幻響未來全球追光③｜科幻照進現實：腦機接口的“阿波羅登月”瞬間

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10月7日，央視《對話》開啟燒腦話題，世界神經調控學會中國分會主席欒國明、世界功能神經外科學會精神病外科治療委員會主席孫伯民、強腦科技有限公司CEO韓璧丞、上海交通大學計算機科學與工程系教授呂寶糧、中國社會科學院科技哲學研究室主任段偉文等嘉賓齊聚，共同探討腦機接口的現在與未來。

《對話》現場 圖片來源：視頻截圖

科幻作品所描繪的場景和情節，常常成為科技發明的靈感來源。10月18日至22日，第81屆世界科幻大會將在成都舉行。大會開幕前夕，紅星新聞、每日經濟新聞聯合發起“幻響未來，全球追光”大型融媒體采訪報道。聚焦腦機接口這一科技前沿，這個聽上去似乎無比科幻的事情，其實“離我們的生活一點也不遙遠”。

平托的一小步，腦機接口的一大步

記者：站在研究者的角度來講，什么是腦機接口？我們發展它究竟是為了什么？它可以來干什么？

欒國明：廣義地說，它是指世界上任何一個計算機和中樞神經系統直接接觸，建立一種聯系。如果我們把這個連接通過獲取信號又讀碼解碼再反饋回去，就是真正的腦機接口的應用。

關注和推廣這項技術，主要為了達到兩個目的。首先，通過腦機接口，去了解人腦。我們的大腦非常神秘，各個部位1400億個細胞，這種網絡連接非常復雜。通過腦機接口獲得大腦工作的大量信息，數據到達一定量，我們就能來了解腦的功能。第二，對于出現問題的大腦不同部位，可以植入接口給到不同的外部刺激，達到治療作用，對中樞神經、周圍神經，都可以達到康復目的。

記者：這個研究到目前為止持續多長時間了？能給一個數字？比如說五年、十年、二十年、三十年？

欒國明：確切地說從上世紀50年代，我們把電極植入到腦子里開始。過去用頭皮腦電獲得間接腦電的信號進行分析，現在通過電極植入到腦里，從直接獲得腦的信號開始，我們對腦的認識就發生改變了。

同樣的道理，計算機在此時也開始了研究，并逐漸deep learning（深度學習）。所以，從有計算機出現，可能我們就有了腦機接口研究的雛形。只是那個時候我們沒有用這樣的一個概念來解釋。

世界神經調控學會中國分會主席欒國明 圖片來源：視頻截圖

記者：2014年巴西世界杯，有位叫平托的青年人開球了，但所有人都沒想到的是，這是一個已經癱瘓6年的人。他僅通過6個月訓練，就完成了開球。完成開球這個動作已經夠神奇了，更神奇的是平托有了觸覺，這是太不可思議的一件事情。我們想知道，為什么全世界在那一刻特別關注這個青年人開球？為什么有人把它稱作是“腦機接口領域的阿波羅登月”的重要瞬間？

欒國明：這是非常有趣的一幕。下肢截癱的人不能自主走動，但由于科學的發展，由于人們對腦的認識，特別是對大腦信號傳遞的認識，我們通過計算機，接收到向下肢傳遞的腦信號，通過數學模型的推演解讀這些信號，并把這些信號嫁接到橫斷面以下的脊髓，形成“腦脊髓接口”，通過這種刺激，使這些沖動達到下肢，在穿戴機甲的輔助下，讓他（平托）用從來沒動過的腿完成向前踢的動作。截癱的人第一次能夠把球踢飛，就像“阿波羅登月”一樣，可謂“平托的一小步，腦機接口的一大步”。

2014年巴西世界杯開球儀式 圖片來源：央視視頻截圖

“情感腦機接口”幫助抑郁癥患者走出抑郁

記者：平托的這一腳背后，科學界到底付出了多大的努力？

韓璧丞：首先，這是工程學上的一個突破。因為他以前無法站立，所以需要在很短的時間內做出一個全身型的外骨骼裝置。第二，因為人的大腦非常復雜，有一千多億個神經元，所以受現場情緒的干擾會很大。一個人面對幾萬現場觀眾，而且是開球，十幾億人在線觀看，他的大腦可能會發生很大的情緒波動。所以要確保無論什么樣的環境下，都能準確地傳遞這個信號，并且踢出球。這便是腦機接口里最難的兩個地方，第一是數據采集，第二是數據解析。

記者：可是我們人類的大腦能接受這樣一個本來不屬于大腦內部組織的東西，并且開始工作、發生作用嗎？

欒國明：這里有一個前提，在這一腳之前，他經過了反復“踢、踢、踢”的大腦訓練，得到了無數次的腦電力信號，通過這種運算，把它解碼了，解碼以后通過計算機再放出的一個沖動，就跟他腦發布的電信號相似了。如果沒有經過反復N次的訓練，就達不到這個程度。

記者：因為有了一個外接手臂，我可以靈巧地去做所有的事情，這在現實生活當中是否已經可以普及了？

孫伯民：現在我們有了這樣的技術或者是出了這樣的產品，但對絕大部分的殘疾人來說，并不是都能這樣的，這當中涉及到的問題比較復雜。不僅僅是價格貴，它是有一定比例，不能保證每個人都有這個結果。

記者：這項技術除了讓癱瘓病人擁有站起來的可能，還能帶來哪些可能？

呂寶糧：除了剛剛說的改善和恢復運動功能，還有一類叫“情感腦機接口”。比如現在一些非常重要的崗位，疲勞程度、工作負荷、情緒狀態，以前沒有很好的技術來獲取?，F在我們可以用腦機接口技術來探測到他們的狀態。再比如有的人數學不好，不會做計算題，就可以按照耳蝸植入的方法，通過芯片來幫他做計算，做了以后，讓他自己感覺到結果是自己算出來的。給了他知識或者是認知的一個假體，一個自動化認知的過程。

上海交通大學計算機科學與工程系教授呂寶糧 圖片來源：視頻截圖

記者：聽起來不可思議，可以推動科學的方式讓自己重啟人生。請問用腦機接口技術是否也可以幫助抑郁癥患者走出抑郁？

孫伯民：2005年科學家們做過用腦起搏器電刺激治療抑郁癥的實驗，實驗發現，抑郁癥的癥狀有很大波動。最典型的叫“晨重暮輕”，就是早上的時候比較重，晚上會輕一些，而且個體差異很大。我們需要在大腦里找到一個客觀的生物標記，把病人好與不好的狀態區分開來，未來我們就完全可以設計成一個產品，它能自動識別這種生物標記物，從而自動切換給大腦不同的刺激。

抹掉記憶、控制思想，那些細思極恐的倫理邊界

記者：腦機接口創新應用與社會倫理之間邊界在哪？

段偉文：在涉及人的生命醫學里，一直以來都有四個倫理原則，即尊重自主、無害、有利、公正。具體到腦機接口里，主要涉及對人的精神自主的影響。比如我們現在采集的人腦信息和數據，是因為可以通過計算機解碼認知的，并且反過來對人的認知、心理或者是精神進行一種調控。在這種情況下會涉及到人的精神隱私，你想的是什么？你不喜歡什么？對于精神隱私，實際上可能會是沒有通過本人的同意，就對他做出一些決策的舉動。

記者：這一切都細思極恐，為什么你還能這么平靜地講這一切？

段偉文：我們處在一個深度科技化的時代，這個時代的倫理問題，哪怕是生命醫學里涉及到人的倫理原則，都已經不完全實用了，或者說已經遇到了很多新的問題。最近有人談到，聯合國教科文組織要討論“人類是不是應該有神經權力”，這是一種新的基本權力?？萍剂α糠浅４?，既可以善用，也可以濫用。我作為研究者當然心情很不平靜，但是我的理解就是這些問題不能馬上解決，但我們一定要“下廚房”，才能把菜洗完，這是我作為研究者的感覺。

記者：是否孩子不用經過寒窗苦讀，就可以迅速擁有前人的智慧。這種到底好好不好？

孫伯民：從目前標準來說，這會影響公正性、公平性。假如我們通過技術，植入一個東西，就能讓人提高記憶力、提高智力，就可以“秒殺”別的孩子，這肯定影響公正性。并非所有家庭都裝得起。

圖片來源：視頻截圖

記者：思想移植，這是科幻當中該去想的事，還是現實世界人類需要面對的事？

韓璧丞：關于記憶移植，到目前為止，在哺乳類動物里面做的可能是唯一的一個試驗，就是南加州大學的泰德·伯格在老鼠身上做的。他將一個芯片放入一只老鼠大腦里，把老鼠放在一個盒子中，左邊和右邊都有吃的，但是每當老鼠去左邊時，泰德就會用電擊它一下，時間長了，老鼠就慢慢學會了只去右邊吃東西。后來，泰德把這只老鼠大腦中的芯片取出放在另一個老鼠大腦中，從來沒有來過籠子里的老鼠會直接去吃右邊的東西。這證實了，記憶是可以被移植的。

欒國明：泰德是我的朋友，我曾經想跟他合作。我們有一種病叫海馬體硬化，如果把海馬體切掉，病人的記憶，特別是優勢半球會缺損一部分。所以，我們在想是不是在動物試驗基礎上把這個芯片放到人的腦里，來提高10%的記憶，這也是非常有效的，未來是可以達到的。這是一種病態的應用，將非常有益于人類恢復記憶和健康。

記者：如果放到倫理邊界當中探討，假設記憶移植技術可以真正實現，到那一天，誰來負責這件事？誰來調取我們的記憶，調取多少？又植入多少，可以植入給什么樣的人，這樣一個管理邊界，今天的我們是否已經開始考慮了？

段偉文：這是一個概念，如果我們真正能完成這一步，對整個人類來講，確實是幫助了我們的溝通、學習，我覺得這是可以普及的。原來沒有汽車，都是自行車，我們不是用得很好？這都是類似問題?，F在只是達到了一個更高的高度，因為涉及到認知、精神，大家需要認真考慮。但是倫理是需要隨著科技的發展而發展。

記者：人類會實現數字永生嗎？

段偉文：我覺得很難。因為數字永生涉及到對永生的理解。你覺得什么叫永生？因為我們自身是對自身有感知，你最終的復制結果，只是一個你的載體的一種感知。但是從外在來看，我們現在已經可以通過數字人實現一種永生，我講的“永生”指的是第三人稱意義上。比如鄧麗君的演唱會，鄧麗君相當于永生，但是對鄧麗君自己來說，她不會感受到永生。

記者：人機交互最終極表現形態到底是什么？

孫伯民：我是覺得首先對正常人來講，你和自然界、和人之間交互更加高效。因為把大腦信號已經利用上了。還有一個，我們對各種疾病的預防會大大提高，比如抑郁癥等各種精神疾病，包括老年癡呆，這將對人類的整體生活做出一個非常大的貢獻。

韓璧丞：剛才提到的永生，是非常非常遙遠的東西，但現在慢慢變成一個科技范圍內可討論的一個東西。人類永生，我覺得有一天是有可能實現的。