腦機(jī)接口研究先驅(qū)：馬斯克投資腦機(jī)接口是營銷

　　利用機(jī)器，將人與人之間的大腦相連，進(jìn)行思維的互換，或思維的共享。更進(jìn)一步，利用機(jī)器，將人類的記憶保存起來，從而真正“永生”。這樣的場景，在硅谷“鋼鐵俠”馬斯克看來才是人類文明真正的未來。

　　今年4月份，馬斯克宣布投資美國一家名為Neuralink的腦機(jī)接口初創(chuàng)公司。他們的目標(biāo)是消除大腦與機(jī)器之間的隔閡：無需通過手機(jī)把想法傳達(dá)給另一個人，而是把想法直接從一個人的大腦轉(zhuǎn)移到另一個。Neuralink的團(tuán)隊中大多數(shù)人來自麻省理工學(xué)院、杜克大學(xué)和IBM，他們的研究領(lǐng)域包括神經(jīng)微塵，皮質(zhì)生理學(xué)和人類心理物理學(xué)等。

　　有了馬斯克的支持，這家公司受到全球的關(guān)注，不過也有人提出質(zhì)疑，其中就包括該團(tuán)隊某些成員的導(dǎo)師——美國杜克大學(xué)神經(jīng)工程研究中心創(chuàng)始人、腦機(jī)接口研究先驅(qū)米格爾·尼科萊利斯(Miguel Nicolelis)。

　　近日，尼科萊利斯在北京接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)專訪時稱：“雖然我有兩個學(xué)生在Neuralink團(tuán)隊中，但實話實說我覺得他們的路走不通。馬斯克擅長營銷，但腦機(jī)接口不單是計算機(jī)工程上的研究，更多的是對大腦的研究。所以我覺得他們的目標(biāo)最后不一定能實現(xiàn)。”

　　尼科萊利斯現(xiàn)在是美國杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)教授，同時也是法國科學(xué)院院士、巴西科學(xué)院院士、《腦機(jī)穿越》(Beyond Boundries)的作者。2004年，他被美國科普雜志《科學(xué)美國人》評為全球最具影響力的20位科學(xué)家之一，其研究被《麻省理工科技評論》評為10大最具突破性的科技創(chuàng)新之一。

　　尼科萊利斯寫的《腦機(jī)接口》

　　2014年，巴西世界杯的開幕式上，14歲的巴西高位截癱少年身披“機(jī)械戰(zhàn)甲”，開出了這一全球盛宴的第一腳球。而這套戰(zhàn)甲的設(shè)計者就是尼科萊利斯。

　　用“機(jī)械戰(zhàn)甲”幫助病人恢復(fù)身體機(jī)能

　　腦機(jī)接口系統(tǒng)，指的是運(yùn)用遍布腦部的電極傳感器來接收大腦發(fā)出的神經(jīng)信號，并試圖驅(qū)動外在機(jī)械去完成某個動作。這樣一來，可以讓原本需要神經(jīng)傳導(dǎo)的大腦信號通過另一種方式傳遞出來——轉(zhuǎn)變成語言、文字，更可以轉(zhuǎn)變成控制外接設(shè)備運(yùn)動的信號。而該接口可以實現(xiàn)大腦與相關(guān)設(shè)備迅速、高效地連接，無論距離遠(yuǎn)近，也無論這些機(jī)械的大小，即使像航空飛船一樣大，也能運(yùn)動自如。簡單地理解，就是可以做到“隔空取物”。

　　腦機(jī)接口的運(yùn)行原理

　　人類第一次成功的腦機(jī)接口實驗誕生于1963年。英國神經(jīng)生理學(xué)家格雷·沃特(W. Gray Walter)發(fā)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)性負(fù)變效應(yīng)(CNV)，即在一個人意識到他即將要采取的行動前半秒鐘，大腦會出現(xiàn)一個鬧點(diǎn)活動的消極巔峰。他的實驗是為癲癇病人治療，在腦內(nèi)確定的病灶處，他給病人安裝了電極。在治療過程中，當(dāng)病人們在欣賞幻燈片時，他偷偷把腦電電極連接到“電位轉(zhuǎn)換器”上，把病人大腦運(yùn)動皮層的場電位信號轉(zhuǎn)換成了幻燈片的切換信號。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，病人每次打算換片時，還沒有按動控制按鈕，幻燈片就自己換片了。這樣的成功給了后人更多

　　尼科萊利斯 正式開始研究腦機(jī)接口是在1984年，當(dāng)時他撰寫了有關(guān)肌肉控制中樞神經(jīng)連接的博士論文。2002年，他產(chǎn)生了研制腦控外骨骼的想法。

　　尼科萊利斯告訴澎湃新聞(www.thepaper.cn)，他的這一系列研究始于一只猴子。尼科萊利斯成功地讓一只猴子學(xué)會通過腦機(jī)接口去控制一只虛擬手臂，并做出正確的選擇從而獲得果汁獎勵。隨后他的研究組還通過訓(xùn)練猴子用無線腦機(jī)接口來遙控輪椅，讓猴子在房間中隨意移動，去摘去隨機(jī)在房間中出現(xiàn)的水果。

　　猴子成功實驗后，尼科萊利斯和他的團(tuán)隊意識到這樣的實驗可能會幫助到身體有殘疾的病人，讓他們利用外部機(jī)械設(shè)備來恢復(fù)身體機(jī)能，甚至還能加強(qiáng)他們的身體機(jī)能。

　　尼科萊利斯告訴澎湃新聞(www.thepaper.cn)，在他巴西的研究室里，目前有16個位病人和他們一起共同研究腦機(jī)接口系統(tǒng)。其中有位病人是頭部以下癱瘓，無法感知頭部以下的所有身體部位。在尼科萊利斯的團(tuán)隊幫助下，這位病人接受了腦機(jī)接口的研究實驗，經(jīng)過6個月的實驗和練習(xí)，目前他恢復(fù)了自己胸部的感知，并對胸部以下的刺激有所反應(yīng)。

　　巴西世界杯上的開球少年

　　巴西世界杯上的開球少年則是另外一個成功的案例。尼科萊利斯團(tuán)隊為其研發(fā)了一套“機(jī)械戰(zhàn)甲”，也可以被稱為“外骨骼”(exoskeleton)的機(jī)械設(shè)備。

　　這套外骨骼系統(tǒng)的運(yùn)行原理是，先由癱瘓少年的大腦發(fā)出行動信號，經(jīng)由無線傳輸?shù)奖嘲鼉?nèi)一臺筆記本大小的計算裝置中，這臺計算機(jī)將大腦信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的行動指令，讓外骨骼先穩(wěn)住少年的身體，然后誘導(dǎo)機(jī)械腿在草坪上進(jìn)行前后運(yùn)動。當(dāng)少年發(fā)現(xiàn)腳和足球接近時，想象著用腳去踢它，瞬間腦信號就會命令外骨骼上的機(jī)械腿將球踢出。并且這個機(jī)器里有一定的壓力傳感功能，當(dāng)他的腳踩在地上的時候就會有一定的壓力信號傳出，病人就能感覺到草坪的存在。

　　腦機(jī)接口不是簡單的“開腦洞”

　　腦機(jī)接口在癱瘓病人身上的成功也讓許多商業(yè)公司看到了這項技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?。實際上，除了馬斯克投資的Neuralink外，還有NeuroSky、BrianCo等初創(chuàng)公司也在做相應(yīng)的產(chǎn)品。

　　除了商業(yè)公司，一些政府部門對這項技術(shù)非常感興趣，甚至還想過用在軍事上，例如美國國防高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency，簡稱DARPA)。

　　2016年，DARPA就展示了通過腦機(jī)接口用神經(jīng)控制機(jī)械臂，它允許個人通過一個連接到機(jī)器人手臂的神經(jīng)接口系統(tǒng)來直接讓大腦體驗到觸覺。今年7月， DARPA還宣布會投資6500萬美元，開始“神經(jīng)工程系統(tǒng)設(shè)計計劃”(NESD)，目標(biāo)是制造能夠連接100萬個神經(jīng)元的高保真度大腦植入芯片。

　　不過，在尼科萊利斯看來，這樣的商業(yè)投入是不理智的。“我們現(xiàn)在對大腦的了解還十分有限，技術(shù)也不是非常成熟。如果商業(yè)公司就以這樣的技術(shù)作為基礎(chǔ)來投資，我覺得是不理性的。這種只看短期的投入，我覺得是錯誤的。”尼科萊利斯告訴澎湃新聞。

　　尼克萊斯利堅持這項技術(shù)還需要在實驗室里多研究的原因有兩點(diǎn)。

　　一是，腦機(jī)接口技術(shù)是一門復(fù)雜的交叉學(xué)科，無論是在工程技術(shù)還是科學(xué)原理上都需要花費(fèi)大量的金錢和科研資源。商業(yè)公司往往只注重工程技術(shù)上的研發(fā)，卻對大腦的運(yùn)行原理一無所知?，F(xiàn)在，科學(xué)研究對大腦的工作機(jī)制，特別是信息編碼的規(guī)律知之甚少。但即便科學(xué)家們能搞清楚這些規(guī)律，他們?nèi)孕枰镝t(yī)學(xué)工程的方法來將復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)復(fù)制、轉(zhuǎn)移和保存下來。

　　二是，腦機(jī)接口目前有兩種方式進(jìn)行研究，第一種是侵入式，這種方法需要在人的腦部做手術(shù)，植入芯片。雖然植入芯片會讓機(jī)器的鏈接更精準(zhǔn)，但手術(shù)帶來的危險也不容小覷，成本也很高。根據(jù)之前的實驗統(tǒng)計，2-3個月后，植入電極會因為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的包裹而逐漸失效，無法繼續(xù)記錄神經(jīng)細(xì)胞的放電活動。長一點(diǎn)可以堅持2-3年，但信號質(zhì)量逐漸下降，腦機(jī)接口系統(tǒng)的工作性能也會隨之下降。第二種是非浸入式，在這種方式下，人的大腦不需要做手術(shù)，但需要套上一個充滿電極的帽子，通過這頂帽子與機(jī)器相連。這種方式下，雖然人不需要做手術(shù)，但對機(jī)器的精度和速度控制就會相對薄弱。

　　“我覺得在技術(shù)還不是相對成熟的時候，急著賺錢是不對的。另外，我還想說的是，我也反對將這樣的技術(shù)用到軍事領(lǐng)域。如果未來有人把這項技術(shù)用在軍事上，我會是第一個反對它的人。”尼科萊利斯說。