge Market Research（數(shù)據(jù)橋市場研究公司）數(shù)據(jù)顯示，2022年腦機(jī)接口市場規(guī)模為17.4億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到56.92億美元。而2023-2024年，多家頭部公司將進(jìn)入臨床階段，這也將會(huì)是腦機(jī)接口走向商業(yè)市場的關(guān)鍵一年。

在楊杰看來，國內(nèi)腦機(jī)接口技術(shù)這幾年發(fā)展迅速，已涌現(xiàn)出眾多相關(guān)公司?！案鷩庀啾龋m然各方面還有一些差距，但不存在代差。”只不過現(xiàn)階段，在腦袋上開一個(gè)洞，這個(gè)操作還是會(huì)讓許多人“腦花”一緊。

“心理障礙肯定是有的。所以，侵入式腦機(jī)接口的應(yīng)用，最先從治療疾病開始，絕癥（漸凍癥、閉鎖癥等）、重癥（高位截癱等），最后走向消費(fèi)領(lǐng)域，這是我們認(rèn)為的一個(gè)發(fā)展路線?！睋?jù)他透露，中心正在和合作醫(yī)院進(jìn)行的項(xiàng)目，未來五六年內(nèi)有望讓更多相關(guān)病患受益。

橫亙?cè)诿媲暗?，還有法律倫理困境。如果腦機(jī)接口設(shè)備被大規(guī)模使用，誰將擁有我們的腦電信號(hào)？誰有權(quán)讀寫？“打開”大腦后，我們是否會(huì)被外界控制？大腦機(jī)制被干涉后，誰能確定當(dāng)事人自己的意志能對(duì)后果負(fù)責(zé)？當(dāng)腦機(jī)接口技術(shù)將來被用于改造人腦、賦能人類時(shí)，對(duì)于沒有“外掛”的普通人，是否又會(huì)產(chǎn)生新的數(shù)字鴻溝？

各種疑問和爭議，等待著探討和解答。

5月29日，中國工信部宣布，將把腦機(jī)接口作為培育未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，加強(qiáng)腦機(jī)接口應(yīng)用場景探索，加速推動(dòng)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

也是這一天，中國首部《腦機(jī)接口倫理原則和治理建議書》發(fā)布。建議書認(rèn)為，腦機(jī)接口的潛在倫理風(fēng)險(xiǎn)包括：神經(jīng)干預(yù)的安全風(fēng)險(xiǎn)、非自主決策風(fēng)險(xiǎn)、腦隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)、責(zé)任歸屬問題、身份認(rèn)同問題、人類增強(qiáng)問題、分配公正問題等，希望引發(fā)更多相關(guān)方共同關(guān)注腦機(jī)接口并積極參與倫理共治。

橙柿互動(dòng)·都市快報(bào) 記者 童蔚