腦機接口研究先驅：馬斯克投資腦機接口是營銷

　　利用機器，將人與人之間的大腦相連，進行思維的互換，或思維的共享。更進一步，利用機器，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的腦機接口初創(chuàng)公司。他們的目標是消除大腦與機器之間的隔閡：無需通過手機把想法傳達給另一個人，而是把想法直接從一個人的大腦轉移到另一個。Neuralink的團隊中大多數(shù)人來自麻省理工學院、杜克大學和IBM，他們的研究領域包括神經微塵，皮質生理學和人類心理物理學等。

　　有了馬斯克的支持，這家公司受到全球的關注，不過也有人提出質疑，其中就包括該團隊某些成員的導師——美國杜克大學神經工程研究中心創(chuàng)始人、腦機接口研究先驅米格爾·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：“雖然我有兩個學生在Neuralink團隊中，但實話實說我覺得他們的路走不通。馬斯克擅長營銷，但腦機接口不單是計算機工程上的研究，更多的是對大腦的研究。所以我覺得他們的目標最后不一定能實現(xiàn)。”

　　尼科萊利斯現(xiàn)在是美國杜克大學醫(yī)學院神經生物學教授，同時也是法國科學院院士、巴西科學院院士、《腦機穿越》(Beyond Boundries)的作者。2004年，他被美國科普雜志《科學美國人》評為全球最具影響力的20位科學家之一，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)甲的設計者就是尼科萊利斯。

　　用“機械戰(zhàn)甲”幫助病人恢復身體機能

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

　　腦機接口的運行原理

　　人類第一次成功的腦機接口實驗誕生于1963年。英國神經生理學家格雷·沃特(W. Gray Walter)發(fā)現(xiàn)了關聯(lián)性負變效應(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)一個鬧點活動的消極巔峰。他的實驗是為癲癇病人治療，在腦內確定的病灶處，他給病人安裝了電極。在治療過程中，當病人們在欣賞幻燈片時，他偷偷把腦電電極連接到“電位轉換器”上，把病人大腦運動皮層的場電位信號轉換成了幻燈片的切換信號。結果發(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 正式開始研究腦機接口是在1984年，當時他撰寫了有關肌肉控制中樞神經連接的博士論文。2002年，他產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會通過腦機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練猴子用無線腦機接口來遙控輪椅，讓猴子在房間中隨意移動，去摘去隨機在房間中出現(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，讓他們利用外部機械設備來恢復身體機能，甚至還能加強他們的身體機能。

　　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。在尼科萊利斯的團隊幫助下，這位病人接受了腦機接口的研究實驗，經過6個月的實驗和練習，目前他恢復了自己胸部的感知，并對胸部以下的刺激有所反應。

　　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。尼科萊利斯團隊為其研發(fā)了一套“機械戰(zhàn)甲”，也可以被稱為“外骨骼”(exoskeleton)的機械設備。

　　這套外骨骼系統(tǒng)的運行原理是，先由癱瘓少年的大腦發(fā)出行動信號，經由無線傳輸?shù)奖嘲鼉纫慌_筆記本大小的計算裝置中，這臺計算機將大腦信號轉換成數(shù)字化的行動指令，讓外骨骼先穩(wěn)住少年的身體，然后誘導機械腿在草坪上進行前后運動。當少年發(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械腿將球踢出。并且這個機器里有一定的壓力傳感功能，當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。

　　腦機接口不是簡單的“開腦洞”

　　腦機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)公司也在做相應的產品。

　　除了商業(yè)公司，一些政府部門對這項技術非常感興趣，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就展示了通過腦機接口用神經控制機械臂，它允許個人通過一個連接到機器人手臂的神經接口系統(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“神經工程系統(tǒng)設計計劃”(NESD)，目標是制造能夠連接100萬個神經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，技術也不是非常成熟。如果商業(yè)公司就以這樣的技術作為基礎來投資，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還需要在實驗室里多研究的原因有兩點。

　　一是，腦機接口技術是一門復雜的交叉學科，無論是在工程技術還是科學原理上都需要花費大量的金錢和科研資源。商業(yè)公司往往只注重工程技術上的研發(fā)，卻對大腦的運行原理一無所知?，F(xiàn)在，科學研究對大腦的工作機制，特別是信息編碼的規(guī)律知之甚少。但即便科學家們能搞清楚這些規(guī)律，他們仍需要生物醫(yī)學工程的方法來將復雜的神經系統(tǒng)復制、轉移和保存下來。

　　二是，腦機接口目前有兩種方式進行研究，第一種是侵入式，這種方法需要在人的腦部做手術，植入芯片。雖然植入芯片會讓機器的鏈接更精準，但手術帶來的危險也不容小覷，成本也很高。根據之前的實驗統(tǒng)計，2-3個月后，植入電極會因為神經膠質細胞的包裹而逐漸失效，無法繼續(xù)記錄神經細胞的放電活動。長一點可以堅持2-3年，但信號質量逐漸下降，腦機接口系統(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，但需要套上一個充滿電極的帽子，通過這頂帽子與機器相連。這種方式下，雖然人不需要做手術，但對機器的精度和速度控制就會相對薄弱。

　　“我覺得在技術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用到軍事領域。如果未來有人把這項技術用在軍事上，我會是第一個反對它的人。”尼科萊利斯說。