很远又很近的脑机接口
前沿 很远又很近的脑机接口 前沿 | 2019-01-08 09:36 很远又很近的脑机接口 脑极体

前方的路,真的还很长,很长……

前些日子,一则在北京地铁里丢失人工耳蜗的消息刷遍了朋友圈。因为寻物启事中说,如果找不到耳蜗需要重新做开颅手术,这样的描述引发了不少争议。


因为客观来说,在植入人工耳蜗确实需求手术,但是更换外接耳蜗设备并不需要。意外的是,这则新闻让很多人认识到了今天医学的进步:原来听力恢复技术已经发展到这个地步了,已经可以让体内体外设备相联系。


热爱科幻和关注科技产业的小伙伴,都会知道这样一个词:脑机接口。一般我们会认为这个技术非常非常遥远,还处在银河系以外的某个位置。然而仔细一了解大家会发现,脑机接口其实是一门涵指非常广泛的技术类别,是各种大脑写入技术与脑电输出技术的综合,而人工耳蜗,就是脑机接口目前为止最成功、临床应用最普及的技术。它已经可以帮助大量失聪者重新找回声音和交流的能力。

同时,在未来趋势与现实的基础节点中,脑机接口与人工智能有非常广泛的结合关系。如果我们把目光放远,会发现在马斯克等人的描述中,脑机接口简直是一种人类终极技术;而如果我们将视线停留在眼前,会发现医学领域中,脑机接口正在走向现实世界。


很远又很久的脑机接口,在2018年都经历了哪些变化?AI又将如何影响它走入现实的轨迹?今天我们的故事,关于“忽近忽远”脑机技术。


脑机接口的年度进展报告


科技公关看哪家,就找硅谷钢铁侠。


虽然2018年对于马斯克来说,大体上是非常不友善的一年。特斯拉的种种问题缠身,舆论大肆鞭挞,但这依然不影响这位理想主义大师,在火箭、超级隧道与脑机接口上成功收获了一大波点击率。


我们都知道,马斯克旗下有一家听着就非常悬乎,愿景是“把人类变成电子人”的脑机接口公司Neuralink。这家公司自2016年诞生起,就享有着全世界的关注。然而同时大家也都知道,商业化的脑机接口是非常非常遥远的事情,善于投资未来和讲未来故事的马斯克,显然不着急让Neuralink拿出真实的产品。


然而公关也是一种进展,去年9月,深陷多种麻烦的马斯克在一档播客节目中透露,Neuralink将在几个月之内宣布一个“有趣的新消息”。马斯克表示,这个消息比目前其他东西都要好上一个量级,甚至可能比任何人能想到的都要好……


这到底是啥呢?有人认为Neuralink将推出脑机接口芯片,也有人认为马斯克准备打造面向市场的娱乐向脑机接口体验产品。反正4个月过去了,这个被预告的脑机接口大进展还是没出现。


但是,划重点,让我们再说一遍——公关也是一种进展!


脑机接口的真正进展,还是来自科学家和军方。比如被誉为“在幕后真正推动美国科技发展”的美国国防部高级研究计划局(DARPA),在2018年3月,公布了一项代号为N3的脑机接口开发项目。


N3计划,旨在开发高分辨率的便携式神经接口,能够同时读取和写入人脑的多个位置,在非手术的情况下实现大脑和系统间的通信。最终目的是让士兵可以用脑电波操纵复杂的外界设备,比如无人机和无人火炮,以及实现对增强设备的控制,比如外骨骼战甲等等。


N3距离打造出真正的钢铁侠,还有很长的路要走。它在2018年展现出的主要进展,在于给出了不进行人体植入,或者仅仅进行纳米级芯片植入的脑机接口解决方案。


脑机接口技术在今天主要应用于医学临床,通过植入芯片的方式,帮助失忆症患者、帕金森症患者、瘫痪患者,以及聋哑人士,而很少能作用于健康人士的身体增强。最终重要的原因就在于植入设备带来的风险于不确定性,让健康人士无法成为受试对象。


而在微型植入和不植入的方案下,脑机接口就会像是手机一样的玩具,需要的时候拿起来,不需要就放下。从而让健康者用脑机接口增强能力打开了大门。


N3计划预备在2018年至2019年,消耗2900万美金用于研究相关技术。而就目前披露的情况来看,虽然造价高昂,但技术完成度已经不低。比如去年9月, DARPA生物技术办公室展示了利用不植入闹机接口,让士兵同时用“意念”操纵三种类型不同无人机完成编队的技术。


在医学界,2018年脑机接口也在继续朝前走。比如去年年初,《自然》刊登了美国多所大学的联合研究成果,提出利用在大脑运动皮层植入电极的方式,让截肢的恒河猴可以用脑电波操纵假肢。这被誉为在人造机体领域一次重大科研成果。


在临床领域,脑机接口在这一年中还解决了很多植入材料的问题,让医疗植入方案能够普惠更多患者。尤其值得注意的是,在人工耳蜗之后,视网膜芯片技术正在受到越来越广泛的关注。这种芯片通过植入眼部特定位置,对视网膜残余细胞进行电刺激,可以帮助部分失明人士恢复视觉。起临床应用功莫大焉。


总体来看,2018年的脑机接口趋势,在于将这类技术从“帮助人类恢复能力”,到“为人类增强能力”。非医学领域的脑机接口正在慢慢实现,而医学上的特种脑机接口也在成熟中。当然了,问题还很大,麻烦还很多,脑机接口真正把人类变超人,依旧是几十年之后的事。


前方的路,真的还很长,很长……


脑机接口主要有两种解决方案,一个是植入型设备,一种是非入侵型设备。两者在今天都有不少麻烦要解决。


对于植入设备来说,最大的问题依旧是人体的抗异性。很多脑机接口设备无法做到非常小,而大脑组织确是高度精密的。无论是感染,无法把握的神经元触碰,还是神经电流的不准确问题,都会给脑机接口植入者带来巨大的风险。因此上,今天对大脑皮层的植入设备,还基本处在实验室阶段,难以临床应用。在材料、芯片工艺以及脑神经科学多种维度上,这个问题都有赖于进一步攻克。


而对于非植入设备,脑机接口的主要问题在于信号衰弱。隔着皮肤骨骼如何识别脑神经活动是一个难题。今天有经颅磁刺激(TMS)、经颅直流电刺激(tDCS)和聚焦超声刺激(FUS)等多种解决方案可供选择,但是都无法做到准确读取。


前面提到的N3计划,今天主要的敌人就是信号散射、衰减和信噪比等问题。试想一下,在战场环境中,飞机坦克居然没有读取清楚士兵的想法,那是多么荒诞的一件事……


另外一个问题,在于脑机接口的伦理挑战。今天我们依旧没有办法掌握清楚,在大脑植入设备会否会带来对人类意识难以估量的改变,甚至影响人类的性格以及自我认知。在弄清楚伦理问题前,脑机接口还只能存在于实验室和特定医学领域。


另外一个脑机接口产业化中的问题,是这项技术距离普遍商用真的还很漫长。也就是说,在相当长一段时间里,Neuralink这类公司可能都没有任何收益可能。甚至有研究人员认为,拿出像马斯克所说的帮助普通人增强记忆,完成脑容量扩充的脑机接口设备,至少需要50年之后。


钢铁侠的压力蛮大的。


脑机接口与AI,也是能交朋友的


作为AI发展的一个“长线朋友”,脑机接口虽然一时半会还帮不上AI什么忙,但绝对拥有若干十年之后最充沛的想象力。而在近处,AI则可以帮助脑机接口解决不少问题。


首先,在N3项目中,我们注意到研发人员会启用AI程序,来帮助分析和放大使用者的脑电信号,从而提高脑电波精度,确保设备准确运行。换言之,很多AI算法可以帮助增强非侵入性设备的使用能力,是解决信号散乱和干扰问题的主要思路之一。


其次,对于植入设备来说,AI是监控人体健康情况的重要帮手。通过机器学习技术,医疗部门可以实时关注,并在端侧分析脑机接口植入者的设备情况,比如感染性、需要替换设备的周期等等。


而如果我们进入形而上的领域,比如马斯克的脑洞。他认为未来人类想要克服AI带来的危险,最佳方案之一就是主动成为AI,成为可以利用大数据思考,实时连接无限知识,甚至完成共享记忆、群体化思维的“电子人”。


NeuraLink的最终目标,是为用户提在大脑中植入一个AI芯片,从而将人类变成一个AI的延伸。


嗯,反正吧,脑洞这个东西当然是越大越好。假如AI真的有思维,大概是很喜欢脑机接口这位新朋友的。

-END-

本文由脑极体投稿一鸣网,本文仅代表作者个人观点,文章非经授权请勿转载,

向一鸣网投稿,请点击投稿按钮,详情请参阅《一鸣网投稿须知》。

互联网人都在关注的微信号

难道你还没有关注?

立即评论