无限可能的脑机接口技术

在原生态的自然界里，最神奇的事物莫过于我们的大脑。20世纪，人类发明了另一种神奇的事物——电脑。此后，电脑，也就是计算机科学一路高歌，发展迅猛，不断渗透到人类社会的各个领域，成为现代社会科学技术领域的核心与前沿。

20世纪末，科学家们将目光锁定在“人脑+电脑”这一奇妙组合上。他们将两者不断融合发展，从而衍生出更加魔幻、不断打破我们常规想象、带来无限惊奇与可能的脑机接口技术。这一技术在美国麻省理工学院评出的“21世纪能改变世界的10大技术”排行榜中稳居榜首。

其实小编对这个高大上的脑机接口技术也不是很明白，只好求助网络搜索。360百科是这样定义脑机接口及其技术的：“脑机接口是在人脑与计算机或其他电子设备之间建立的直接的交流和控制通道。通过这种通道，人就可以直接通过脑来表达想法或操纵设备，而不需要语言或动作。这可以有效增强身体严重残疾的患者与外界交流或控制外部环境的能力，以提高患者的生活质量。脑机接口技术是一种涉及神经科学、信号检测、信号处理、模式识别等多学科的交叉技术。”

为了让小伙伴们更加直观地理解脑机接口这一高精尖科技，咱们直接举实例。

我国：首例高龄、高位截瘫患者用意念喝可乐

医院、病房带给我们的直接感受是痛苦与悲伤。然而时间刚刚进入2020 年1 月不久，在浙江大学医学院附属第二医院功能神经外科的一间病房里，却异样地响起了热烈的掌声和欢呼声。这里到底发生了什么？

只见房间里的病床上躺着一位老人，有一群人在全神贯注地盯着这位老人。病床的旁边摆放的不是常见的医疗器械，而是电脑屏幕，更加奇怪的是还有一个机械手臂。伴随着“手”持一杯可乐的机械手臂缓缓移动，一个温柔的男声响起：“握住，加油，慢慢来，向自己的嘴巴移动，再往回一些，好，差不多，停！”这杯可乐被缓缓地送到老人的嘴边，随着大爷喝下这一口可乐，热烈的掌声、欢呼声也随之而起。

喝可乐本是非常平常的事情，就算是生病的老人喝可乐也一样不稀奇。那为啥这里的大爷喝一口可乐就让一群人激动成这样呢？原来这位老人姓张，今年72 岁，两年前因为车祸造成第四颈髓层面损伤，四肢完全瘫痪，非常不幸地丧失了行动能力。所以即使像喝可乐这样极平常的事情，对他来说也是无法完成的超级难题。但是，现在他可以指挥机械手臂拿可乐、喝可乐了！可能有人会想：是不是医生在用语音控制机械手臂完成这一系列的操作，就像CES 上展出的很多能接受语音命令的机器人那样？错！整个过程，从抓取可乐到准确送到大爷嘴边，这一套流程都是大爷用自己的意念控制机械手臂完成的。大爷既没动手，也没动口。

上述过程就是浙江大学实施的“双脑计划”中的一项重要科研成果。求是高等研究院“脑机接口”团队与浙江大学医学院附属第二医院神经外科合作完成国内第一例植入式脑机接口临床研究。患者可以完全利用自己大脑运动皮层信号，精准控制外部机械臂与机械手实现三维空间的运动。同时首次证明高龄患者利用植入式脑机接口进行复杂而有效的运动控制的可行性。

“双脑计划”是浙大2018 年推出的首个“双一流”建设启动的专项计划，集中优势学科力量，重点推进脑科学与意识、下一代人工智能、脑机交叉融合等前沿方向的研究，同时围绕“脑科学+”“人工智能+”开展高水平学科汇聚研究，力争基础理论、前沿技术和成果转化取得重大突破，面向未来培育一批世界领先的研究成果和优势学科。

美国：“钢铁侠”马斯克的人机融合计划

作为行业大佬，马斯克是人工智能的黑粉。早在2014年年末，在麻省理工学院的年度研讨会上，马斯克就提出了人工智能威胁论，称其是人类面临的最大生存威胁，并可能因此召唤出“恶魔”。

他认为，随着计算机科学的不断发展，人工智能有不断发展的可能性，人类最终将可能无法与人工智能竞争。如果我们不能阻止人工智能的统治地位，那么我们只能将人脑与计算机结合起来，让人脑可以利用外界的计算力，或者与人工智能结合起来，形成一种共生关系。这是马斯克建立脑机接口公司Neuralink的初衷。

今年8 月，马斯克召开了一次Neuralink 的发布会。会上马斯克介绍了一种产品，它只有一个硬币大小，集成了1024 个电极，埋在人头骨下2厘米～3厘米的区域，可以读取大脑中微弱的脑电流。这个产品支持全天使用，可以在脑中进行无线充电。这个产品已经植入了猪的大脑进行试验，可以判断猪在进行什么动作等。通过直播，人们看到关于脑机接口技术的最新研究成果——脑机交互设备，以及三只植入脑机芯片的小猪。活动现场展示了猪脑活动的无线传输——当工作人员摸猪鼻子时，可以从显示屏上看到猪的神经元开始兴奋。

俄罗斯：最强读心术，通过脑电波知道你在看什么

长久以来，“读心术”这种特异功能只在文学作品或影视作品中出现，比如说《X 战警》中的X 教授就具有这种超感知能力。现在，这种超能力通过AI 实现了。俄罗斯研究人员发现了一种可视化人的大脑活动的方法，可以实时模拟测试人员看到的画面。你的眼睛看到了什么不再是秘密。

这项研究是由俄罗斯一家名叫Neurobotics 的公司和莫斯科物理与技术学院（MIPT）的研究人员共同完成的。他们开发出一种脑机接口，依赖于人工神经网络和脑 电 图（EEG）。EEG 是一种通过放置在头皮上的电极记录脑电波的技术。该系统通过分析大脑活动，实时重建正在接受脑电图检查的人所看到的图像。

这项研究有什么用？MIPT 神经机器人实验室负责人Vladimir Konyshev 介绍道：“我们正在致力于国家技术计划倡议的NeuroNet辅助技术项目。该项目的重点是脑机接口，可使中风后的患者控制手臂外骨骼以进行神经康复，或者使瘫痪的患者可以开车，比如电动轮椅。最终目标是提高健康个体神经控制的准确性。”

脑机接口是解决所有与大脑相关的问题的颠覆性技术，也被认为是改变下一代交互模式和人工智能的最顶级技术。全球范围对此领域的基础研究已经有很多年了。各国尖端研究领域都非常重视它的研究价值。近年来，脑机接口技术的发展以及在商业价值上的表现被学界和业界同时看重，其爆发期已然到来。各国政府高度重视，提前布局。美国已于2013年公布了尖端创新神经技术脑研究计划；中国于2018 年启动“科技创新2030-脑科学与类脑研究”重大项目；欧盟、日本、韩国、澳大利亚等国家和地区也分别发布了各自计划。未来脑机接口技术将会得到更大重视与发展。