幻響未來(lái)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(duì)話》開(kāi)啟燒腦話題，世界神經(jīng)調(diào)控學(xué)會(huì)中國(guó)分會(huì)主席欒國(guó)明、世界功能神經(jīng)外科學(xué)會(huì)精神病外科治療委員會(huì)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(guó)社會(huì)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(lái)。

《對(duì)話》現(xiàn)場(chǎng) 圖片來(lái)源：視頻截圖

科幻作品所描繪的場(chǎng)景和情節(jié)，常常成為科技發(fā)明的靈感來(lái)源。10月18日至22日，第81屆世界科幻大會(huì)將在成都舉行。大會(huì)開(kāi)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(lái)，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(gè)聽(tīng)上去似乎無(wú)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(lái)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(lái)干什么？

欒國(guó)明：廣義地說(shuō)，它是指世界上任何一個(gè)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(gè)連接通過(guò)獲取信號(hào)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(gè)目的。首先，通過(guò)腦機(jī)接口，去了解人腦。我們的大腦非常神秘，各個(gè)部位1400億個(gè)細(xì)胞，這種網(wǎng)絡(luò)連接非常復(fù)雜。通過(guò)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(lái)了解腦的功能。第二，對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)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(duì)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(gè)研究到目前為止持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間了？能給一個(gè)數(shù)字？比如說(shuō)五年、十年、二十年、三十年？

欒國(guó)明：確切地說(shuō)從上世紀(jì)50年代，我們把電極植入到腦子里開(kāi)始。過(guò)去用頭皮腦電獲得間接腦電的信號(hào)進(jìn)行分析，現(xiàn)在通過(guò)電極植入到腦里，從直接獲得腦的信號(hào)開(kāi)始，我們對(duì)腦的認(rèn)識(shí)就發(fā)生改變了。

同樣的道理，計(jì)算機(jī)在此時(shí)也開(kāi)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(gè)時(shí)候我們沒(méi)有用這樣的一個(gè)概念來(lái)解釋。

世界神經(jīng)調(diào)控學(xué)會(huì)中國(guó)分會(huì)主席欒國(guó)明 圖片來(lái)源：視頻截圖

記者：2014年巴西世界杯，有位叫平托的青年人開(kāi)球了，但所有人都沒(méi)想到的是，這是一個(gè)已經(jīng)癱瘓6年的人。他僅通過(guò)6個(gè)月訓(xùn)練，就完成了開(kāi)球。完成開(kāi)球這個(gè)動(dòng)作已經(jīng)夠神奇了，更神奇的是平托有了觸覺(jué)，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(gè)青年人開(kāi)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(guó)明：這是非常有趣的一幕。下肢截癱的人不能自主走動(dòng)，但由于科學(xué)的發(fā)展，由于人們對(duì)腦的認(rèn)識(shí)，特別是對(duì)大腦信號(hào)傳遞的認(rèn)識(shí)，我們通過(guò)計(jì)算機(jī)，接收到向下肢傳遞的腦信號(hào)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型的推演解讀這些信號(hào)，并把這些信號(hào)嫁接到橫斷面以下的脊髓，形成“腦脊髓接口”，通過(guò)這種刺激，使這些沖動(dòng)達(dá)到下肢，在穿戴機(jī)甲的輔助下，讓他（平托）用從來(lái)沒(méi)動(dòng)過(guò)的腿完成向前踢的動(dòng)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(kāi)球儀式 圖片來(lái)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(gè)突破。因?yàn)樗郧盁o(wú)法站立，所以需要在很短的時(shí)間內(nèi)做出一個(gè)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(gè)神經(jīng)元，所以受現(xiàn)場(chǎng)情緒的干擾會(huì)很大。一個(gè)人面對(duì)幾萬(wàn)現(xiàn)場(chǎng)觀眾，而且是開(kāi)球，十幾億人在線觀看，他的大腦可能會(huì)發(fā)生很大的情緒波動(dòng)。所以要確保無(wú)論什么樣的環(huán)境下，都能準(zhǔn)確地傳遞這個(gè)信號(hào)，并且踢出球。這便是腦機(jī)接口里最難的兩個(gè)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(gè)本來(lái)不屬于大腦內(nèi)部組織的東西，并且開(kāi)始工作、發(fā)生作用嗎？

欒國(guó)明：這里有一個(gè)前提，在這一腳之前，他經(jīng)過(guò)了反復(fù)“踢、踢、踢”的大腦訓(xùn)練，得到了無(wú)數(shù)次的腦電力信號(hào)，通過(guò)這種運(yùn)算，把它解碼了，解碼以后通過(guò)計(jì)算機(jī)再放出的一個(gè)沖動(dòng)，就跟他腦發(fā)布的電信號(hào)相似了。如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)反復(fù)N次的訓(xùn)練，就達(dá)不到這個(gè)程度。

記者：因?yàn)橛辛艘粋€(gè)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(duì)絕大部分的殘疾人來(lái)說(shuō)，并不是都能這樣的，這當(dāng)中涉及到的問(wèn)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(gè)人都有這個(gè)結(jié)果。

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

呂寶糧：除了剛剛說(shuō)的改善和恢復(fù)運(yùn)動(dòng)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(méi)有很好的技術(shù)來(lái)獲取?，F(xiàn)在我們可以用腦機(jī)接口技術(shù)來(lái)探測(cè)到他們的狀態(tài)。再比如有的人數(shù)學(xué)不好，不會(huì)做計(jì)算題，就可以按照耳蝸植入的方法，通過(guò)芯片來(lái)幫他做計(jì)算，做了以后，讓他自己感覺(jué)到結(jié)果是自己算出來(lái)的。給了他知識(shí)或者是認(rèn)知的一個(gè)假體，一個(gè)自動(dòng)化認(rèn)知的過(guò)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(lái)源：視頻截圖

記者：聽(tīng)起來(lái)不可思議，可以推動(dòng)科學(xué)的方式讓自己重啟人生。請(qǐng)問(wèn)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(guò)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(dòng)。最典型的叫“晨重暮輕”，就是早上的時(shí)候比較重，晚上會(huì)輕一些，而且個(gè)體差異很大。我們需要在大腦里找到一個(gè)客觀的生物標(biāo)記，把病人好與不好的狀態(tài)區(qū)分開(kāi)來(lái)，未來(lái)我們就完全可以設(shè)計(jì)成一個(gè)產(chǎn)品，它能自動(dòng)識(shí)別這種生物標(biāo)記物，從而自動(dòng)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(huì)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(lái)都有四個(gè)倫理原則，即尊重自主、無(wú)害、有利、公正。具體到腦機(jī)接口里，主要涉及對(duì)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^(guò)計(jì)算機(jī)解碼認(rèn)知的，并且反過(guò)來(lái)對(duì)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(huì)涉及到人的精神隱私，你想的是什么？你不喜歡什么？對(duì)于精神隱私，實(shí)際上可能會(huì)是沒(méi)有通過(guò)本人的同意，就對(duì)他做出一些決策的舉動(dòng)。

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(gè)深度科技化的時(shí)代，這個(gè)時(shí)代的倫理問(wèn)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(shuō)已經(jīng)遇到了很多新的問(wèn)題。最近有人談到，聯(lián)合國(guó)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(wèn)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(jué)。

記者：是否孩子不用經(jīng)過(guò)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(lái)說(shuō)，這會(huì)影響公正性、公平性。假如我們通過(guò)技術(shù)，植入一個(gè)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。

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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(duì)的事？

韓璧丞：關(guān)于記憶移植，到目前為止，在哺乳類動(dòng)物里面做的可能是唯一的一個(gè)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(gè)芯片放入一只老鼠大腦里，把老鼠放在一個(gè)盒子中，左邊和右邊都有吃的，但是每當(dāng)老鼠去左邊時(shí)，泰德就會(huì)用電擊它一下，時(shí)間長(zhǎng)了，老鼠就慢慢學(xué)會(huì)了只去右邊吃東西。后來(lái)，泰德把這只老鼠大腦中的芯片取出放在另一個(gè)老鼠大腦中，從來(lái)沒(méi)有來(lái)過(guò)籠子里的老鼠會(huì)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(guó)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(shì)半球會(huì)缺損一部分。所以，我們?cè)谙胧遣皇窃趧?dòng)物試驗(yàn)基礎(chǔ)上把這個(gè)芯片放到人的腦里，來(lái)提高10%的記憶，這也是非常有效的，未來(lái)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(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)這件事？誰(shuí)來(lái)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(gè)管理邊界，今天的我們是否已經(jīng)開(kāi)始考慮了？

段偉文：這是一個(gè)概念，如果我們真正能完成這一步，對(duì)整個(gè)人類來(lái)講，確實(shí)是幫助了我們的溝通、學(xué)習(xí)，我覺(jué)得這是可以普及的。原來(lái)沒(méi)有汽車，都是自行車，我們不是用得很好？這都是類似問(wèn)題?，F(xiàn)在只是達(dá)到了一個(gè)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(huì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字永生嗎？

段偉文：我覺(jué)得很難。因?yàn)閿?shù)字永生涉及到對(duì)永生的理解。你覺(jué)得什么叫永生？因?yàn)槲覀冏陨硎菍?duì)自身有感知，你最終的復(fù)制結(jié)果，只是一個(gè)你的載體的一種感知。但是從外在來(lái)看，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以通過(guò)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(huì)，鄧麗君相當(dāng)于永生，但是對(duì)鄧麗君自己來(lái)說(shuō)，她不會(huì)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(jué)得首先對(duì)正常人來(lái)講，你和自然界、和人之間交互更加高效。因?yàn)榘汛竽X信號(hào)已經(jīng)利用上了。還有一個(gè)，我們對(duì)各種疾病的預(yù)防會(huì)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(duì)人類的整體生活做出一個(gè)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(gè)科技范圍內(nèi)可討論的一個(gè)東西。人類永生，我覺(jué)得有一天是有可能實(shí)現(xiàn)的。