幻響未來全球追光③｜科幻照進(jìn)現(xiàn)實(shí)：腦機(jī)接口的“阿波羅登月”瞬間

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10月7日，央視《對話》開啟燒腦話題，世界神經(jīng)調(diào)控學(xué)會中國分會主席欒國明、世界功能神經(jīng)外科學(xué)會精神病外科治療委員會主席孫伯民、強(qiáng)腦科技有限公司CEO韓璧丞、上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系教授呂寶糧、中國社會科學(xué)院科技哲學(xué)研究室主任段偉文等嘉賓齊聚，共同探討腦機(jī)接口的現(xiàn)在與未來。

《對話》現(xiàn)場 圖片來源：視頻截圖

科幻作品所描繪的場景和情節(jié)，常常成為科技發(fā)明的靈感來源。10月18日至22日，第81屆世界科幻大會將在成都舉行。大會開幕前夕，紅星新聞、每日經(jīng)濟(jì)新聞聯(lián)合發(fā)起“幻響未來，全球追光”大型融媒體采訪報(bào)道。聚焦腦機(jī)接口這一科技前沿，這個聽上去似乎無比科幻的事情，其實(shí)“離我們的生活一點(diǎn)也不遙遠(yuǎn)”。

平托的一小步，腦機(jī)接口的一大步

記者：站在研究者的角度來講，什么是腦機(jī)接口？我們發(fā)展它究竟是為了什么？它可以來干什么？

欒國明：廣義地說，它是指世界上任何一個計(jì)算機(jī)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)直接接觸，建立一種聯(lián)系。如果我們把這個連接通過獲取信號又讀碼解碼再反饋回去，就是真正的腦機(jī)接口的應(yīng)用。

關(guān)注和推廣這項(xiàng)技術(shù)，主要為了達(dá)到兩個目的。首先，通過腦機(jī)接口，去了解人腦。我們的大腦非常神秘，各個部位1400億個細(xì)胞，這種網(wǎng)絡(luò)連接非常復(fù)雜。通過腦機(jī)接口獲得大腦工作的大量信息，數(shù)據(jù)到達(dá)一定量，我們就能來了解腦的功能。第二，對于出現(xiàn)問題的大腦不同部位，可以植入接口給到不同的外部刺激，達(dá)到治療作用，對中樞神經(jīng)、周圍神經(jīng)，都可以達(dá)到康復(fù)目的。

記者：這個研究到目前為止持續(xù)多長時間了？能給一個數(shù)字？比如說五年、十年、二十年、三十年？

欒國明：確切地說從上世紀(jì)50年代，我們把電極植入到腦子里開始。過去用頭皮腦電獲得間接腦電的信號進(jìn)行分析，現(xiàn)在通過電極植入到腦里，從直接獲得腦的信號開始，我們對腦的認(rèn)識就發(fā)生改變了。

同樣的道理，計(jì)算機(jī)在此時也開始了研究，并逐漸deep learning（深度學(xué)習(xí)）。所以，從有計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，可能我們就有了腦機(jī)接口研究的雛形。只是那個時候我們沒有用這樣的一個概念來解釋。

世界神經(jīng)調(diào)控學(xué)會中國分會主席欒國明 圖片來源：視頻截圖

記者：2014年巴西世界杯，有位叫平托的青年人開球了，但所有人都沒想到的是，這是一個已經(jīng)癱瘓6年的人。他僅通過6個月訓(xùn)練，就完成了開球。完成開球這個動作已經(jīng)夠神奇了，更神奇的是平托有了觸覺，這是太不可思議的一件事情。我們想知道，為什么全世界在那一刻特別關(guān)注這個青年人開球？為什么有人把它稱作是“腦機(jī)接口領(lǐng)域的阿波羅登月”的重要瞬間？

欒國明：這是非常有趣的一幕。下肢截癱的人不能自主走動，但由于科學(xué)的發(fā)展，由于人們對腦的認(rèn)識，特別是對大腦信號傳遞的認(rèn)識，我們通過計(jì)算機(jī)，接收到向下肢傳遞的腦信號，通過數(shù)學(xué)模型的推演解讀這些信號，并把這些信號嫁接到橫斷面以下的脊髓，形成“腦脊髓接口”，通過這種刺激，使這些沖動達(dá)到下肢，在穿戴機(jī)甲的輔助下，讓他（平托）用從來沒動過的腿完成向前踢的動作。截癱的人第一次能夠把球踢飛，就像“阿波羅登月”一樣，可謂“平托的一小步，腦機(jī)接口的一大步”。

2014年巴西世界杯開球儀式 圖片來源：央視視頻截圖

“情感腦機(jī)接口”幫助抑郁癥患者走出抑郁

記者：平托的這一腳背后，科學(xué)界到底付出了多大的努力？

韓璧丞：首先，這是工程學(xué)上的一個突破。因?yàn)樗郧盁o法站立，所以需要在很短的時間內(nèi)做出一個全身型的外骨骼裝置。第二，因?yàn)槿说拇竽X非常復(fù)雜，有一千多億個神經(jīng)元，所以受現(xiàn)場情緒的干擾會很大。一個人面對幾萬現(xiàn)場觀眾，而且是開球，十幾億人在線觀看，他的大腦可能會發(fā)生很大的情緒波動。所以要確保無論什么樣的環(huán)境下，都能準(zhǔn)確地傳遞這個信號，并且踢出球。這便是腦機(jī)接口里最難的兩個地方，第一是數(shù)據(jù)采集，第二是數(shù)據(jù)解析。

記者：可是我們?nèi)祟惖拇竽X能接受這樣一個本來不屬于大腦內(nèi)部組織的東西，并且開始工作、發(fā)生作用嗎？

欒國明：這里有一個前提，在這一腳之前，他經(jīng)過了反復(fù)“踢、踢、踢”的大腦訓(xùn)練，得到了無數(shù)次的腦電力信號，通過這種運(yùn)算，把它解碼了，解碼以后通過計(jì)算機(jī)再放出的一個沖動，就跟他腦發(fā)布的電信號相似了。如果沒有經(jīng)過反復(fù)N次的訓(xùn)練，就達(dá)不到這個程度。

記者：因?yàn)橛辛艘粋€外接手臂，我可以靈巧地去做所有的事情，這在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中是否已經(jīng)可以普及了？

孫伯民：現(xiàn)在我們有了這樣的技術(shù)或者是出了這樣的產(chǎn)品，但對絕大部分的殘疾人來說，并不是都能這樣的，這當(dāng)中涉及到的問題比較復(fù)雜。不僅僅是價(jià)格貴，它是有一定比例，不能保證每個人都有這個結(jié)果。

記者：這項(xiàng)技術(shù)除了讓癱瘓病人擁有站起來的可能，還能帶來哪些可能？

呂寶糧：除了剛剛說的改善和恢復(fù)運(yùn)動功能，還有一類叫“情感腦機(jī)接口”。比如現(xiàn)在一些非常重要的崗位，疲勞程度、工作負(fù)荷、情緒狀態(tài)，以前沒有很好的技術(shù)來獲取。現(xiàn)在我們可以用腦機(jī)接口技術(shù)來探測到他們的狀態(tài)。再比如有的人數(shù)學(xué)不好，不會做計(jì)算題，就可以按照耳蝸植入的方法，通過芯片來幫他做計(jì)算，做了以后，讓他自己感覺到結(jié)果是自己算出來的。給了他知識或者是認(rèn)知的一個假體，一個自動化認(rèn)知的過程。

上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系教授呂寶糧 圖片來源：視頻截圖

記者：聽起來不可思議，可以推動科學(xué)的方式讓自己重啟人生。請問用腦機(jī)接口技術(shù)是否也可以幫助抑郁癥患者走出抑郁？

孫伯民：2005年科學(xué)家們做過用腦起搏器電刺激治療抑郁癥的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑郁癥的癥狀有很大波動。最典型的叫“晨重暮輕”，就是早上的時候比較重，晚上會輕一些，而且個體差異很大。我們需要在大腦里找到一個客觀的生物標(biāo)記，把病人好與不好的狀態(tài)區(qū)分開來，未來我們就完全可以設(shè)計(jì)成一個產(chǎn)品，它能自動識別這種生物標(biāo)記物，從而自動切換給大腦不同的刺激。

抹掉記憶、控制思想，那些細(xì)思極恐的倫理邊界

記者：腦機(jī)接口創(chuàng)新應(yīng)用與社會倫理之間邊界在哪？

段偉文：在涉及人的生命醫(yī)學(xué)里，一直以來都有四個倫理原則，即尊重自主、無害、有利、公正。具體到腦機(jī)接口里，主要涉及對人的精神自主的影響。比如我們現(xiàn)在采集的人腦信息和數(shù)據(jù)，是因?yàn)榭梢酝ㄟ^計(jì)算機(jī)解碼認(rèn)知的，并且反過來對人的認(rèn)知、心理或者是精神進(jìn)行一種調(diào)控。在這種情況下會涉及到人的精神隱私，你想的是什么？你不喜歡什么？對于精神隱私，實(shí)際上可能會是沒有通過本人的同意，就對他做出一些決策的舉動。

記者：這一切都細(xì)思極恐，為什么你還能這么平靜地講這一切？

段偉文：我們處在一個深度科技化的時代，這個時代的倫理問題，哪怕是生命醫(yī)學(xué)里涉及到人的倫理原則，都已經(jīng)不完全實(shí)用了，或者說已經(jīng)遇到了很多新的問題。最近有人談到，聯(lián)合國教科文組織要討論“人類是不是應(yīng)該有神經(jīng)權(quán)力”，這是一種新的基本權(quán)力?？萍剂α糠浅４?，既可以善用，也可以濫用。我作為研究者當(dāng)然心情很不平靜，但是我的理解就是這些問題不能馬上解決，但我們一定要“下廚房”，才能把菜洗完，這是我作為研究者的感覺。

記者：是否孩子不用經(jīng)過寒窗苦讀，就可以迅速擁有前人的智慧。這種到底好好不好？

孫伯民：從目前標(biāo)準(zhǔn)來說，這會影響公正性、公平性。假如我們通過技術(shù)，植入一個東西，就能讓人提高記憶力、提高智力，就可以“秒殺”別的孩子，這肯定影響公正性。并非所有家庭都裝得起。

圖片來源：視頻截圖

記者：思想移植，這是科幻當(dāng)中該去想的事，還是現(xiàn)實(shí)世界人類需要面對的事？

韓璧丞：關(guān)于記憶移植，到目前為止，在哺乳類動物里面做的可能是唯一的一個試驗(yàn)，就是南加州大學(xué)的泰德·伯格在老鼠身上做的。他將一個芯片放入一只老鼠大腦里，把老鼠放在一個盒子中，左邊和右邊都有吃的，但是每當(dāng)老鼠去左邊時，泰德就會用電擊它一下，時間長了，老鼠就慢慢學(xué)會了只去右邊吃東西。后來，泰德把這只老鼠大腦中的芯片取出放在另一個老鼠大腦中，從來沒有來過籠子里的老鼠會直接去吃右邊的東西。這證實(shí)了，記憶是可以被移植的。

欒國明：泰德是我的朋友，我曾經(jīng)想跟他合作。我們有一種病叫海馬體硬化，如果把海馬體切掉，病人的記憶，特別是優(yōu)勢半球會缺損一部分。所以，我們在想是不是在動物試驗(yàn)基礎(chǔ)上把這個芯片放到人的腦里，來提高10%的記憶，這也是非常有效的，未來是可以達(dá)到的。這是一種病態(tài)的應(yīng)用，將非常有益于人類恢復(fù)記憶和健康。

記者：如果放到倫理邊界當(dāng)中探討，假設(shè)記憶移植技術(shù)可以真正實(shí)現(xiàn)，到那一天，誰來負(fù)責(zé)這件事？誰來調(diào)取我們的記憶，調(diào)取多少？又植入多少，可以植入給什么樣的人，這樣一個管理邊界，今天的我們是否已經(jīng)開始考慮了？

段偉文：這是一個概念，如果我們真正能完成這一步，對整個人類來講，確實(shí)是幫助了我們的溝通、學(xué)習(xí)，我覺得這是可以普及的。原來沒有汽車，都是自行車，我們不是用得很好？這都是類似問題?，F(xiàn)在只是達(dá)到了一個更高的高度，因?yàn)樯婕暗秸J(rèn)知、精神，大家需要認(rèn)真考慮。但是倫理是需要隨著科技的發(fā)展而發(fā)展。

記者：人類會實(shí)現(xiàn)數(shù)字永生嗎？

段偉文：我覺得很難。因?yàn)閿?shù)字永生涉及到對永生的理解。你覺得什么叫永生？因?yàn)槲覀冏陨硎菍ψ陨碛懈兄?，你最終的復(fù)制結(jié)果，只是一個你的載體的一種感知。但是從外在來看，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以通過數(shù)字人實(shí)現(xiàn)一種永生，我講的“永生”指的是第三人稱意義上。比如鄧麗君的演唱會，鄧麗君相當(dāng)于永生，但是對鄧麗君自己來說，她不會感受到永生。

記者：人機(jī)交互最終極表現(xiàn)形態(tài)到底是什么？

孫伯民：我是覺得首先對正常人來講，你和自然界、和人之間交互更加高效。因?yàn)榘汛竽X信號已經(jīng)利用上了。還有一個，我們對各種疾病的預(yù)防會大大提高，比如抑郁癥等各種精神疾病，包括老年癡呆，這將對人類的整體生活做出一個非常大的貢獻(xiàn)。

韓璧丞：剛才提到的永生，是非常非常遙遠(yuǎn)的東西，但現(xiàn)在慢慢變成一個科技范圍內(nèi)可討論的一個東西。人類永生，我覺得有一天是有可能實(shí)現(xiàn)的。