人机融合 “脑机接口”如何“移动”人类的生活?
据多家媒体报道,美国企业家埃隆·马斯克当地时间19日表示,关于此前他旗下的脑机接口公司“神经连接”进行的脑机接口设备的首例人体移植,目前该移植者“似乎已经完全康复,并且没有出现不良反应”。
埃隆·马斯克说,该移植者已经可以通过大脑意念移动鼠标。目前,“神经连接”公司正尝试让他通过意念尽可能多地按动鼠标,包括上下移动鼠标等。
1月29日,埃隆·马斯克表示,“神经连接”公司已于1月28日进行了脑机接口设备的首例人体移植。据他介绍,“神经连接”公司的首款脑机接口产品名为“心灵感应”,大脑植入设备后,只需通过意念就能控制手机、电脑,并通过它们控制几乎所有设备。失去四肢功能的人群将是这款产品的首批使用者。“神经连接”公司表示,这种设备植入大脑后能够读取大脑活动信号,希望可以用它治疗记忆力衰退、颈脊髓损伤及其他神经系统疾病,帮助瘫痪人群恢复与外界沟通的能力,甚至重新行走。去年5月,该公司获得美国食品和药物管理局批准,启动脑植入设备人体临床试验。同年9月,开始为临床试验招募志愿者。
什么是“脑机接口”?人机怎样融合?
脑机接口,是科幻作品里常见的场景。近年来,随着脑机接口技术的不断发展,让失语者“开口说话”,通过“意念”指挥机械,频频出现在我们的视野里。什么才是脑机结合?人机是如何融合的呢?
这张图片是马斯克在2021年发布的一只做试验的猴子。马斯克表示,这只猴子通过意念操作,在电脑上打出一行字“我想吃点心”。这个行为背后,就是比较传统标准的脑机接口技术在支撑。
这张图片,是帮助残疾人获取声音的人工耳蜗。它是脑机接口技术吗?当然是。事实上,人工耳蜗是脑机接口迄今最成功、临床应用最普及的技术。其原理是将声音信号转化成电信号直接传输给大脑,它已经可以帮助大量失聪者重新找回声音和交流的能力。
接下来,我们看到的是电影里出现的人物。不管是阿凡达还是钢铁侠,在电影中都是通过脑机接口技术,灵活操作肢体行动,这些目前还无法实现,但它们是科学家对脑机接口技术未来实践的期待。
有了以上的例子,我们已经对脑机接口技术有了初步的认识。到底什么是“脑机接口”?总台中国之声记者采访了北京邮电大学人工智能学院人机交互与认知工程实验室主任刘伟,一起再来看看专家的说法。
脑机接口(BCI)是指将人脑与外部设备连接起来,实现人脑与外部设备之间的信息交互。听起来是不是觉得很高科技?但其实它并不是那么复杂。简单来说,脑机接口就是让你的大脑和电脑或其他电子设备直接“对话”。通过这种技术,我们可以把大脑的想法转换成电脑可以理解的信号,或者把电脑的信号转换成大脑可以理解的指令。就像在你的大脑和电脑之间架起一座“桥梁”,让它们能够互相“聊天”。
北京邮电大学人工智能学院人机交互与认知工程实验室主任 刘伟:脑机交互主要是通过监测大脑的电信号活动和深化信号活动来实现交互,它能够捕捉运动皮层的信号,可以将大脑的一些活动的生化、电信号转化为可控的指令,让残疾人或者脑部疾病的患者能够恢复一定的运动能力,获得一些简单的交互能力。
有业内人士表示,首次人体试验是脑机接口技术发展的里程碑事件。如果试验成功,将为脑机接口技术的商业化应用提供重要的基础。
侵入式和非侵入式脑机接口有何不同?
近年来,脑机接口经过国内外科研团队多年开发,已取得不少进展。目前有两大技术路径,分为侵入式和非侵入式。马斯克旗下的脑机接口公司“神经连接”专注于侵入式脑机接口技术,还有一些企业则专注于挖掘非侵入式脑机接口技术的应用。那么侵入式和非侵入式的脑机接口技术有何不同呢?
清华大学长聘教授高小榕介绍,目前脑机接口系统大致可以根据脑信号采集的方式,分为侵入式和非侵入式脑机接口。
清华大学长聘教授 高小榕:中国和欧洲还有一些国家都是按照以无创脑接口为核心展开的,美国是以有创脑接口为主展开的。从应用角度来说,有创的仅限于一些医疗的必需研究,包括这次马斯克获得FDA的批准,也是有创的,而且也是做医疗方面的。但是在无创的方面,除了医疗的应用,还包括一些比如说教育、娱乐,各种的应用场合是比较多的。
接入神经信号 假肢能变多强大?
在未来,脑机接口技术有望在医疗、康复、娱乐等领域得到广泛应用。例如,脑机接口技术可以用于帮助瘫痪患者恢复行走、说话等功能;可以用于帮助盲人、聋人感知周围环境;也可以用于开发新的娱乐方式,例如脑机接口游戏等。目前,脑机接口技术应用最广的就是帮助残疾人灵活运用假肢,接入神经信号后,假肢能变多强大呢?继续听听专家的分析。
“脑机接口”正在哪些领域“接入”现实?
“脑机接口”正在哪些领域“接入”现实呢?如今在广东、浙江等地,脑机接口这种仿佛科幻电影的情节,在许多实验室里进入实践阶段。此前记者探访了一些脑机接口技术企业,体验了这项技术的神奇之处。
能抓、能握、能牵手……眼下这款智能仿生手可是明星产品,它可以提取手臂上微弱的肌电和神经电信号,识别运动意图,做到了“手随心动”。
眼下,像这样的脑机接口产品不在少数。这位实验员正在给志愿者戴上采集脑电的头罩,它可以收集大脑发出的电信号,转化为可视化的脑电图谱,通过波纹的浮动来判断人的注意力是否集中。
深圳中科华意科技有限公司联合创始人 都展宏:它就可以像画地图一样,把我们看不见的那些电信号给它画出来,在这个图上面就可以显示,我们才能去找到出问题的区域和工作得比较好的区域,对它进行增强辅助的效果。
不但可以检测出人脑的专注力,脑机接口设备还可以利用这样的“专注力”来控制外设设备。
总台记者 何俊儒:现在进到了一个专注力训练的房间,我们可以试一下。这边的画面中显示了像这样篝火一个视频,通过我专注力的不断提升,这个篝火里的火苗会燃烧得越来越旺。可以看到在左上角有一个对应现在专注的分数。
“神经连接”公司相关研究是否存在安全性问题?
尽管马斯克的脑机接口项目目前取得了一定进展,也确实对很多有需要的人能够提供帮助,不过有关“神经连接”公司相关研究安全性问题一直讨论不断,该公司也面临了有关部门的审查。
去年11月,有四名美国国会议员联名致信美国证券与交易委员会,要求该机构对“神经连接”公司进行审查。他们在信中称,“神经连接”公司在猴子身上进行的实验记录显示,大脑植入设备对动物的健康产生了不利影响,出现了瘫痪、癫痫发作和脑肿胀等症状,并且至少有12只年轻健康的猴子在参与实验后实施了安乐死,而马斯克淡化了投资者对其动物试验结果的担忧。
其实,伴随着脑机接口技术的发展,关于脑机接口是否存在风险性、伦理问题该如何应对等问题的讨论也越来越多。记者从科技部获悉,国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会近日编制了《脑机接口研究伦理指引》,这是我国在脑机接口研究领域的首部伦理指引。明确开展脑机接口研究应确保研究具有社会价值,应主要致力于修复型脑机接口技术,强调通过技术的发展服务公众的健康需求。