在今年馬斯克旗下神經(jīng)科技初創(chuàng)公司首次人體臨床試驗(yàn)已獲得美國批準(zhǔn)后，市場對(duì)于腦機(jī)接口技術(shù)的關(guān)注度持續(xù)升溫。A股腦機(jī)接口概念股震蕩走高，創(chuàng)新醫(yī)療漲6.6%，三博腦科漲4.92%，盈趣科技、東方中科、佳禾智能、世紀(jì)華通上漲超3%。

(相關(guān)資料圖)

對(duì)于這項(xiàng)當(dāng)前大熱的技術(shù)，中國科技企業(yè)華為也來“湊熱鬧”。天眼查App顯示，6月30日，華為技術(shù)有限公司申請(qǐng)的“一種腦機(jī)接口裝置和信息獲取方法”專利公布。該申請(qǐng)涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，腦機(jī)接口包括光源、時(shí)域延遲模塊、波長相關(guān)分光模塊、傳感網(wǎng)絡(luò)和傳感前端。其中光源提供寬譜脈沖光列，時(shí)域延遲模塊將其轉(zhuǎn)換為多波脈沖光列，波長相關(guān)分光模塊將多波脈沖光列分解為稀疏脈沖光列，傳感網(wǎng)絡(luò)將稀疏脈沖光列發(fā)送給傳感前端的傳感點(diǎn)，傳感前端通過傳感點(diǎn)發(fā)送至目標(biāo)大腦，以獲取傳感信息

業(yè)內(nèi)表示，中國發(fā)展腦機(jī)接口技術(shù)存在一定優(yōu)勢，但知識(shí)產(chǎn)權(quán)侵權(quán)、倫理審查和監(jiān)管等多方面的問題仍需留意。

人頭背后插管

5月25日，馬斯克旗下的腦機(jī)接口公司Neuralink宣布，經(jīng)過幾個(gè)月的交涉，它終于獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，簡稱FDA）的批準(zhǔn)，馬上會(huì)啟動(dòng)其首個(gè)人體實(shí)驗(yàn)。這意味著，該公司將腦機(jī)接口技術(shù)商業(yè)化的進(jìn)程會(huì)進(jìn)入加速階段。

這家在2016年由馬斯克牽頭成立的公司，在經(jīng)過給豬的大腦植入芯片采集電生理信號(hào)、將電極植入猴子的大腦，并讓猴子玩“Mind Pong”游戲等動(dòng)物實(shí)驗(yàn)后，終于要進(jìn)一步啟動(dòng)人體實(shí)驗(yàn)。2022年11月，馬斯克就曾向外界透露，已經(jīng)向FDA方面提交了申請(qǐng)，如果申請(qǐng)?jiān)诖杭镜玫脚鷾?zhǔn)，那么第一次人體實(shí)驗(yàn)將在6個(gè)月內(nèi)啟動(dòng)。今年3月，F(xiàn)DA曾以“安全風(fēng)險(xiǎn)過大”為由否決了Neuralink的申請(qǐng)。而現(xiàn)在Neuralink被放行，可以想象，這個(gè)行業(yè)將會(huì)在未來一段時(shí)間內(nèi)迎來巨大的變化。

這些對(duì)人體大腦動(dòng)刀的科技聽起來似乎十分恐怖，不過這項(xiàng)科技實(shí)際上已經(jīng)頗有歷史淵源。

所謂“腦機(jī)接口”（Brain-Machine Interface，簡稱BMI；Brain-Computer Interface，簡稱BCI），顧名思義，就是指在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接接口，其目的是用來實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。這里所謂的“直接”，指的是不依賴于正常的由外圍神經(jīng)和肌肉組成的輸出通路，實(shí)現(xiàn)“腦”和“機(jī)”之間的直通。

1924年，漢斯·伯格（Hans Berger）關(guān)于腦電圖（Electroencephalography，簡稱EEG）的研究讓科技界的人士明白，信息在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的傳遞從本質(zhì)上講是神經(jīng)元的鋒電位通過神經(jīng)突觸進(jìn)行的傳導(dǎo)，因而從理論上講，人們通過設(shè)備是可以測量出由此產(chǎn)生的電活動(dòng)的。根據(jù)這一點(diǎn)，伯格將銀線插入了病人的頭皮（后來改為用銀箔貼在患者頭皮），然后將導(dǎo)線連接到了測量儀器。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)病人進(jìn)行思考活動(dòng)或者有了某些情緒變化時(shí)，儀器上顯示的電壓就會(huì)變化。雖然，由于儀器精度的限制，伯格的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不精確，但他至少證明了腦內(nèi)信息傳導(dǎo)的電本質(zhì)，并為后來的研究奠定了基礎(chǔ)。

在伯格之后，學(xué)者們用腦電圖進(jìn)行了很多的研究。其中非常有意思的一個(gè)研究（或者更確切的說是表演）來自于美國作曲家阿爾文·盧西爾（Alvin Lucier）。1965年，他戴上了一個(gè)測量腦電圖的頭盔，并將頭盔和濾波器、放大器和混音板等設(shè)備連接，從而構(gòu)成了一個(gè)簡單的腦內(nèi)外連接網(wǎng)絡(luò)。借助這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，盧西爾用自己的腦活動(dòng)所產(chǎn)生的電流成功地控制了設(shè)備，并模擬出了打擊樂的效果?，F(xiàn)在，人們依然可以在Youtube上看到這段名為《獨(dú)奏者的音樂》（Music for Solo Performer）的表演。

1969年，華盛頓大學(xué)的研究員埃伯哈德·費(fèi)茲（Eberhard Fetz）在猴子身上做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。他將猴子大腦中的一個(gè)神經(jīng)元和一個(gè)儀表盤連接到了一起。這樣，猴子就可以通過某種思考來觸發(fā)神經(jīng)元，從而讓儀表盤轉(zhuǎn)動(dòng)。每當(dāng)儀表盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，猴子就會(huì)得到食物作為獎(jiǎng)勵(lì)。通過幾次學(xué)習(xí)，猴子就學(xué)會(huì)了這個(gè)游戲，并學(xué)會(huì)了用動(dòng)腦來控制儀表盤。雖然從表演效果上看，這個(gè)猴子實(shí)驗(yàn)可能并不如Neuralink所展示的猴子用意念打“Mind Pong”的視頻，但其背后的技術(shù)原理卻是共通的。

隨著人們對(duì)于腦機(jī)接口的探索逐漸增多，其潛在的價(jià)值開始越來越多地顯露出來，從而其本身成為一個(gè)獨(dú)立研究領(lǐng)域的條件也業(yè)已成熟。1970年，美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）開始組建研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)腦機(jī)接口的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。1973年，加州大學(xué)洛杉磯分校教授雅克·維達(dá)爾（Jacques Vidal）發(fā)表了一篇名為《論直接的腦機(jī)交流》（Toward Direct Brain-Computer Communication）的論文，并在其中正式提出了“腦機(jī)接口”的概念和定義。由此，腦機(jī)接口正式成為了一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域。

在探究過程中，有一些科學(xué)家甚至對(duì)自己的身體下手。一位名叫菲爾·肯尼迪（Phil Kennedy）的科學(xué)家在2014年發(fā)明了一款“親神經(jīng)電極”（Neu－rotrophicelectrode）。為試驗(yàn)這款電極，當(dāng)時(shí)已經(jīng)66歲的肯尼迪一不做、二不休，干脆讓人鋸開了自己的頭蓋骨，將“親神經(jīng)電極”植入了自己的腦內(nèi)。由于年事已高，所以手術(shù)后的肯尼迪甚至短暫地產(chǎn)生了意識(shí)和記憶障礙，但幸運(yùn)的是，后來的實(shí)踐表明，這次“腦洞大開”的實(shí)驗(yàn)是有價(jià)值的，“親神經(jīng)電極”確實(shí)比以往的電極表現(xiàn)出了更好的性狀。這意味著，這項(xiàng)瘋狂的發(fā)明將有可能為大量因病而癱瘓或者有行動(dòng)障礙的患者帶來更好的康復(fù)條件。

腦機(jī)接口的前景

是什么原因讓腦機(jī)接口技術(shù)有如此的魅力，讓馬斯克、扎克伯格等業(yè)界大佬都決心在這個(gè)領(lǐng)域投入大量的資源呢？其主要原因還是其巨大的潛在應(yīng)用場景。具體來說，如下幾個(gè)方面的應(yīng)用場景是十分值得期待的——

第一個(gè)場景是幫助殘障人士以及行為障礙者進(jìn)行康復(fù)。在現(xiàn)實(shí)中，有大量的人具有各種各樣的殘疾，或因中風(fēng)、癲癇等疾病而行動(dòng)不便。針對(duì)這一部分人，腦機(jī)接口技術(shù)可以幫助他們更好地控制身體或者義肢，從而達(dá)到幫助他們康復(fù)的目的。

事實(shí)上，在實(shí)踐當(dāng)中，人們很早就將腦機(jī)接口技術(shù)用于這一用途。比如，幫助聽障人士恢復(fù)聽力的人工耳蝸其實(shí)就是一種非常成熟和普及的腦機(jī)接口設(shè)備，只不過由于它過于常見，所以常常不被人們和具有科幻色彩的腦機(jī)接口聯(lián)系在一起。很多時(shí)候，人們的聽力障礙其實(shí)是大腦聽覺區(qū)域與耳朵相連的神經(jīng)通路出現(xiàn)了問題，而人工耳蝸就是一個(gè)外接機(jī)器，它能將接收到的外界聲音轉(zhuǎn)為電信號(hào)，并將它進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳導(dǎo)到大腦聽覺神經(jīng)。這樣一來，腦、耳之間損壞的神經(jīng)通路就得到了恢復(fù)，患者的聽力也就可以恢復(fù)正常了。

當(dāng)然，現(xiàn)在腦機(jī)接口的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人工耳蝸的程度?？茖W(xué)家們正在致力于將其應(yīng)用在漸凍癥、高位截癱、失語癥等嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)感知功能受損疾病，嘗試幫助這些患者恢復(fù)健康。

第二個(gè)場景是實(shí)施“人類增強(qiáng)”（Human Intelligence，HI）。借助于腦機(jī)接口，人們可以更為容易地操控外骨骼、電子眼等設(shè)備。這樣，人們就可以實(shí)現(xiàn)感官和力量的增強(qiáng)，成為影視劇中刻畫的超人。

第三個(gè)場景是教育。借助于腦機(jī)接口，老師可以更好地對(duì)學(xué)生注意力值狀況做到實(shí)時(shí)了解，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略。現(xiàn)在，市場上已經(jīng)有不少初創(chuàng)企業(yè)盯準(zhǔn)了這一應(yīng)用領(lǐng)域。

第四個(gè)應(yīng)用場景是娛樂。例如，在VR游戲當(dāng)中，人們可以借助腦機(jī)接口，在不借助其他外部設(shè)備的情況下更好地對(duì)游戲角色進(jìn)行操控。這樣，就可以更好地提升游戲的沉浸性，讓玩家獲得更好的體驗(yàn)感。

第五個(gè)應(yīng)用場景是軍事。在這個(gè)領(lǐng)域，腦機(jī)接口的應(yīng)用空間是十分巨大的。腦機(jī)接口技術(shù)可以幫助軍人更好地操控各種設(shè)備，不僅可以讓他們避免很多不必要的危險(xiǎn)，還可以讓他們的作戰(zhàn)能力得到有效提升。

在腦機(jī)接口方面，中國和其他國家處在同一個(gè)起跑線上。有專家認(rèn)為，中國在這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)上有三點(diǎn)優(yōu)勢：三點(diǎn)優(yōu)勢：第一、人口基數(shù)和研發(fā)實(shí)力。中國龐大的人口基數(shù)為腦機(jī)接口技術(shù)的臨床應(yīng)用和研究提供了廣闊的資源和市場，中國在科學(xué)研究、工程技術(shù)和人工智能等領(lǐng)域也擁有強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力；第二、數(shù)據(jù)采集和資源。中國在人腦研究和腦科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集和資源豐富。這些數(shù)據(jù)可以用于腦機(jī)接口技術(shù)的訓(xùn)練和算法優(yōu)化，推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新；第三、政策和投資支持。中國政府已經(jīng)將腦科學(xué)和腦機(jī)接口技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并提供政策和資金支持。這將進(jìn)一步促進(jìn)技術(shù)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化。

據(jù)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟消息，全國首屆腦機(jī)接口大會(huì)暨腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟第一次全會(huì)將于7月3日至5日在天津召開。這是否會(huì)成為一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)，我們值得期待。