Neuralink成功植入脑机接口，中国团队实现脑控突破

Neuralink成功植入脑机接口，中国团队实现脑控突破

2024年1月30日，埃隆·马斯克在社交平台X（原推特）上宣布，其旗下公司Neuralink成功完成了首例脑机接口人体植入手术。据马斯克透露，手术植入的脑机接口设备运行状况良好，已经成功接收到来自植入者脑部的神经信号。

几乎与此同时，首都医科大学宣武医院团队与清华大学医学院团队也联合宣布，在脑机接口领域取得重要进展。全球首例接受植入式硬膜外电极脑机接口辅助治疗的四肢截瘫患者，现已能够实现自主脑控喝水。

图片截自相关视频

这些突破性进展引发公众对脑机接口技术的广泛关注。有人担心，随着技术进步，科幻电影《黑客帝国》《攻壳机动队》中描述的场景——黑客通过脑机接口控制他人——是否会成为现实？本文将深入探讨脑机接口技术的发展历程、现状及其潜在影响。

脑机接口：从概念到现实

Neuralink此次植入人体的设备名为Telepathy（神经连接公司在官网上将其称为N1植入体）。尽管媒体纷纷使用“首例人体植入”这样的表述，但实际上，这并非脑机接口技术的首次人体实验。

脑机接口的概念最早可追溯至1973年，由加州大学洛杉矶分校的雅克·维达尔（Jacques Vidal）首次提出。而早在20世纪70年代，就已经有团队尝试并成功实施了脑机接口设备的人体植入实验。更早之前，尽管没有脑机接口这一概念，但相关领域的研究早已悄然展开。

神经连接公司的“N1植入体”，图片截取自Neuralink官网

两种脑机接口技术路线

近期的两个成功案例都涉及设备植入，这是否意味着脑机接口技术必须通过在大脑中植入设备才能实现？实际上，脑机接口技术主要分为两大类：非侵入式和侵入式。

非侵入式脑机接口

非侵入式脑机接口听起来高深莫测，但很多人可能已经在医院接触过类似技术——脑电图（EEG）检查。医生通过脑电图来判断大脑功能、检测疾病。而通过训练，人们可以学会调整自己的思绪，发出特定的脑电波，以实现特定功能。

早在1965年，实验音乐作曲家阿尔文·卢西尔（Alvin Lucier）就利用人脑产生的阿尔法波，成功操控打击乐器创作乐曲。进入20世纪90年代，神经生物学家尼尔斯·比尔鲍默（Niels Birbaumer）开始训练几乎完全瘫痪的癫痫患者通过脑电波输入字符，尽管输入速度很慢，但这对几乎完全失去行动能力的病人来说，已经是巨大的突破。

2021年，研究者们通过基于脑电图的非侵入式脑机接口，成功收集中风患者脑部的电信号，经过分析后，让机器人辅助患者进行手部运动，从而促进手部运动功能的恢复。

除了脑电图，非侵入式脑机接口还可以通过其他手段来检测大脑活动。例如，Kernel公司开发了一种类似头盔的红外设备，通过检测头部血液中特定成分的变化，间接推断大脑的神经活动。这种设备能够识别出一个人正在听什么歌曲，还能帮助医生进行一些与大脑相关的疾病筛查。

非侵入式脑机接口的主要优点是无需手术，实验方便且风险较低。但其缺点同样明显：由于头骨和皮肤的干扰，这种接口的分辨率会受到一定影响。

侵入式脑机接口

侵入式脑机接口需要通过手术将电极植入大脑皮层或灰质中，以获取更准确的神经信号。Neuralink此次使用的N1植入体就属于这一类型。

早在1978年，侵入式脑机接口就已经进行了人体实验。当时，科学家威廉·多贝尔（William Dobelle）希望通过这种设备帮助非先天性失明患者“重建视觉”。他将电极设备植入一位非先天性失明患者的视觉皮层，该设备与患者眼镜上的摄像头相连。摄像头采集到的光信号被传输到电极，刺激大脑中的视觉皮层，使失明患者重新“看到光”。这是最早的侵入式脑机接口人体实验。

除了在视觉恢复方面的应用，侵入式脑机接口在移动光标和控制假肢方面也有诸多应用。1998年，一位患有“锁定综合征”（几乎完全瘫痪，不能移动四肢）的患者通过植入脑机接口设备，成功用“意念”操纵电脑光标。

Neuralink公司2024年1月公布的最新侵入式脑机接口设备，能够学习使用者的脑电波和意图之间的关系。据马斯克介绍，这个设备将帮助使用者操控手机、电脑，以及与之相连的任何设备。

当然，侵入式脑机接口也存在明显的缺点。最直接的就是手术风险，术后可能会产生瘢痕组织，影响电极信号的接收。此外，人体可能会对植入物产生排异反应，甚至引发感染。因此，两种脑机接口技术各有优劣，需要综合考虑效果和风险。

人工智能助力脑机接口发展

无论是侵入式还是非侵入式脑机接口，都需要收集大脑发出的信号，并将这些信号转换成特定的意图。这个过程需要对大量信号数据进行分析处理，而这正是人工智能技术，特别是深度学习技术的强项。

随着深度学习技术的发展，人工智能填补了脑电图数据中的空白，大大降低了信号解码的错误率。因此，脑机接口技术也取得了突飞猛进的发展。

安全与伦理：脑机接口的未来挑战

在《黑客帝国》《攻壳机动队》等科幻作品中，黑客高手可以通过脑机接口轻易获取他人信息，甚至操控被入侵者。马斯克关于脑机接口的消息一经发布，立即引发了公众对技术安全性的担忧。有网友评论道：“当你的脑机接口芯片被黑客入侵时（你的状态）。”（注：图片是网络上流行的一首著名洗脑神曲MV截图）

除了安全性，脑机接口还可能带来一些伦理问题。例如，该技术的一个研究方向是情绪识别和情绪调控。脑机接口设备可能识别出一个人不愿表露的真实情绪，并通过电流刺激特定脑区来“调节情绪”。如果人们不想让他人知道自己的想法，不想在悲伤时被强行变得开心，这样的技术应用是否涉及伦理问题？

幸运的是，目前的脑机接口技术还远未达到科幻电影中的水平。而且，当前的脑机接口技术主要应用于帮助残障人士改善生活质量，并未面向普通大众。正如2009年《自然》杂志论文中所言：“脑机接口确实带来了一些伦理问题，但这些问题并非全新的挑战。”在医学和科学领域，类似的情况屡见不鲜。通常，在一项技术真正进入大众市场前后，相关的规范和约束也会逐步完善。因此，我们无需过度恐慌，只需密切关注技术发展即可。