人头背后能插管吗？脑机技术再引关注

在今年马斯克旗下神经科技初创公司首次人体临床试验已获得美国批准后，市场对于脑机接口技术的关注度持续升温。A股脑机接口概念股震荡走高，创新医疗涨6.6%，三博脑科涨4.92%，盈趣科技、东方中科、佳禾智能、世纪华通上涨超3%。

对于这项当前大热的技术，中国科技企业华为也来“凑热闹”。天眼查App显示，6月30日，华为技术有限公司申请的“一种脑机接口装置和信息获取方法”专利公布。该申请涉及物联网领域，脑机接口包括光源、时域延迟模块、波长相关分光模块、传感网络和传感前端。其中光源提供宽谱脉冲光列，时域延迟模块将其转换为多波脉冲光列，波长相关分光模块将多波脉冲光列分解为稀疏脉冲光列，传感网络将稀疏脉冲光列发送给传感前端的传感点，传感前端通过传感点发送至目标大脑，以获取传感信息

业内表示，中国发展脑机接口技术存在一定优势，但知识产权侵权、伦理审查和监管等多方面的问题仍需留意。

人头背后插管

5月25日，马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink宣布，经过几个月的交涉，它终于获得了美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，简称FDA）的批准，马上会启动其首个人体实验。这意味着，该公司将脑机接口技术商业化的进程会进入加速阶段。

这家在2016年由马斯克牵头成立的公司，在经过给猪的大脑植入芯片采集电生理信号、将电极植入猴子的大脑，并让猴子玩“Mind Pong”游戏等动物实验后，终于要进一步启动人体实验。2022年11月，马斯克就曾向外界透露，已经向FDA方面提交了申请，如果申请在春季得到批准，那么第一次人体实验将在6个月内启动。今年3月，FDA曾以“安全风险过大”为由否决了Neuralink的申请。而现在Neuralink被放行，可以想象，这个行业将会在未来一段时间内迎来巨大的变化。

这些对人体大脑动刀的科技听起来似乎十分恐怖，不过这项科技实际上已经颇有历史渊源。

所谓“脑机接口”（Brain-Machine Interface，简称BMI；Brain-Computer Interface，简称BCI），顾名思义，就是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接接口，其目的是用来实现脑与设备的信息交换。这里所谓的“直接”，指的是不依赖于正常的由外围神经和肌肉组成的输出通路，实现“脑”和“机”之间的直通。

1924年，汉斯·伯格（Hans Berger）关于脑电图（Electroencephalography，简称EEG）的研究让科技界的人士明白，信息在神经网络之间的传递从本质上讲是神经元的锋电位通过神经突触进行的传导，因而从理论上讲，人们通过设备是可以测量出由此产生的电活动的。根据这一点，伯格将银线插入了病人的头皮（后来改为用银箔贴在患者头皮），然后将导线连接到了测量仪器。他发现，当病人进行思考活动或者有了某些情绪变化时，仪器上显示的电压就会变化。虽然，由于仪器精度的限制，伯格的实验结果并不精确，但他至少证明了脑内信息传导的电本质，并为后来的研究奠定了基础。

在伯格之后，学者们用脑电图进行了很多的研究。其中非常有意思的一个研究（或者更确切的说是表演）来自于美国作曲家阿尔文·卢西尔（Alvin Lucier）。1965年，他戴上了一个测量脑电图的头盔，并将头盔和滤波器、放大器和混音板等设备连接，从而构成了一个简单的脑内外连接网络。借助这个网络，卢西尔用自己的脑活动所产生的电流成功地控制了设备，并模拟出了打击乐的效果。现在，人们依然可以在Youtube上看到这段名为《独奏者的音乐》（Music for Solo Performer）的表演。

1969年，华盛顿大学的研究员埃伯哈德·费兹（Eberhard Fetz）在猴子身上做了一个有趣的实验。他将猴子大脑中的一个神经元和一个仪表盘连接到了一起。这样，猴子就可以通过某种思考来触发神经元，从而让仪表盘转动。每当仪表盘转动时，猴子就会得到食物作为奖励。通过几次学习，猴子就学会了这个游戏，并学会了用动脑来控制仪表盘。虽然从表演效果上看，这个猴子实验可能并不如Neuralink所展示的猴子用意念打“Mind Pong”的视频，但其背后的技术原理却是共通的。

随着人们对于脑机接口的探索逐渐增多，其潜在的价值开始越来越多地显露出来，从而其本身成为一个独立研究领域的条件也业已成熟。1970年，美国国防高级研究计划局（DARPA）开始组建研究团队，对脑机接口的相关技术进行研究。1973年，加州大学洛杉矶分校教授雅克·维达尔（Jacques Vidal）发表了一篇名为《论直接的脑机交流》（Toward Direct Brain-Computer Communication）的论文，并在其中正式提出了“脑机接口”的概念和定义。由此，脑机接口正式成为了一个独立的研究领域。

在探究过程中，有一些科学家甚至对自己的身体下手。一位名叫菲尔·肯尼迪（Phil Kennedy）的科学家在2014年发明了一款“亲神经电极”（Neu－rotrophicelectrode）。为试验这款电极，当时已经66岁的肯尼迪一不做、二不休，干脆让人锯开了自己的头盖骨，将“亲神经电极”植入了自己的脑内。由于年事已高，所以手术后的肯尼迪甚至短暂地产生了意识和记忆障碍，但幸运的是，后来的实践表明，这次“脑洞大开”的实验是有价值的，“亲神经电极”确实比以往的电极表现出了更好的性状。这意味着，这项疯狂的发明将有可能为大量因病而瘫痪或者有行动障碍的患者带来更好的康复条件。

脑机接口的前景

是什么原因让脑机接口技术有如此的魅力，让马斯克、扎克伯格等业界大佬都决心在这个领域投入大量的资源呢？其主要原因还是其巨大的潜在应用场景。具体来说，如下几个方面的应用场景是十分值得期待的——

第一个场景是帮助残障人士以及行为障碍者进行康复。在现实中，有大量的人具有各种各样的残疾，或因中风、癫痫等疾病而行动不便。针对这一部分人，脑机接口技术可以帮助他们更好地控制身体或者义肢，从而达到帮助他们康复的目的。

事实上，在实践当中，人们很早就将脑机接口技术用于这一用途。比如，帮助听障人士恢复听力的人工耳蜗其实就是一种非常成熟和普及的脑机接口设备，只不过由于它过于常见，所以常常不被人们和具有科幻色彩的脑机接口联系在一起。很多时候，人们的听力障碍其实是大脑听觉区域与耳朵相连的神经通路出现了问题，而人工耳蜗就是一个外接机器，它能将接收到的外界声音转为电信号，并将它进行转换后传导到大脑听觉神经。这样一来，脑、耳之间损坏的神经通路就得到了恢复，患者的听力也就可以恢复正常了。

当然，现在脑机接口的应用已经远远超出了人工耳蜗的程度。科学家们正在致力于将其应用在渐冻症、高位截瘫、失语症等严重的运动感知功能受损疾病，尝试帮助这些患者恢复健康。

第二个场景是实施“人类增强”（Human Intelligence，HI）。借助于脑机接口，人们可以更为容易地操控外骨骼、电子眼等设备。这样，人们就可以实现感官和力量的增强，成为影视剧中刻画的超人。

第三个场景是教育。借助于脑机接口，老师可以更好地对学生注意力值状况做到实时了解，并据此调整教学策略。现在，市场上已经有不少初创企业盯准了这一应用领域。

第四个应用场景是娱乐。例如，在VR游戏当中，人们可以借助脑机接口，在不借助其他外部设备的情况下更好地对游戏角色进行操控。这样，就可以更好地提升游戏的沉浸性，让玩家获得更好的体验感。

第五个应用场景是军事。在这个领域，脑机接口的应用空间是十分巨大的。脑机接口技术可以帮助军人更好地操控各种设备，不仅可以让他们避免很多不必要的危险，还可以让他们的作战能力得到有效提升。

在脑机接口方面，中国和其他国家处在同一个起跑线上。有专家认为，中国在这项技术的研发上有三点优势：三点优势：第一、人口基数和研发实力。中国庞大的人口基数为脑机接口技术的临床应用和研究提供了广阔的资源和市场，中国在科学研究、工程技术和人工智能等领域也拥有强大的研发实力；第二、数据采集和资源。中国在人脑研究和脑科学领域的数据采集和资源丰富。这些数据可以用于脑机接口技术的训练和算法优化，推动技术的发展和创新；第三、政策和投资支持。中国政府已经将脑科学和脑机接口技术列为重点发展领域，并提供政策和资金支持。这将进一步促进技术研究、产业发展和创新成果的转化。

据脑机接口产业联盟消息，全国首届脑机接口大会暨脑机接口产业联盟第一次全会将于7月3日至5日在天津召开。这是否会成为一个新的产业，我们值得期待。

(家电网® HEA.CN)