科幻變現實？腦機介面助人類超越自身局限尚需時日

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本報記者 劉 霞 綜合外電

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自古以來，人類總是希望變得更高、更快、更強：古希臘人對翱翔飛行深深著迷；而今人們祈望自己的思維能與機器溝通，以增強大腦的能力。

科技界的「網紅」埃隆?馬斯克和移動支付初創企業Braintree創始人都對此領域青睞有加，並砸下重金，希望通過將電極植入人腦來增強人類的能力。

那麼，思維可通過腦機介面與人工智慧、機器人和其他思維直接相連，從而超越人類自身的局限嗎？美國趣味科學網站在近日的報道中指出，儘管這類技術在未來大有潛力，但要實現上述目標，我們還有很長的路要走。

殘障人士的貼心幫手

有關腦機介面的最新研究，大部分都致力於改善殘障或有嚴重運動障礙人士的生活質量。

如2015年，匹茲堡大學的研究人員在一位頸部以下癱瘓的女患者腦運動皮層植入感測器，使其單憑意念（思想）即可操作機械手臂將一塊巧克力送入口中，靈敏度比以往更接近正常人的肢體；為視力嚴重受損人士準備的仿生眼已商用，改進版本正在進行人體試驗；全球有超過30萬人使用耳蝸植入物改善聽力等。

華盛頓大學感覺運動神經工程中心（CSNE）的科學家，目前正探索將腦機介面用作全新的修復工具，供中風和脊髓受損人士使用。他們業已證明，腦機介面能被用來加強大腦兩個區域之間及大腦和脊髓之間的聯繫。

腦機關聯需跨幾座「山」

儘管如此，我們距離理想的腦機關聯還有很大距離。

首先，與健全人士每天使用四肢所做的動作相比，腦機介面產生的動作更慢，精確度和複雜程度也大打折扣，仿生眼提供的視力解析度很低，耳蝸植入物會使音樂失真。其次，電極必須通過手術植入，但大多數人都不願這麼做。

當然，無需手術的非侵入式腦機介面的確存在，它們一般基於頭皮部位的電子記錄，可控制游標、輪椅、機械臂、無人機甚至實現腦―腦通信。但這些展示都在實驗室進行，房間很安靜，測試對象心無旁騖，技術設置有條不紊。實踐證明，此類設備在真實世界中的表現遠不如實驗室獲得的效果。

此外，還存在所謂的語言壁壘。神經元通過電信號和化學信號之間的複雜作用彼此聯繫。電―化學語言雖能用電路解釋，但並不容易。人類目前還無法記錄數以百萬計的大腦神經元活動，因而無法解碼複雜的決策流程，也無法區分某人究竟是想吃一碗面，還是想去洗手間。

最後，還有破壞問題。大腦組織柔軟而充滿韌性，而大多數導電材料一般非常堅硬，這意味著，植入電子設備經常會導致身體出現傷疤併產生免疫反應；而植入物也會慢慢失效，因此，要想腦機連接更高效，需要柔性生物兼容纖維。

多種技術協同應對挑戰

雖然面對上述諸多挑戰，科學家們對腦機關聯的未來仍表示樂觀。

因為，腦機介面並不需要非常完美，大腦擁有令人驚嘆的適應能力，能像學習新技能一樣學會使用腦機介面。

另外，研究人員也找到了克服電―生物化學語言壁壘的新方法。比如，可注射的「神經織網（neural lace）」有潛力使神經元在植入電極周圍發育而非抵觸它們；柔性納米線探測器、柔性神經元支架也使生物計算機和常規計算機未來能在我們體內和諧相處。「神經織網」是科幻小說家伊恩?班克斯提出的一個概念，在小說中，一個非常精細的「神經織網」生長在人類大腦中並作為無線腦機介面，根據指令釋放特定的化學物質。

最終，為了更好地實現腦機關聯，我們需要一種「互相適應」的雙流向腦機介面，電子器件和大腦一起學習並在學習過程中同大腦交流，建造此類介面也是CSNE的目標。

埃隆?馬斯克即將啟動的初創公司Neuralink希望通過用將電極植入人腦的方式來增強人類的能力；約翰遜創辦的Kernel也致力於研發神經義肢技術，希望在人腦中植入相關設備，改善人類的認知能力。儘管這些想法有點像科幻小說，但並非空穴來風。畢竟，自動駕駛汽車十多年前也只出現在科幻小說中，而現在都已上路。

（科技日報北京4月18日電）

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