美国企业家埃隆马斯克(Elon musk)和他的“三只小猪”展示了猪的大脑最近被植入在线直播的脑-机接口设备。这次举世闻名的现场直播再次唤起了人们对脑机接口技术的热情和期待。
本次会议主要展示了BCI技术在工程方面的新进展，并展示了BCI产品有望在未来变得更加方便易用。然而，脑机接口的一些关键技术仍有待突破，它离科幻作品中的“记忆存储与提取”和“超人类”还很遥远。
什么是脑-机接口技术
脑-机接口是在大脑和外部设备之间创建一个新的信息交换通道。一方面，它将大脑信号转换成机器可识别的信号，以实现对机器的有效控制；另一方面，外部设备的信号被转换成大脑可识别的信号，大脑直接受到外界的干预。
早在20世纪20年代，科学家们发现了脑电波之后，对脑-机接口的探索就开始了。在接下来的几十年里，这项技术逐渐带来了一些实用的产品，比如为聋人植入人工耳蜗以恢复听力。一般来说，脑-机接口的成熟应用主要集中在神经康复和辅助医学领域，但其在重症医学领域的应用仍然非常有限。
近年来，随着人工智能等技术的发展，脑-机接口已经应用于许多领域，如基于神经信号解码的机器翻译、精神控制机械手、脑控制电子游戏等。马斯克认为，脑机接口技术可以大大提高人机交互的速度，并有望最终解决“人机共生”的问题。
马斯克的“神经连接”做了什么
脑-机接口(BCI)近年来蓬勃发展，几个全球技术公司的巨额投资和技术创新成果成为主要推动力。去年夏天，由美国社交媒体Facebook投资的“语音解码器”的研发和发布引起了人们的关注，马斯克创立的“神经连接”公司也对脑机接口技术进行了引人注目的展示。
这次，除了马斯克，主角还有三只实验小猪：一只在两个月前植入了BCI的设备，一只没有植入任何设备，另一只植入了BCI的设备，然后取出。当植入该装置的猪的鼻子和嘴巴接触到一个物体时，脑-机接口装置会采集到神经元发出的信号，并在显示屏上呈现出点状图像和声音，表明其脑信号可以被实时采集。然而，植入该设备后取出的小猪非常健康，这与普通小猪没有什么不同。
这次展览的主要亮点是：实验动物已经从去年夏天的老鼠“升级”成了与人类更相似的小猪；植入物只有硬币大小；植入手术由一个特殊的机器人完成，只需要一个小时就可以在同一天出院。
应该说，新的成果主要表现为实现脑机接口的技术路径的探索，而不是基本原理或技术应用的突破。英国纽卡斯尔大学教授安德鲁杰克逊(Andrew jackson)指出，这次展览没有什么革命性的东西，它主要展示了在解决多电极植入的工程挑战方面取得的新进展。
目前，脑机接口的实现方式主要分为“侵入式”和“非侵入式”。前者是将脑电波检测电极植入大脑，使采集到的脑信号强而稳定，但会对人体造成创伤；后者主要通过穿戴式脑电波检测设备获取信号，对人体无害，但存在信号稳定性差、速度慢、精度低、佩戴不便等问题。
马斯克和“神经连接”希望在这两条路径之间找到最佳平衡：尽可能低的损伤和有效的信号传输。一些专家评论说，“神经连接”展示的新产品在工程方面做得很好
脑-机接口技术近年来备受关注，并取得了一些成果。然而，要早日在许多领域实现大规模应用，甚至在科幻作品中产生“超人类”，还有许多挑战。
首先，需要基础科学进步。人类对大脑的了解还不够，生物领域中生命活动的基础仍然是一个未解之谜。专家指出，虽然理解不同的脑电波有一个代表性的方向，但很难“解读”大脑信号。如果基础研究不能得到准确的数学模型，后续的软件设计和应用开发将缺乏可靠的基础。
二是关键技术的突破。据业内人士介绍，脑-机接口技术将经历“脑-机对接”、“脑-机交互”和“脑-机集成”三个发展阶段，目前正从第一阶段向第二阶段过渡。主要技术瓶颈包括传感精度低、综合计算效率低、编解码能力弱、相互适应手段少。
第三，需要更多的实验和数据。技术研究需要基于大量的实验和数据，特别是人工智能相关的研究，但是脑-机接口技术实验仍然非常匮乏。据介绍，这种技术通常以猴子为实验对象，然后才能对截瘫患者进行临床试验。然而，目前世界上只有少数团队可以做猴子实验，只有少数机构可以做临床试验。
除了这些挑战，脑-机接口技术的安全风险也不容忽视。例如，电极植入和信号输入或输出的过程可能导致脑损伤，而脑电波信息的收集和使用可能涉及侵犯个人隐私。
爱尔兰沃特福德理工学院(Watford Institute of Technology)通信软件和系统研究组负责人萨斯塔兰巴拉萨布拉马尼亚姆(Sasitaran Balasubramaniam)对媒体表示，脑机接口可能会让我们更容易受到黑客攻击，相关信息的泄露“将比我们所看到的所有数据泄露都更加严重。”
“大脑控制”技术的伦理问题也需要标准化。一些专家建议，BCI技术的使用至少应遵循知情同意、患者自主和必要性的原则，以及有益于人而不对他人和社会造成损害的原则。(结束)
