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?_新浪科技_新浪网

发布日期:2022-12-18 03:19:19

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封面新闻记∀者 欧阳宏宇૙

>ਗ਼迈向“超人认知”,脑机接口î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þ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。

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脑机接口的进一步发展还有哪些技术关口需要Ð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。

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已进入“脑机交互♬”阶段∴

或将变成人脑的一部′分ø

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η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。&#256e;

复旦大学ࢵ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”&#266b;,从用脑电信号来控制í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Ð改善。

ω三是交互技术。科学છ界最近两年发表了几篇重要的论文,核心的观点是:પ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,也是憨源‰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ટ于描述将脑电信号转化为计算机控制信号的系统,将神经Ι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ó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ª,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Þ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ε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、&#261c;写脑γ都能够完成,是否可以将两者相结来?&#266a;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ਖ਼人¸还很ë远

今年õ6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ë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Õ一方面,人类目前对大脑的理解仍÷然处੨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ì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બ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ℜ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&#263f;”。“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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