科幻變現(xiàn)實(shí)？探秘腦機(jī)接口發(fā)展

9月16日，“面向大眾的神經(jīng)技術(shù)”國(guó)際論壇召開(kāi)。在4個(gè)多小時(shí)的時(shí)間里，來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、荷蘭和新加坡的5位知名科學(xué)家與全球近52萬(wàn)名在線觀眾分享了他們對(duì)腦機(jī)接口、神經(jīng)技術(shù)等前沿科學(xué)研究的觀點(diǎn)和展望，并進(jìn)行了問(wèn)答互動(dòng)。

論壇主辦方天橋腦科學(xué)研究所(TCCI)創(chuàng)始人陳天橋指出，多年前，《阿凡達(dá)》、《黑客帝國(guó)》、《盜夢(mèng)空間》、《三體》等經(jīng)典科幻作品對(duì)面對(duì)大眾的神經(jīng)技術(shù)進(jìn)行了精彩而大膽的描述，如大腦復(fù)活、記憶下載與傳輸、夢(mèng)境解碼與控制等。但到目前為止，這些技術(shù)還停留在科幻小說(shuō)中。他希望通過(guò)這樣的會(huì)議和相關(guān)的問(wèn)題和討論，科學(xué)家將繼續(xù)關(guān)注和更多的公眾關(guān)注。

腦機(jī)接口是指人或動(dòng)物的大腦與外部設(shè)備之間建立的直接連接，以實(shí)現(xiàn)大腦與設(shè)備之間的信息交換。當(dāng)人類思考時(shí)，大腦皮層中的神經(jīng)元會(huì)產(chǎn)生微小的電流。當(dāng)人類從事不同的思維活動(dòng)時(shí)，會(huì)激活不同的神經(jīng)元。腦機(jī)接口技術(shù)可以直接從大腦中提取這些神經(jīng)信號(hào)來(lái)控制外部設(shè)備。它將在人和機(jī)器之間架起一座橋梁，最終促進(jìn)人與人之間的交流，創(chuàng)造巨大的價(jià)值。

其實(shí)在很早之前，科學(xué)家就已經(jīng)有了制造早期腦機(jī)接口技術(shù)的想法，但由于技術(shù)的限制，一直沒(méi)有什么實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。在此后的時(shí)間里，人們針對(duì)該技術(shù)的算法和應(yīng)用不斷創(chuàng)新。如果將腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展劃分為三個(gè)階段：第一階段是科學(xué)幻想階段，第二階段是科學(xué)論證階段，第三階段也就是當(dāng)下所處的階段，主要聚焦用什么技術(shù)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口技術(shù)，將出現(xiàn)各種各樣的技術(shù)方法，進(jìn)入“技術(shù)爆發(fā)期”。

腦機(jī)接口 + 外骨骼：幫助運(yùn)動(dòng)障礙者重拾生活信心

“將腦機(jī)接口和神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)相融合，不僅能幫助我們發(fā)現(xiàn)腦震蕩、腦功能和行為之間的重要聯(lián)系，也能極大改善使用者的運(yùn)動(dòng)功能，是一種非常有效的臨床康復(fù)工具?！?

柏林大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的 Surjo Soekadar 教授介紹了用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)的腦機(jī)接口技術(shù)。據(jù) Surjo 教授介紹，其團(tuán)隊(duì)研制的非侵入性腦機(jī)接口 + 外骨骼的搭配應(yīng)用，可以通過(guò)解碼大腦的運(yùn)動(dòng)指令并定向施加刺激，使嚴(yán)重脊髓損傷導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)障礙的病人重拾一些功能，完成抓取、吃飯、喝水等一系列日?；顒?dòng)。令人振奮的是，他在演講中向與會(huì)者展示了運(yùn)動(dòng)障礙病人們通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)得以完成部分的生活自理工作，同時(shí)也維護(hù)了人的尊嚴(yán)。雖然目前侵入式腦機(jī)接口技術(shù)仍存在感染、出血、未經(jīng)永久使用許可、需要手術(shù)及價(jià)格昂貴等諸多挑戰(zhàn)，他認(rèn)為，腦機(jī)接口 + 外骨骼在臨床上將有廣闊的應(yīng)用前景，能夠大幅改善患者的生活質(zhì)量，今后也需要更多臨床試驗(yàn)來(lái)研究。

腦機(jī)接口領(lǐng)域的專家表示，目前在實(shí)際應(yīng)用中，腦機(jī)接口主要實(shí)現(xiàn)了五種應(yīng)用效果，包括:

·監(jiān)測(cè)，利用腦機(jī)接口系統(tǒng)監(jiān)測(cè)人體的意識(shí)狀態(tài)。這包括由許多非侵入性腦機(jī)接口公司開(kāi)發(fā)并在消費(fèi)市場(chǎng)上使用的腦環(huán)、腕帶和眼動(dòng)設(shè)備。這些設(shè)備可以用來(lái)監(jiān)測(cè)睡眠和身體功能。有助于獲得更深層次的生理數(shù)據(jù)。

·替代，BCI系統(tǒng)的輸出可以替代因受傷或疾病而喪失能力的肢體輸出。包括許多侵入性BCI公司，與BCI連接的智能假肢和輪椅是該領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

·改善/恢復(fù)，改善疾病癥狀或恢復(fù)功能。它包括治療癲癇和抑郁癥等精神或心理疾病的設(shè)備。腦機(jī)接口直接用來(lái)采集腦電圖，自然也可以很容易地用來(lái)改善大腦的腦電圖狀態(tài)，緩解大腦的不良放電。它在治療腦部疾病方面具有先天優(yōu)勢(shì)。

·加強(qiáng)和實(shí)現(xiàn)功能的改進(jìn)和擴(kuò)展。這方面的應(yīng)用主要是在軍事科技領(lǐng)域，包括超級(jí)士兵和智能士兵的創(chuàng)造。

·補(bǔ)充，增加腦控模式，作為對(duì)傳統(tǒng)單一控制方式的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)多模式控制。對(duì)更高效、多維度和高度同步的交互模式的追求永遠(yuǎn)不會(huì)停止，這也是VR/AR能夠火起來(lái)的原因之一。

目前，腦機(jī)接口技術(shù)主要在醫(yī)療健康、娛樂(lè)、智能家居、軍事等領(lǐng)域取得了突破性的應(yīng)用成果，未來(lái)也在不斷推動(dòng)BCI與更多領(lǐng)域的結(jié)合。