科學(xué)家、投資人和企業(yè)家都關(guān)注的腦機(jī)接口 藏著怎樣的未來

　　科學(xué)家、投資人與企業(yè)家都在關(guān)注的腦機(jī)接口，到底藏著什么樣的未來?

　　“人類出現(xiàn)的歷史已經(jīng)有很多很多年了，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)才100多年。那所謂‘碳基’的生命，怎么更好的有機(jī)的與現(xiàn)在‘硅基’的智能結(jié)合起來，是一個(gè)非常讓人激動的挑戰(zhàn)。”

　　“站在醫(yī)學(xué)本源的一個(gè)角度，我們大腦的潛力到底有多大?大腦的潛力就一定不如計(jì)算機(jī)嗎?我想這個(gè)問題可能今天沒有一個(gè)人敢給出絕對的回答。未來我們需要去思考的可能是怎么把我們植入的芯片與我們的大腦能夠有機(jī)的融合起來，而不是塞一個(gè)芯片進(jìn)去就代替了人類。”

　　“在科幻里面有很多人與機(jī)甲合二為一的場景，其實(shí)這涉及到一個(gè)很本質(zhì)的問題，就是我們計(jì)算機(jī)的信號程序語言和我們大腦的電信號，到底是不是同樣的電信號，以及到底能不能交互。而腦機(jī)接口這樣技術(shù)的發(fā)展其實(shí)是反向讓我們更好的去理解大腦。”

　　近日，一則由紅杉中國合伙人楊云霞、博�？滇t(yī)療科技有限公司董事長胥紅來以及著名科幻作家、雨果獎獲得者郝景芳三人作為嘉賓參與，以腦機(jī)接口的應(yīng)用與未來為主題的的談話視頻在網(wǎng)絡(luò)中迅速傳播開來，使得腦機(jī)接口與腦科學(xué)這樣一個(gè)原本略顯晦澀與科幻的概念，再次受到關(guān)注。

　　實(shí)際上，不管是科學(xué)領(lǐng)域還是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，腦科學(xué)都已經(jīng)是一個(gè)堪稱火熱的話題。

　　9月16日，科技部正式發(fā)布科技創(chuàng)新2030“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南，共計(jì)59個(gè)研究領(lǐng)域和方向志著醞釀多年的中國腦計(jì)劃項(xiàng)目已正式啟動。

　　產(chǎn)業(yè)端，包括博�？翟趦�(nèi)的一批以腦機(jī)接口、腦科學(xué)為主要領(lǐng)域的公司在近兩年時(shí)間里先后宣布完成大額融資，以加快侵入式/非侵入式等多種腦機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程。

　　而一批對于前沿技術(shù)具備敏銳嗅覺的投資機(jī)構(gòu)也已經(jīng)開始了動作。11月17日，紅杉中國在上海張江宣布其首個(gè)智能醫(yī)療加速器正式啟用，其中便包括以與腦科學(xué)領(lǐng)域科研院校、臨床專家深度合作為特點(diǎn)的紅杉中國腦科學(xué)孵化中心。

　　被認(rèn)為是“人類自我認(rèn)知最后一塊高地”的腦科學(xué)，到底藏著什么樣的未來?

　　探索人類自我認(rèn)知的最后一塊高地

　　在生命科學(xué)漫長的發(fā)展歷史中，人類似乎從來沒有停止過對于大腦的探索。近100年前，德國醫(yī)生漢斯·貝格爾(HansBerger)在病人頭部測到極為微弱的電流，繼而發(fā)明腦電圖這一醫(yī)學(xué)史上的里程碑事件。而在近50年前，關(guān)于“腦機(jī)接口”這一術(shù)語才被正式提出。

　　到底什么是腦機(jī)接口?用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)語言講，傳統(tǒng)或者狹義的BCI一般指的是輸出式腦機(jī)接口，即利用中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生的信號，在不依賴外周神經(jīng)或肌肉的條件下，把用戶或被試的感知覺、表象、認(rèn)知和思維等直接轉(zhuǎn)化為動作，在大腦與外部設(shè)備之間建立直接的交流和控制通道。

　　但其實(shí)用更通俗的語言來講，所謂腦機(jī)接口，其實(shí)指的就是在大腦與外部環(huán)境之間，建立一種全新的、不依賴于外周神經(jīng)和肌肉的交流與控制通道，從而實(shí)現(xiàn)大腦與外部設(shè)備的直接交互。

　　在紅杉中國合伙人楊云霞看來，腦機(jī)接口其實(shí)是一個(gè)信息傳遞的科學(xué)。“我是醫(yī)生出身，我認(rèn)為現(xiàn)在的腦科學(xué)就像是十到二十年前的‘精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)’，人的大腦是靠無數(shù)的電信號和化學(xué)信號來完成工作的，所以如果想要去解讀大腦是怎樣工作的，首先要獲得這些信號、解讀這些信號。第二步則是要把我們看到的信號傳遞出來。這個(gè)就是腦機(jī)接口的重要性所在了。”

　　實(shí)際上，在相當(dāng)長的一段時(shí)間里，絕大多數(shù)普通人對于腦機(jī)接口的理解還停留在電影大片里關(guān)于人與機(jī)甲合二為一的科幻場景，著名科幻作家郝景芳在訪談中也表示，“腦機(jī)接口其實(shí)在科幻里面是一個(gè)老概念了。在科幻里面很多人非常關(guān)心人與機(jī)器到底能不能進(jìn)行信息交互，其實(shí)這涉及到一個(gè)很本質(zhì)的問題，就是我們計(jì)算機(jī)的信號程序語言和我們大腦的電信號，到底是不是同樣的電信號。”

　　在郝景芳看來，腦機(jī)接口這樣技術(shù)的發(fā)展其實(shí)是反向讓我們更好的去理解大腦。而也正是基于對于大腦的更好理解，現(xiàn)在已經(jīng)有創(chuàng)業(yè)者將視線瞄準(zhǔn)腦科學(xué)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價(jià)值。

　　“從創(chuàng)業(yè)者的身份出發(fā)，我們考慮更多的是如何運(yùn)用技術(shù)去幫助病人以及普通人，如何去解決一些實(shí)際的問題，如何創(chuàng)造現(xiàn)在能產(chǎn)生價(jià)值的東西。”博睿康醫(yī)療科技有限公司董事長胥紅來表示，公司目前已經(jīng)在一些領(lǐng)域落地，尤其是針對一些有大腦相關(guān)疾病的病人，通過腦科學(xué)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的診療。

　　腦機(jī)接口的醫(yī)療應(yīng)用戰(zhàn)場

　　實(shí)際上，如果將概念進(jìn)一步擴(kuò)大，腦機(jī)接口也不僅僅局限于將大腦的信號“輸出”，同樣有巨大現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值的，還有輸入式腦機(jī)接口�，F(xiàn)在臨床上可見的深部腦刺激(DBS)、經(jīng)顱磁刺激(TMS)、經(jīng)顱直流/交流電刺激(tDCS/tACS)、顱超聲刺激(TUS)等其實(shí)都屬于這一范疇。

　　而另外一個(gè)重要的分類方式則是按照傳感器的安裝方式來區(qū)分，包括侵入式腦機(jī)接口與非侵入式腦機(jī)接口。

　　“非侵入腦機(jī)接口的傳感器是無創(chuàng)的，就像是做心電圖需要在胸口貼一些心電電極，我們也會在頭皮上面放置一些腦電電極，做完之后再把電極取下。”胥紅來表示，這個(gè)過程是不會產(chǎn)生創(chuàng)傷的，叫做近腦無創(chuàng)，但因?yàn)榇竽X信號都是大腦內(nèi)部的神經(jīng)元放電，在傳到腦外的時(shí)候會經(jīng)過顱骨，勢必有很多信號被阻擋，因此從信息量方面來看不如將電極植入顱內(nèi)的侵入式腦機(jī)接口，而侵入式腦機(jī)接口則無法避免因?yàn)楫愇镏踩攵鴰�來的一系列排異反�?yīng)，所以兩種技術(shù)路線各有其特點(diǎn)與問題。

　　楊云霞則認(rèn)為，具體選用侵入式還是非侵入式，需要取決于其應(yīng)用的場景。“我們把應(yīng)用場景分為兩類，一類是嚴(yán)肅醫(yī)學(xué)，一個(gè)是消費(fèi)場景。兩種場景對于信號捕捉精準(zhǔn)度的要求不同，人們對于損傷的接收程度也不同，所以還是應(yīng)該選擇最合適的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考量。”

　　出于更好的探索腦科學(xué)領(lǐng)域以及促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，紅杉中國也于不久之前正式對外宣布了“紅杉中國腦科學(xué)孵化中心”的正式啟用。這一中心將專注在被認(rèn)為是生命科學(xué)終極疆域的“腦科學(xué)”這一細(xì)分領(lǐng)域，與科研院校和臨床專家深度合作，打造國際領(lǐng)先的腦科學(xué)技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)孵化平臺，加速走通技術(shù)產(chǎn)品商業(yè)化道路，為推動腦疾病的干預(yù)診療貢獻(xiàn)力量。

　　在紅杉中國智能醫(yī)療加速器的啟用儀式上，中國科學(xué)院院士、中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)主任、上海腦科學(xué)與類腦研究中心主任蒲慕明的一席話，揭示了腦科學(xué)當(dāng)今發(fā)展的現(xiàn)狀。蒲慕明院士表示：“腦科學(xué)是21世紀(jì)前沿科學(xué)里最受關(guān)注的領(lǐng)域之一，但受限于其系統(tǒng)之復(fù)雜，進(jìn)展還是比較緩慢。一方面我們需要在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域加強(qiáng)，一方面也需要更多向?qū)嵱脤?dǎo)向、應(yīng)用導(dǎo)向而轉(zhuǎn)化。”

　　在更多的專業(yè)人士看來，腦機(jī)接口在醫(yī)療場景之中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)比其在消費(fèi)型場景市場中的應(yīng)用更值得期待。中國人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟發(fā)布的《腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用白皮書》就認(rèn)為，至少在肢體運(yùn)動障礙診療、意識與認(rèn)知障礙診療、精神疾病診療、感覺缺陷診療、癲癇和神經(jīng)發(fā)育障礙診療等幾個(gè)專業(yè)醫(yī)療場景中，腦機(jī)接口將擁有巨大的空間。