深入大腦之后

尹傳紅

未來會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的芯片和腦電信號(hào)采集與分析技術(shù)，腦機(jī)接口時(shí)代必然來臨。

兩名因癱瘓而喪失語言功能的患者，在大腦植入裝置后，可以重新說話了。通過在人體內(nèi)植入腦信號(hào)讀取裝置，一名因脊髓受損而下半身癱瘓的患者恢復(fù)了自主行走能力。這是《自然》周刊新近先后披露的兩項(xiàng)科技新成果。

前一成果，分別來自斯坦福大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的兩個(gè)美國科研團(tuán)隊(duì)。后一成果，出自瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)和法國替代能源與原子能委員會(huì)。

看起來令人欣喜：一種將生物器官與數(shù)字技術(shù)結(jié)合起來的新醫(yī)療服務(wù)，或許很快就會(huì)帶來一場(chǎng)康復(fù)革命。腦機(jī)接口技術(shù)的施行，是人類首次對(duì)自己大腦的基本“硬件”做出修改。精細(xì)的微電子裝置和強(qiáng)大的人工智能（AI）算法相融合，讓我們不僅能清晰地探測(cè)到大腦信號(hào)并解讀之，而且還能“左右”人之行為。

如何讓失語者說話？研究人員將電極植入患者大腦中與語言有關(guān)的區(qū)域，借以測(cè)定神經(jīng)元的活動(dòng)。然后，讓一臺(tái)與這些電極連接的計(jì)算機(jī)通過一種算法來“大量處理”傳遞給它的信息，使患者腦子里想說話語的腦電信號(hào)和所發(fā)生的情況建立聯(lián)系。如此反復(fù)訓(xùn)練，就能越來越快速和精確地“還原”患者想說的話。

癱瘓者怎樣走起？研究人員將患者部分頭骨切除，在其頭部左右兩邊各植入一個(gè)用于檢測(cè)硬腦膜外部電信號(hào)的傳感器。同時(shí)，在患者腰椎內(nèi)植入可對(duì)病變部位以下的脊髓進(jìn)行電刺激的裝置。另外要做的是，讓AI對(duì)所需電刺激的強(qiáng)度進(jìn)行研判，并學(xué)習(xí)人在活動(dòng)四肢時(shí)發(fā)出的腦信號(hào)。這樣，當(dāng)患者想要活動(dòng)身體時(shí)，傳感器就會(huì)檢測(cè)到大腦發(fā)出的信號(hào)，計(jì)算機(jī)隨即進(jìn)行分析處理，再對(duì)脊髓進(jìn)行相應(yīng)的電刺激，使患者能夠完成站立、行走等動(dòng)作。

我國腦科學(xué)臨床和基礎(chǔ)研究同樣碩果累累。已成熟開展顱內(nèi)電極植入手術(shù)的神經(jīng)外科專家王明宇告訴我，腦電信號(hào)解碼跟腦機(jī)接口密切相關(guān)，目前植入式腦機(jī)接口在我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，譬如浙江大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科團(tuán)隊(duì)通過對(duì)一位高位截癱志愿者腦內(nèi)植入U(xiǎn)tah陣列電極，從而意念控制機(jī)械手臂的三維運(yùn)動(dòng)，可完成進(jìn)食、飲水和握手等一系列動(dòng)作，隔空取物不再是幻想。

植入式腦機(jī)接口從技術(shù)上來說我們都能做到，只是手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和倫理問題比較復(fù)雜。王明宇認(rèn)為，腦機(jī)接口技術(shù)前景很好，但存在諸多局限性和制約。特別是無創(chuàng)腦機(jī)接口（穿戴式）對(duì)于腦電信號(hào)采集技術(shù)的要求較高，畢竟現(xiàn)在植入顱內(nèi)的電極也無法做到穩(wěn)定采集和精準(zhǔn)解碼信號(hào)。未來會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的芯片和腦電信號(hào)采集與分析技術(shù)，腦機(jī)接口時(shí)代必然來臨。

不過，完美的腦機(jī)接口的影響或許是最不可預(yù)測(cè)的。國外已有學(xué)者提出了腦機(jī)接口有可能造成的嚴(yán)重隱私問題：如果你身體里裝有醫(yī)療設(shè)備，這些設(shè)備可能就具有某種能與外部世界進(jìn)行通信的無線方式，而這會(huì)引起黑客侵入的風(fēng)險(xiǎn)。就大腦植入物而言，黑客侵入可能意味著更高的風(fēng)險(xiǎn)。比如說，一名黑客或許能借助重要器官的植入物，來遠(yuǎn)程殺死或折磨一個(gè)人。當(dāng)然，還有更不易察覺的可能：一名黑客或許能通過訪問一個(gè)深層大腦刺激器，來控制一個(gè)人的心情乃至個(gè)性。