深夜輾轉反側、入睡困難?拯救睡眠的,可能來自神經技術爲大腦“輸送”的一段音樂、構建的個性化助眠場景。當然,腦機接口的新應用遠不限于此。9月16日,天橋腦科學研究院(TCCI)主辦的“面向大衆的神經技術”國際論壇上,4個多小時裏,來自中國、美國、德國、荷蘭和新加坡的知名科學家與近52萬人次的在線觀衆分享了對腦機接口的動態和展望,率先在全球範圍內對這一前沿課題開展跨學科、跨國界的高層次研討。
帕金森、運動障礙、睡眠與情緒調節
腦機接口進展如何?全球突破各有收獲。
天橋腦科學研究院應用神經技術前沿實驗室主任Gerwin Schalk教授介紹,神經技術可以讓中風或因其他疾病引起失語症病患的語言功能增強,侵入式腦機接口及大腦模擬技術,可以幫助嚴重帕金森病或其他運動障礙症狀的患者顯著減輕症狀。
清華大學生物醫學工程系洪波教授介紹,其團隊用3個顱內電極就實現了微創植入腦機接口打字,每個電極的等效信息傳輸率達到20比特/分鍾,期待未來能以盡可能小的代價幫助殘疾人恢複與外界溝通的能力。
烏得勒支大學醫學中心Nick Ramsey教授分享稱:一名58歲晚期肌萎縮側索硬化症(ALS)患者接受了大腦植入,通過解碼軟件算法和患者反複練習,每分鍾能輸入相當于兩個字母,准確率接近90%;電極植入7個月後,她可以在家實現連續32天的拼寫練習。
南洋理工大學計算機科學與工程學院關存太教授稱,基于深度學習等算法的新型非侵入腦機接口技術,可以使卒中患者的理解准確率從傳統腦機接口技術的70%上升到90%。
基于現有最新成果,專家們對這些技術在更大人群的應用作出展望。柏林大學醫學中心Surjo Soekadar教授認爲,目前的腦機接口主要是通過對大腦運動意識的解碼和感官的反饋,實現對大腦結構和功能的重建,下一代的腦機接口技術將能做到解碼工作記憶、情感和運動集成,並通過自適應的調節和感官反饋,實現對大腦功能的穩定提升。
Gerwin則認爲神經技術在健康人群中最先落地的應用可能是睡眠及抑郁焦慮調控場景。他舉例說,通過神經技術産生能引起大腦積極反應的音樂,讓大腦和音樂韻律達成一致的節奏,起到幫助正常人個性化提升睡眠質量的作用。
毛穎教授任主持會議,5位國際專家作學術報告
作爲會議主持人,從一位神經外科醫生的角度,華山醫院院長、TCCI轉化中心主任毛穎教授認爲,許多提升正常人群健康的技術都是先從醫療落地轉化的。如今,創新神經技術比如腦機接口、深部腦刺激、手術機器人已在神經外科臨床中應用,給醫生帶來便利,給患者帶去希望,而發展趨勢則是從表象到機理、從有創到無創、從單一學科到多學科融合,爲未來造福正常人群打下基礎。
從“修複腦”到“增強腦”,夢想能否照進現實?
與熱火朝天的醫療級神經技術相比,面向健康人群的應用,被多數科學家認爲“還很遙遠”。美國科學院院士Richard Andersen是爲數不多對這一應用進行過展望的科學家。他說,我們現在關注的是用腦機接口修複腦,今後會關注增強腦。他預測:能不能做到未來把手機芯片植入大腦,實現人腦和電腦的合二爲一,只要動動腦子,就可以收發郵件,上網搜索?
中科院上海微系統所陶虎教授也認爲,以腦機接口爲代表的神經技術,現在是讓病人成爲正常人,未來是讓正常人成爲超人。
這並非空想。Richard Andersen現任加州理工學院TCCI腦機接口中心主任。6年前,他把電極植入癱瘓病人的大腦運動皮層,實現讓病人僅用意念即可精確遙控機械臂完成開啤酒瓶、彈鋼琴、玩遊戲等複雜動作。也正是這一成果,將陳天橋吸引到大洋彼岸,並與加州理工合作成立天橋腦科學研究院的第一個國際科研機構。
陶虎的另兩個身份是天橋腦科學研究院(中國)研究員,以及腦機接口初創企業腦虎科技創始人,而腦虎科技的唯一天使輪投資者、最大投資者也是陳天橋。
陳天橋對創新神經技術興趣濃厚,Richard Andersen的最新研究(通過超聲波,一種無創、但相對精確的方式進行腦機接口調控)也獲得陳的支持。他還投資了一家名叫Sychron的公司,研發了通過血管介入的腦機接口設備,今年獲美國藥監局批准開始人體臨床試驗。
據悉,馬斯克正在謀求投資Sychron。此前,馬斯克已創辦腦機接口設備企業Neuralink,從一開始就以正常人群爲目標,包括設計了縫紉機式的微創植入。馬斯克透露,在探索把自己的大腦上傳雲端,實現與虛擬自己的對話。
持續“追問”:技術發展會否導致人腦退化……
面向大衆的神經技術吸引産業大佬的目光,也讓相關問題提上議程。
“如果人腦在記憶、計算等功能上通過神經技術全面得到增強,會不會意味著人類大腦的整體退化?”有人提問。Ramsey教授認爲,人類的情緒、動機、獎賞加工、與軀體相關的認知功能是沒有辦法被取代的,所以即使未來神經技術可以大大增強大腦,也不會導致人類大腦的退化。
Nick Ramsey教授分享腦機接口技術面向大衆的需求思考
“用人腦研究人腦,是否會有不可逾越的主觀性障礙?能否通過機器AI研究解決這一問題?“關存太教授指出,現在用人腦來研究人腦,其實不是研究人腦的運作機制,而是研究大腦出現障礙或疾病時的修複,或者說是在研究人腦的障礙區域。在目前的技術水平層面,我們無法觀測整個大腦的運行規律,所以應該也沒有主觀性障礙。
“如果神經技術可以解碼意識以及雙向調節,是不是未來可能幹預和改變人的自由意志,這種倫理風險如何考慮?“洪波教授認爲,以目前的研究水平,不用過于擔心倫理風險,遠沒有達到這一步,現在最需要的是繼續探索。許多年以後,我們真的有能力達到了這種先進的技術程度時,就需要非常關注倫理問題。
會議追問環節,耿海洋博士代表觀衆向講者提問
會前、會中,觀衆們向講者提出了200多個問題。現場,天橋腦科學研究院蘇格拉底實驗室社區追問觀察員耿海洋博士彙總了有代表性的問題與專家互動。耿海洋說,大家最關心的包括科幻小說關于最強大腦的描述哪些最有科學依據、最有希望落地,倫理風險,以及侵入和非侵入的解決之道。
除了分享和回答問題,每位講者也留下了自己感興趣的問題,希望與引發進一步探索。比如,洪波提問:“我們未來能不能把每個人大腦數字版上傳到元宇宙?我們未來能不能模擬制作出患病的大腦?”Surjo Soekadar:“開發面向大衆的神經技術以提升精神健康,最大的挑戰是什麽?”
作爲天橋腦科學研究院創始人,陳天橋說,多年前,阿凡達、黑客帝國、盜夢空間、三體等經典科幻作品,對面向大衆的神經技術作出精彩而大膽的描述,比如大腦複活、記憶下載和傳輸、夢境解碼和控制,但今天,這些技術仍停留于科幻作品,通過辦會及持續的“追問”,不是期待馬上就能得到完美解決方案,而是期待持續引起科學家的重視和公衆的關注。
作者:唐聞佳
編輯:唐聞佳