圖為腦機介面技術。

美國企業家伊隆·馬斯克和他的「三隻小豬」日前線上直播展示了小豬大腦被植入腦機介面設備的情況。這場全球矚目的直播再次激發了人們對腦機介面技術的熱情和期待。

這場發佈會主要展示了腦機介面技術在工程學上的新進展，展示了腦機介面產品未來有望更加便捷易用。但腦機介面在一些關鍵技術方面仍有待突破，距離科幻作品中的「存儲和提取記憶」「超級人類」依然十分遙遠。

什麼是腦機介面技術

腦機介面，就是在大腦與外部設備間創建全新資訊交換通路，一方面將大腦信號轉化為機器可識別的信號，實現對機器的有效控制；另一方面，將外部設備信號轉化為大腦可識別信號，從外部對大腦進行直接幹預。

早在20世紀20年代科學家發現腦電波後，對腦機介面的探索就已經開始。此後數十年，這項技術逐漸帶來一些實用產品，比如為失聰者植入人工耳蝸可恢復聽力。總體來看，腦機介面較為成熟的應用主要集中在神經康復和輔助醫學領域，在重症醫學領域的應用還十分有限。

近年來，隨著人工智慧等技術的發展，腦機介面在多個領域開展了應用嘗試，比如基於神經信號解碼的機器翻譯、意念控制機械臂、腦控電子遊戲等。馬斯克認為，腦機介面技術可大幅提高人機交互速度，有望最終解決「人機共生」問題。

馬斯克的「神經連接」做了什麼

腦機介面近幾年「大熱」，全球幾家科技公司的巨額投資及技術創新成果是主要推動力。去年夏天，美國社交媒體臉書投資的「語音解碼器」研究發佈成果引發關注，馬斯克創立的「神經連接」公司展示腦機介面技術也賺足眼球。

而這次，主角除了馬斯克，還多了三隻實驗小豬：一隻在兩個月前被植入了腦機介面設備，一隻未植入任何設備，還有一隻曾植入過腦機介面設備、後被取出。當植入了設備的小豬的口鼻碰觸到物體時，腦機介面設備會獲取神經元發射的信號，在顯示幕上呈現點狀圖像併發出聲音，這顯示它的大腦信號可即時被採集。而植入設備後又取出的小豬表現得非常健康，與普通小豬並無差異。

這次展示的亮點主要在於：實驗動物從去年夏天的大鼠「升級」為小豬，後者與人類的相似度更高；植入物僅有硬幣大小；植入手術由一臺專用機器人完成，全過程僅需一小時，並可「當天出院」。

應該說，新成果主要展示了在實現腦機介面的技術路徑方面的探索，而非基本原理或技術應用上的突破。英國紐卡斯爾大學教授安德魯·傑克遜指出，這次展示中並沒有什麼「革命性」的內容，主要展示了在解決多電極植入的工程挑戰方面取得的新進展。

目前，實現腦機介面的路徑主要分為「侵入式」和「非侵入式」。前者是將腦電波檢測電極植入大腦，這樣採集到的腦信號強且穩定，但會對人體造成創傷；後者主要通過可穿戴的腦電波檢測設備獲取信號，對人體無傷害，但有信號穩定性弱、速度慢、正確率低和穿戴不便等問題。

馬斯克和「神經連接」希望在這兩條路徑之間找到最優平衡：盡可能的低損傷和高效信號傳輸。有專家評價，「神經連接」展示的新品在封裝、集成、植入器件的微型化和無線傳輸等工程設計與實現方面做得很好，手術機器人也大大改進。

挑戰與風險如何

腦機介面技術近幾年備受關注，也取得了一定成果，但要想早日實現多領域大規模應用，甚至產生科幻作品中那樣的「超級人類」，還面臨諸多挑戰。

首先需要基礎科學進展。人類對於大腦的瞭解還遠遠不夠，生物學領域的生命活動基礎仍是未解之謎。專家指出，儘管瞭解不同的腦電波大致有一個代表的方向，但「讀懂」腦信號很難。基礎研究如果得不出準確的數學模型，後續的軟體設計、應用開發等就缺乏可靠基礎。

第二是關鍵技術突破。業界認為，腦機介面技術將經歷「腦機對接」「腦機交互」「腦機融合」三個發展階段，當前正由第一階段向第二階段過渡，主要技術瓶頸包括傳感精度低、集成計算效率差、編解碼能力弱、互適應手段少等。

第三需要更多的實驗和數據。技術研究需要以大量的實驗和數據為基礎，特別是人工智慧相關研究，而腦機介面技術實驗還十分缺乏。據介紹，這類技術通常要先以猴子為實驗對象，然後才能以截癱病人進行臨床試驗，但目前全球只有少數團隊能做猴子實驗，能做臨床試驗的機構更是屈指可數。

除了這些挑戰，腦機介面技術的安全風險也不容忽視。比如，電極植入、信號輸入或輸出的過程，都有可能造成腦部傷害，而腦電波資訊收集和使用，有可能涉及對個人隱私的侵犯等。

愛爾蘭沃特福德理工學院通信軟體和系統小組研究負責人薩西塔蘭·巴拉蘇布拉馬尼亞姆對媒體說，腦機介面可能讓我們更容易受到駭客的攻擊，相關資訊的洩露「將比我們見過的所有數據洩露都更為嚴重」。

「控腦」技術的倫理問題也需要規範化。有專家提出，使用腦機介面技術至少應該遵循知情同意、患者自主性和必要性原則，以及對人有利、不會對他人和社會造成傷害等原則。

◎新華社北京訊

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