“脑机接口”火了 还有哪些难题待解？

马斯克介绍执行脑机接口植入手术的专用机器人

马斯克日前在线直播展示了大脑被植入脑机接口设备的小猪

被展示的脑机接口设备仅有硬币大小

美国企业家埃隆·马斯克和他的“三只小猪”日前在线直播展示了小猪大脑被植入脑机接口设备的情况。这场发布会主要展示了脑机接口技术在工程学上的新进展。但业内专家认为，人类要真正实现将脑机接口用于治疗脑部疾病，甚至用于记忆存储、意念控制，仍然有诸多难题需要破解。

这次最大突破是系统集成

在发布会上，马斯克展示了一个只有硬币大小的脑机接口设备，这款设备用于植入大脑中，建立大脑与外界的联系。据介绍，植入大脑的过程通过一台类似缝纫机的机器人就可以实现，手术可以在1小时之内用微创的方式完成。马斯克还用小猪展示了脑机接口的最新成果。当工作人员给小猪喂养食物并进行触碰时，通过脑机接口设备读取的小猪大脑信号显示其处于活跃状态。而通过进一步读取其脑电信号，可以预测小猪的运动步伐和模式。

华南理工大学脑机接口与脑信息处理研究中心主任李远清分析，相比过往的研究，马斯克这次展示的技术，说明其在大脑信号采集技术方面取得了很大进步；其创新点在于把过去很粗很硬的植入性电极做到了很小很软，并且一次性集成植入上千个电极，这种成果是突破性的。而在复旦大学类脑智能科学与技术研究院副院长王守岩看来，这次最重要的突破是脑机接口各项技术的系统集成。脑机接口涉及多学科领域，从电极、电子到神经科学。“但如何将这些技术集成整合在一起，一直是这个领域的挑战。而马斯克展示了一种可能，即通过产学研合作的模式推动从科学研究成果到产品应用的实现。”

治疗脑部疾病？还远着呢

马斯克称，脑机接口技术将能解决包括失眠、抑郁、健忘等在内的诸多脑部疾病问题。但专家认为，以目前的技术水平来看，这还是遥远的未来。

当前，国内外脑机接口研究领域均面临一些尚未突破的前沿问题，特别是脑科学和神经科学。此次马斯克演示猪的脑电信号和运动轨迹，在业内人士看来，这种信息“还比较宏观，功能单一”。“科学家对运动功能解码已经做了很多，但与大脑高级功能如情感、疼痛、记忆相关的解码更加复杂，人类还知之甚少。”王守岩说。

电子科技大学四川省脑科学与类脑智能研究院院长尧德中说，脑机接口用于脑部疾病治疗，前提是把脑部疾病致病机制和机理搞清楚，这样才能破解大脑信号背后意义并有效干预。

此外，“读”信号难，但“写”信号更难。脑机接口是一个交互过程，不仅要读懂脑信号，还要能进行干预和治疗。专家分析，“读”和“写”背后涉及的神经解码和编码机制仍然是一个“黑箱”，还处在非常初级的阶段，积累很少。

诸多工程技术也需突破，比如植入材料的生物兼容性问题。此外，科研伦理也是一大挑战。

如何推进脑机接口技术发展

多位专家表示，作为一门新兴的、复杂的、多学科交叉技术，脑机接口技术应用领域广泛，未来前景令人期待。马斯克这次发布会相当于做了一次大范围的科普，各界应该抓住机遇，加速推进脑机接口技术的发展。

一方面，应该创造跨学科合作的氛围和平台。王守岩表示，目前科学界脑机接口领域各个团队容易各自为战，缺乏整合。应该搭建更好的沟通交流平台，把工程技术、神经生理、临床医学等多方面相关人才凝聚在一起，共同研究脑机接口前沿科学问题。另一方面，应该建立良好的产学研合作机制。“科学家解决一些理论和核心技术问题，而公司解决系统集成、共性关键技术等问题，这需要一些灵魂人物能把各方力量组织起来。”王守岩说。

尧德中表示，由于脑机接口需要长期投入，整个行业光靠科研资金和少数公司难以维持和推进，需要吸引更多社会资本加入，共同推动行业发展。

最后，还应该加快脑机接口科研伦理研究，出台规范性、指导性规章制度。美国据称已完成近万例侵入式脑机接口的临床手术。此次马斯克也宣布，“神经连接”公司已于今年7月获得美国食药管理局的“突破性设备”认定，目前正筹备首次人体植入实验，但尚待获批以及通过进一步安全测试。

解释什么是脑机接口

脑机接口，就是在大脑与外部设备间创建全新信息交换通路，一方面将大脑信号转化为机器可识别的信号，实现对机器的有效控制；另一方面，将外部设备信号转化为大脑可识别信号，从外部对大脑进行直接干预。

早在20世纪20年代科学家发现脑电波后，对脑机接口的探索就已经开始。此后数十年，这项技术逐渐带来一些实用产品，比如为失聪者植入人工耳蜗可恢复听力。总体来看，脑机接口较为成熟的应用主要集中在神经康复和辅助医学领域，在重症医学领域的应用还十分有限。近年来，随着人工智能等技术的发展，脑机接口在多个领域开展了应用尝试，比如基于神经信号解码的机器翻译、意念控制机械臂、脑控电子游戏等。

据新华社

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