DARPA 鍾情的腦機介面技術不僅是「開腦洞」，也是 VR 和醫療領域變革的關鍵

-shenzhenware-

美國國防高級研究計劃局（DARPA）似乎對科幻電影中出現的高新技術有著特別的執著。根據最新的消息，DARPA將投入6500萬美金，用於人腦和計算機之間的相互通信，也就是腦機介面技術。

作為神經工程系統設計（NESD）項目的一部分，該資金將會資助五個學術機構和一個位於聖何塞的小公司進行相關的研究。

什麼是神經工程系統設計項目？根據DARPA官方的說明，該項目致力於開發可植入神經介面，在人腦和數字世界之間提供信號解析以及數據傳輸帶寬，並將大腦使用的「電化學語言」翻譯為計算機能夠識別的二進位語言，也就是雙向腦機介面技術，旨在提升神經技術的研究能力，為研究新的治療方法建立基礎。

在這個項目中，DARPA的研究團隊將一塊晶元植入腦中，並一次性與腦中指定區域中超過100萬個神經元進行連接。晶元上的感測器能夠進行實時通信，研究人員從中能夠獲知大腦是如何認識以及解碼信息，為開發「高解析度」的神經植入物奠定基礎。

▎DARPA 對腦機介面情有獨鍾

DARPA曾表示，對所有會造成國家安全問題的技術都非常感興趣，無論是網路安全、機器人科學、宇宙探索還是生物科學，都會進行大量的研究和實踐。

而腦機介面技術在軍事上的應用也相當直接。

2011年，DARPA將顱外直流電刺激技術應用到了智力/學習領域。利用電極貼在皮膚特定位置上，然後釋放少量電流，學習者會在短時間內快速提升學習效果。這項成果直接應用在了對飛行員和狙擊手的訓練上。而這項技術最大的貢獻是第一次大規模的將腦機介面使用在健康人身上，並為以後的研究打下基礎。

同時，這項研究也表明，神經植入技術可以讓很多設備成為身體的延伸，而不僅僅是輔助殘疾患者以及癱瘓病人，目前已經成功地實現了兩個人的神經系統直接通信，以及神經信號驅動輪椅。此次DARPA花6500萬美金研究的重點，也是通過神經技術增強人體本身的智能。

▎腦機介面技術在商業領域有廣泛的應用

雖然腦機介面技術離大規模普及還很遠，但這並不妨礙先行者對該技術進行商業化探索，而醫療健康則是與腦機介面結合最為緊密的領域之一。

位於美國山景城的Neuropace公司推出過一款能夠識別大腦異常活動的醫療裝置，該裝置由一種很小的植入顱骨的神經刺激器構成，放置在大腦表面可能出現癲癇的地方，然後發送脈衝以抵消或破壞導致癲癇發作的異常信號。

另外，深圳灣（公眾號 ID：shenzhenware）此前就報道過，伊隆馬斯克打算成立一家新公司 Neuralink，將人腦和計算機連接起來，允許人類用意念與計算機交互，從而免去了鍵盤、滑鼠及觸控板低效輸入的煩惱。儘管 Neuralink 成立的最終目的在於提升人類的智能，但目前仍是結合醫療健康健康，探索如何通過腦機介面減輕慢性疾病癥狀，例如癲癇、帕金森症等。

值得一提的是，腦機介面技術在 VR 領域上的應用也有很大的想像空間。

位於瑞士的 MindMaze 是一家神經科學公司，專註於虛擬現實、運動捕捉和腦機介面技術的結合。

MindMaze 的虛擬現實系統通過結合各種方法以「零延遲」的方式在虛擬現實世界中生成互動。該系統用綁帶和乾電極檢測用戶的腦電波、肌肉活動，一個專用的運動捕捉攝像機在用戶做出動作之前進行「預測」。

MindMaze 的負責人表示，如果有了運動數據、肌肉數據、大腦數據，研究人員就能權衡信息，並從這些數據中預測行動。而該過程的遊戲化也讓 MindMaze 公司的產品有了更廣泛的應用空間，比如和 Oculus Rift 這樣的頭戴虛擬現實設備結合，從而進入消費者市場。

▎腦機介面技術的困境

腦機介面技術是一門複雜的交叉學科，無論是在工程技術還是科學原理上都需要花費大量的金錢和科研資源。

2014 年巴西世界盃開幕式，在全世界球迷的注視下，一名巴西癱瘓少年在腦控外骨骼的幫助下開了第一球，這可能是近幾年裡，腦機介面技術最讓人感動的應用案例了。不過，那位癱瘓少年身穿的「機械戰甲」並不是所有人都能接觸得到的，美國的科學家專門花費了兩年時間的研究才讓這名少年順利地踢出這一腳。

製作這樣一套機甲涉及機械動力學、機器學習、神經科學、認知科學、信息工程等大量學科，哪一方薄弱了都只能做出個沒什麼用的半成品。所以說，這是個非常巨大的工程。

而且，由於工程上設計和製造的流程比較複雜，導致相關產品的價格居高不下，這也是造成腦機介面技術不太「親民」的原因。

除此之外，真的在你頭上開個腦洞，然後再塞塊晶元進去，估計很多人都無法接受。雖然非侵入式腦機介面技術研究也在不斷向前推進，但要論控制的精度和速度，侵入式表現更加優秀，並且在醫學領域的部分商業應用也基本清晰明朗。

此次 DARPA 研究的一個重點，就是植入腦中設備的長期穩定性和安全性。以目前的技術來看，侵入式技術容易引發免疫反應和愈傷組織（結疤），從而導致信號質量的衰退甚至消失。雖然植入的過程不會產生疼痛，但手術仍然存在著諸多的風險，所以腦機介面技術發展的趨勢是微創植入，減少手術的影響，這也是重點研究問題之一。

比爾蓋茨說過，人們往往高估兩三年內的事情，而低估十年以後的事。要制定一個可行的腦機介面方案，涉及到軟體、硬體、生理醫學，甚至倫理等多方面的問題，但未來腦機介面技術所帶來的革新是多方面的，這也是那些頂尖的科研人員以及企業家如此鍾愛這項技術的原因吧。（主筆：雙雙 @深圳灣）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！