經濟學人：腦機介面技術是下一個風口

圖為《經濟學人》雜誌封面

人們常說科技具有革命性力量，對科切瓦爾（William Kochevar）來說的確如此。科切瓦爾騎自行車摔傷後肩部以下癱瘓，不過他已能設法自己用手進食。如此顯著進步一定程度上歸功於植入其右臂刺激肌肉收縮的電極。不過真正神奇之處不在於手臂，而在於大腦，科切瓦爾可用意念控制手臂。移動手臂的意念反應為大腦運動皮層的神經活動，這些信號被其腦部植入物探測，然後形成指令激活其手臂中的電極。

這種意念解碼聽起來也許像是科幻小說的情景。不過，科切瓦爾所用BrainGate之類的腦機介面已證明意念控制是可行的。研究人員能夠僅通過神經活動便知道人所聽到的話語及看到的圖像。信息還能進行編碼用來刺激大腦。已有30多萬人在使用人工耳蝸，通過把聲波轉換成電信號傳入大腦，人工耳蝸幫助他們聽到聲音。研究人員也曾向猴子大腦注入數據，通過電脈衝指示它們完成動作。

腦機介面技術研究步伐正在加快，其目標也越來越宏達大。美國軍方和矽谷都開始關注這項技術。Facebook(187.77, -0.07, -0.04%)夢想實現意念輸入。初創公司Kernel向神經科技研究投入1億美元。馬斯克創辦名為Neuralink的公司，他認為如果人類要在人工智慧的時代倖存下來，就必須升級自己。企業家設想將來人們彼此之間及與機器能夠心靈感應交流，或者獲得超人能力，比如聽到高頻聲音。

這些能力即使有朝一日實現，那也是幾十年之後。不過在此之前，腦機介面有可能打開引人注目新應用的大門。設想刺激視覺皮層幫助盲人，為中風患者打造新的神經連接，或監控腦部活動探測抑鬱症徵兆。通過把神經元衝動轉變為可以掌控的資源，腦機介面可改變思想對於人類的含義。

懷疑論者對此冷嘲熱諷。事實證明，讓醫療腦機介面技術走出實驗室進入臨床實踐十分困難。科切瓦爾所用BrainGate的系統早在10多年前便已開發成功，但至今只有少數人試用。體內植入設備轉變為消費產品甚至更加難以想像。技術、科學和商業化是實現其主流應用的三大攔路虎。

首先是技術方面的障礙。非侵入式技術（如腦電圖）難以通過進入大腦皮層、頭骨和腦膜獲得高解析度大腦信號。腦電圖帽取得了一些進展，可用來玩虛擬現實遊戲或僅憑意念控制工業機器人。但至少在目前，最雄心勃勃的應用要求植入能與神經元直接交互的元件。而且現有元件存在大量缺點：需要穿過頭骨的各種電線、引發免疫反應、僅與人腦850億神經元的數百個神經元交流。不過這些狀況有可能很快改觀。受器件微型化進展和計算機計算能力增強推動，製造能與數十萬神經元交流的安全、無線連接植入元件的工作正在進行。這些工作有的解釋大腦的電信號，有的進行光、磁和超聲波實驗。

解決技術障礙後還有另外一個攔路虎。大腦仍是人類了解不深的領域，科學家對於大腦的確切運行方式尤其是記憶形成之類的複雜功能知之甚少。對於動物大腦的研究取得了較大進展，但對人腦進行實驗很難。不過即便今天科學家也對人腦的部分區域（如運動皮層）加深了了解。不過並不總是需要完全了解大腦。機器學習能夠識別神經活動模式，大腦本身能夠輕而易舉地操控腦機介面。而且神經科學技術將揭示大腦的更多秘密。

第三個攔路虎是商業化實踐。醫療設備獲批需要時間、金錢和專業經驗。而且消費應用只有在其能夠執行人們覺得有用的功能後才會大發展。一些腦機介面應用並非必要的應用——比如，一款優秀的語音助手是比腦部植入元件更簡單的不用動手指輸入方式。消費者呼籲的穿顱術似乎也遙不可及。然而腦部植入已是某些病症的成熟療法。大約15萬人接受通過電極深度刺激腦部以幫助控制帕金森症。患者自主選擇的手術有可能成為常規手術，就像激光眼科手術所經歷的那樣。

所有這一切意味著實現神經科學先驅者所設想未來的道路雖然艱巨但能夠到達。當人類運用聰明才智解決某一問題時，雖然過程很困難，但認為解決不了是不明智的。不出幾年，科技進步也許會開闢與大腦交流的新渠道。首批應用有很多作出含糊其辭的承諾——恢復患者的運動和感覺。不過隨著應用進入能力增強領域，無論是用于軍事用途或其它消費用途，一系列擔憂將出現。顯然隱私將成為一個問題：內心聲音的庇護所將不復存在。安全是另外一個問題。如果大腦能夠通過互聯網進入，那麼它也可能遭到黑客攻擊。不公平是第三個問題：除了那些精英，獲得超人式的認知能力也許不是大家所能及的。倫理學家已經開始研究機器處於神經迴路的情況下出現的身份和代理問題。

這些問題還不算緊迫。不過更重要的是它們不是人類純粹的幻想。科技改變人們的生活方式，而人腦是下一個科技要改變的前沿領域。

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