别让脑机接口成为风口上的猪
原创2021-04-30 13:15

别让脑机接口成为风口上的猪

出品| 虎嗅科技组

作者| 华北佛楼蜜

头图来源| Unsplash


《大佛普拉斯》里的肚财死后,菜埔用一句画外音缅怀旧友。

 

他说,我想现在虽然是太空时代,人类早就可以坐太空船去月球,但永远无法探索别人内心的宇宙。

 

我想告诉菜埔,心的宇宙难以触碰,但至少,脑的小宇宙暂时可以了。

 

近日(4月26日),美国食品药品监督管理局(FDA)批准了NeuroLutions的产品“ipsihand”的上市申请,并计划用于治疗18岁以上、因中风而上肢瘫痪的患者,来帮助他们重新获支配手臂的能力。


产品示意图

 

ipsihand成了全球首个上市的脑机无创脑机接口产品,并被FDA赋予了突破性设备称号

 

见微知著,今天我们来聊聊脑机接口,这个除了火星之外,另一个让马斯克着迷的“星球”。


科学家和马斯克的狂欢


普通人了解到的脑机接口在电影里,《阿凡达》里它让男主摆脱轮椅,《头号玩家》里它让思维和游戏联动,这也是脑机接口的终极目标。一句话解释,采集意识付诸机器,让人机交互成为现实。

 

“Brain-machine interfaces”,大脑和机器之间的“交流”

 

“ipsihand”的设计思路也是如此。包含可穿戴“脑环”,“信号监测面板”和一个酷似“灭霸手套”的机械臂。



帽子负责采集信号,传送到机械手臂上,机械手臂接收到病人想要驱动瘫痪肢体的信号,再完成这个动作,“信号监测面板”则用于脑电波信号的实时监测。

 

这样系统就可帮助手、手腕和手臂受伤的中风患者重新学习如何抓握物体,并加强他们的抓握能力。一项临床研究表明,在使用该装置12周后,所有患者的运动功能都有所改善。该设备既可以在诊所使用,也可以在医生开处方后在家使用。

 

ipsihand就是非侵入脑机设备用于治疗上肢瘫痪的典型应用,我们先来看看它的工作原理和背景。

 

20世纪中期,神经科学、生物科学、计算机技术技术齐头并进不断发展,脑机技术也乘上东风。我在《当代人的欲望是怎么吞噬大脑的?》这篇文章中提到过大脑内的神经网络和作用原理,谈到了人脑产生认知和发号施令的时候,神经元之间会形成电信号。

 

脑机接口也离不开对神经系统的解析,通过采集和解析大脑生物电信号,使大脑与外部世界建立联系,实现大脑与外部世界的交互。简单来说,脑机接口就是一种能够将大脑和计算机连接起来的通信系统。这是一种涉及脑科学、神经科学、认知科学、计算机科学、控制与信息技术等多个领域的交叉技术。  


脑机接口设备工作流程

 

2008年 ,兹堡大学的安德鲁·施瓦瓷教授团队在顶级期刊《自然》 杂志上发表一个研究报告,该报告称首次成功使用脑机接口技术,使得无法活动的两只猴子,分别通过大脑的“意念”操纵机械臂去抓取放在前方的葡萄等。

 

2014年,巴西世界杯第一场比赛中开球的就是一位高位截瘫的少年,他使用脑机接口配合外部机械完成了开球。脑机接口技术成为人们最为期待能够改变生活的一项新技术。 

 

部分人嗅到了这背后“价值”的味道,钢铁侠马斯克首当其冲。 

 

2017年他正式宣布成立脑机接口公司Neuralink,资本才开始审视脑机接口这一科研项目背后的经济价值。


三年后,马斯克在Neuralink产品发布会发布了硬币大小直径23毫米,高度8毫米、可植入头骨中的脑机接口和无线充电设备,轻而易举的将FDA“突破性设备状态”纳入囊中。未来将主要解决失明、瘫痪和听力等疾病。


脑机接口植入物

 

一时间,脑机接口引发了国内媒体的大范围“团建”,记者狂欢,资本押注,科研拨云见日,读者畅想连连

 

今年2月,马斯克又宣布Neuralink已成功在一只猴子的大脑中植入脑机接口装置,现在,这只猴子可以用大脑玩电子游戏。

 

马斯克所做的脑机接口,也叫侵入式设备。侵入指“在脑内”,设备需要通过手术移植到大脑内部近进行数据采集。侵入式设备由于可以在脑内完成信号采集,因此会更加准确,但代价是面临手术、感染的风险。而且植入物的寿命可能很短,因为大脑将该设备视为入侵者,在其周围形成疤痕组织,扰乱电信号。

 

除非万不得已,我想谁也不愿意在自己的头骨上“打洞”,并将3072个微电极置入大脑皮层吧?更何况一次还不够,现实又不是《赛博朋克2077》,找不到散落人间各处的“神机医”。


赛博朋克2077中温暖的神机医维克

 

与之对应的是非侵入式脑机接口,不用做手术更不用侵入人脑,也就是我们常看到的各种“帽子”和“头环”。优点和缺点分庭抗礼,更安全的代价是信号采集变得困难


资本和市场的狂欢


一个人被科学家施行了手术,他的脑被从身体上切了下来,放进一个盛有维持脑存活营养液的缸中。脑的神经末梢连接在计算机上,这台计算机按照程序向脑传送信息,以使他保持一切完全正常的幻觉。对于他来说,似乎人、物体、天空还都存在,自身的运动、身体感觉都可以输入。这个脑还可以被输入或截取记忆(截取掉大脑手术的记忆,然后输入他可能经历的各种环境、日常生活)。他甚至可以被输入代码,‘感觉’到自己正在这里阅读一段有趣而荒唐的文字。

 

——“Brain in a vat(缸中之脑)”,Hilary Putnam,《理性,真理与历史》(Reason、Truth、and History)

 


 


关于大脑和意识的描述总带着诡谲的浪漫和一丝无助,如果你正对脑机接口这一发明抱有极高的期待,我可能要在这篇文章里给你泼一点冷水。事实所致,无意冒犯。

 

此前,我曾采访过美国斯坦福大学博士后李金星,他在全球可穿戴设备头部实验室鲍哲南实验室从事研究工作,目前的主要研究方向为微纳机器人和柔性电子器件。

 

他告诉我,对于整个脑机接口领域来说,每一个具体的功能的实现都有正在面临的挑战。

 

简单来说,挑战最大的工作还是如何用不需要做手术的非侵入式植入装备去读取准确的大脑内的信号,又怎样把信号精确的传送到脑内

 

非侵入式设备的设备若想达到侵入式设备的水平,等可能需要十年左右的发展时间,而这也只能读出人脑的部分脑活动,若想收集且读出全部的信号,可能需要 20 年的时间甚至更久。

 

他反复告诉我,目前仍然没有一种革命性技术出现,即使是马斯克,也没能翻越脑机接口技术难题的‘珠穆朗玛峰’

 

但资本早已坐不住了,时间就是金钱,金钱永不眠。

 

麦肯锡在《The Bio Revolution Report》的研究报告中提出,在接下来的10到20年中,脑机接口产业在全球范围内每年直接产生的经济规模可达 700~2000 亿美元。

 

今年4月22日,IDG资本公布向清华大学-IDG/麦戈文脑科学研究院进行捐赠,继续关注和支持基础科学的发展。熊晓鸽更是直言不讳,说自己看好脑科学的发展,其中就包含脑机接口。

 

行业常用“风口”形容必须追随和关注的热点项目,风口年年有,脑机在其中,这两年,脑机接口一度被业内人士评为“技术上的新风口”。

 

根据连线Insight的报道统计, 2018年以来,国内脑机接口的融资不断增多。 

 

从2016年1月到2021年4月,全球脑科学创业企业融资数量整体稳定上升:2020 年的融资数量较2016年上升了35%左右,2020年融资总额达到5年来的峰值,超过50亿美元。美国脑科学创业企业融资数量为883笔,涉及金额超110亿美元。

 

中国企业通过90笔交易达成超过10亿美元的融资总额,背后不乏红杉资本、IGD、联想创投这样的头部投资机构。

 

但截至目前为止,我国没有任何一款与ipsihand类似的产品获批上市,大多数公司的服务都还停留在脑信号监测、疾病诊断的阶段。可以说,路还长着呢

 

风口离风口上的猪只有一步之遥,重点就在于能否沉下心来好好研究。


严肃看待,谨慎期待


最后再来谈谈深受吹捧的脑机接口真的如此神奇吗?


我的答案是不,这里面有误会。

 

在明确解释“误会”之前,我想先问你一个简单问题,你为什么你会点开这篇文章

 

我想大多数人会潜意识般脱口而出,“因为我想”、“我感到有兴趣”。这一答案生成在毫厘之间,轻而易举到我们不会将其视为一个问题。

 

是的,“我想”这个状态充斥在生命的点滴之中,我们还会赋予它一个看起来十分高大上的词汇,“内驱力”。但其实,想即渴望,只是一种简单的意识罢了。

 

我们的大脑把自己的预测与感知到的信息结合到一起,形成了感知意识。

 


TED:你的大脑如何幻化成你所认识到的现实?

 

当代哲学家戴维·查默斯有一个影响深远的观点,它把理解人类意识的问题分为“简单问题”和“困难问题”。

 

“简单问题”就是理解大脑和身体如何产生知觉、认知、学习活动和行为活动。而“困难问题”是理解这些为什么会和意识相联系、又是怎样联系的,为什么我们不是没有意识的简单机器人,或是“哲学僵尸”?

 

龙虾意识假设:龙虾是否有内在意识、它们的行为是否只是纯粹的反射,目前还没有办法来验证

 

人类认识到,解决“简单问题”对人类解决“困难问题”没有任何帮助。我们无法探索更深层次的颅内宇宙,这就导致了意识的脑生理基础成为了一个永远的秘密

 

说了这么多,我想告诉大家的是,如果想知道脑机接口究竟在解决什么,答案就是上述的”简单问题”,它并没有电影中塑造的那么神乎其技,更无法在人类意识这一科学和哲学命题上取得一席之地,至少现在不行。

 

就像人工智能发展至今,我们能给机器人添加各种五花八门的算法,但无法给机器人带来哪怕一种“意识”。我们常将恐怖谷效应挂在嘴边,但其实,“仿生人也会梦见电子羊吗?”只存在于科幻小说里。

 

脑机接口也没有媒体宣传口径中那么光怪陆离,它该被祛魅。

 

生物技术是伟大的,伟大在知难而不退。相比于伟大,我想它更应该是严肃的,他不是一单外卖,不是一件不满意就可以随时退货的衣服。生物技术的研发成本、尝试成本巨大,一旦出错,后果不堪设想。因为生命只有一次,马斯克的生命也是,你我亦然。


严肃看待,谨慎期待,是我给这项技术和市场的态度和答案。你呢?


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我是本文作者华北佛楼蜜,人类最后的严肃都该留给生物技术。珍惜所有与你沟通的机会,微信:Pinkfloyddddd,欢迎您来。

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