腦機(jī)接口助人類超越自身局限尚需時(shí)日

植入電極=大腦升級？
——腦機(jī)接口助人類超越自身局限尚需時(shí)日

本報(bào)記者 劉 霞 綜合外電

今日視點(diǎn)

自古以來，人類總是希望變得更高、更快、更強(qiáng)：古希臘人對翱翔飛行深深著迷；而今人們祈望自己的思維能與機(jī)器溝通，以增強(qiáng)大腦的能力。
科技界的“網(wǎng)紅”埃隆·馬斯克和移動(dòng)支付初創(chuàng)企業(yè)Braintree創(chuàng)始人都對此領(lǐng)域青睞有加，并砸下重金，希望通過將電極植入人腦來增強(qiáng)人類的能力。
那么，思維可通過腦機(jī)接口與人工智能、機(jī)器人和其他思維直接相連，從而超越人類自身的局限嗎？美國趣味科學(xué)網(wǎng)站在近日的報(bào)道中指出，盡管這類技術(shù)在未來大有潛力，但要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我們還有很長的路要走。
殘障人士的貼心幫手
有關(guān)腦機(jī)接口的新研究，大部分都致力于改善殘障或有嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)障礙人士的生活質(zhì)量。
如2015年，匹茲堡大學(xué)的研究人員在一位頸部以下癱瘓的女患者腦運(yùn)動(dòng)皮層植入傳感器，使其單憑意念（思想）即可操作機(jī)械手臂將一塊巧克力送入口中，靈敏度比以往更接近正常人的肢體；為視力嚴(yán)重受損人士準(zhǔn)備的仿生眼已商用，改進(jìn)版本正在進(jìn)行人體試驗(yàn)；全球有超過30萬人使用耳蝸植入物改善聽力等。
華盛頓大學(xué)感覺運(yùn)動(dòng)神經(jīng)工程中心（CSNE）的科學(xué)家，目前正探索將腦機(jī)接口用作全新的修復(fù)工具，供中風(fēng)和脊髓受損人士使用。他們業(yè)已證明，腦機(jī)接口能被用來加強(qiáng)大腦兩個(gè)區(qū)域之間及大腦和脊髓之間的聯(lián)系。
腦機(jī)關(guān)聯(lián)需跨幾座“山”
盡管如此，我們距離理想的腦機(jī)關(guān)聯(lián)還有很大距離。
首先，與健全人士每天使用四肢所做的動(dòng)作相比，腦機(jī)接口產(chǎn)生的動(dòng)作更慢，精確度和復(fù)雜程度也大打折扣，仿生眼提供的視力分辨率很低，耳蝸植入物會(huì)使音樂失真。其次，電極必須通過手術(shù)植入，但大多數(shù)人都不愿這么做。
當(dāng)然，無需手術(shù)的非侵入式腦機(jī)接口的確存在，它們一般基于頭皮部位的電子記錄，可控制光標(biāo)、輪椅、機(jī)械臂、無人機(jī)甚至實(shí)現(xiàn)腦—腦通信。但這些展示都在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，房間很安靜，測試對象心無旁騖，技術(shù)設(shè)置有條不紊。實(shí)踐證明，此類設(shè)備在真實(shí)世界中的表現(xiàn)遠(yuǎn)不如實(shí)驗(yàn)室獲得的效果。
此外，還存在所謂的語言壁壘。神經(jīng)元通過電信號和化學(xué)信號之間的復(fù)雜作用彼此聯(lián)系。電—化學(xué)語言雖能用電路解釋，但并不容易。人類目前還無法記錄數(shù)以百萬計(jì)的大腦神經(jīng)元活動(dòng)，因而無法解碼復(fù)雜的決策流程，也無法區(qū)分某人究竟是想吃一碗面，還是想去洗手間。
后，還有破壞問題。大腦組織柔軟而充滿韌性，而大多數(shù)導(dǎo)電材料一般非常堅(jiān)硬，這意味著，植入電子設(shè)備經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致身體出現(xiàn)傷疤并產(chǎn)生免疫反應(yīng)；而植入物也會(huì)慢慢失效，因此，要想腦機(jī)連接更高效，需要柔性生物兼容纖維。
多種技術(shù)協(xié)同應(yīng)對挑戰(zhàn)
雖然面對上述諸多挑戰(zhàn)，科學(xué)家們對腦機(jī)關(guān)聯(lián)的未來仍表示樂觀。
因?yàn)?，腦機(jī)接口并不需要非常完美，大腦擁有令人驚嘆的適應(yīng)能力，能像學(xué)習(xí)新技能一樣學(xué)會(huì)使用腦機(jī)接口。
另外，研究人員也找到了克服電—生物化學(xué)語言壁壘的新方法。比如，可注射的“神經(jīng)織網(wǎng)（neural lace）”有潛力使神經(jīng)元在植入電極周圍發(fā)育而非抵觸它們；柔性納米線探測器、柔性神經(jīng)元支架也使生物計(jì)算機(jī)和常規(guī)計(jì)算機(jī)未來能在我們體內(nèi)和諧相處?！吧窠?jīng)織網(wǎng)”是科幻小說家伊恩·班克斯提出的一個(gè)概念，在小說中，一個(gè)非常精細(xì)的“神經(jīng)織網(wǎng)”生長在人類大腦中并作為無線腦機(jī)接口，根據(jù)指令釋放特定的化學(xué)物質(zhì)。
終，為了更好地實(shí)現(xiàn)腦機(jī)關(guān)聯(lián)，我們需要一種“互相適應(yīng)”的雙流向腦機(jī)接口，電子器件和大腦一起學(xué)習(xí)并在學(xué)習(xí)過程中同大腦交流，建造此類接口也是CSNE的目標(biāo)。
埃隆·馬斯克即將啟動(dòng)的初創(chuàng)公司Neurali[x]nk希望通過用將電極植入人腦的方式來增強(qiáng)人類的能力；約翰遜創(chuàng)辦的Kernel也致力于研發(fā)神經(jīng)義肢技術(shù)，希望在人腦中植入相關(guān)設(shè)備，改善人類的認(rèn)知能力。盡管這些想法有點(diǎn)像科幻小說，但并非空穴來風(fēng)。畢竟，自動(dòng)駕駛汽車十多年前也只出現(xiàn)在科幻小說中，而現(xiàn)在都已上路。