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科学家:不要神话脑机接口,正常人还不适合植入

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作者|章剑锋

出品|网易新闻《态℃》栏目

马斯克旗下的脑机接口公司“神经连接”近日宣布实现首例人类大脑设备植入手术,带动一波脑机接口舆论热潮,像科幻电影中演绎的那样,人类和机器融为一体的“超级人类”时代是否会到来,备受热议。

“太遥远,太科幻”,华南理工大学教授、 琶洲实验室常务副主任李远清对网易新闻说,目前的很多讨论,显然过于夸大和科幻,现实中的脑机接口应用,受技术瓶颈的制约,还远远没有达到大家想象中的那种程度。他同时认为,正常人并不适合植入脑机接口,植入伦理和安全都存在风险;只有疑难重症患者,在不得已的情况下,才有可能选择植入脑机接口作为一种治疗方案。

李远清是脑机接口领域的知名专家,国家杰出青年科学基金获得者、教育部长江学者特聘教授、IEEE Fellow,钻研脑机接口理论和技术20余年,从2019年开始产业化尝试。在国际上,他是最早提出多模态脑机接口系统理论和技术的人之一,实现了基于多模态脑机接口系统的多自由度控制和高性能检测,推动了脑机接口技术的发展。

科学家:不要神话脑机接口,正常人还不适合植入

李远清教授/受访者供图

以下是访谈内容:

一,受技术瓶颈限制,目前还实现不了阿凡达的效果

网易新闻:马斯克的公司最近实现了首例的脑机接口人体实验的植入,目前是针对四肢丧失运动功能的患者,长期目标是说希望正常人也能够植入,实现人机混合体(人类和人工智能共生),等于就是一种“超人”。从专业的角度来讲,这种设想有技术基础吗?

李远清:脑机接口的人体植入,马斯克不是全球第一例,只能说这是马斯克自己团队的第一例,或者是如他们所说的被美国FDA批准的第一列,我们中国的浙江大学2020年就做过一例,国外其他机构前后也做过几例,都比马斯克早。从商业角度出发,马斯克这种宣传有一定的价值,对脑机接口发展也有一定的正面意义,这是他厉害的地方,做什么事都能引起大家关注。

第二,目前的脑机接口,基本都是用在比较严重的病人身上,植入他们的大脑,目的是为了增强他们的运动功能,电极植入大脑以后,病人可以用意识操控外设的机械臂来抓取东西,实现基本的运动能力,像喝咖啡、喝可乐之类。

但我认为,要实现马斯克所说的脑机混合体的制造超人的目标,还很遥远。可以说它更多还只是一个梦想。

首先,正常人能不能接受这种植入?因为在自己大脑里植入脑机接口毕竟是对他们有伤害的事情,一个正常人怎么会去接受这种植入带来的伤害?这种电极材料的植入,目前安全性并没有彻底解决,大家还在研究之中,都想看看怎么才能保证它在人体当中长久的安全,而且脑机接口植入时间一长,它的信号质量也会下降。

其次,脑机接口植入以后能不能真正实现让机器和人融为一体,目前看技术上也有难度,还做不到,并不是大家想象的那样,好像我一植入电极就什么都行,无所不能,不是的,还有很多难关要攻克。

网易新闻:你说的这个难度是指什么?

李远清:不管是侵入式的脑机接口(植入大脑),还是非侵入式的脑机接口(体外穿戴),想真正实现脑机混合体,你想干什么机器就能领会你的意图,我们称为“解码”,你的每一个念头,要被机器解码,它要能准确读取,这种脑机之间的心领神会,现在是有很大距离的。如果想做到,必须让人脑和机器实现无缝连接,才能让两者天衣无缝融为一体。我们现在的模型远远达不到,不管是植入式的还是非植入式的,解码都达不到。

网易新闻:是因为科学上对大脑的机理研究还不透彻,对不对?

李远清:跟这有关系,当然我们也不能说坐等大脑机理研究清楚了再推进脑机接口发展,那也不可能,因为对大脑机理可能会研究清楚,也可能科学家永远都研究不清楚,所以脑机接口和脑科学研究在同步向前推进,但是要达到刚才所讲的人和机器融为一体,像电影《阿凡达》里面的那种效果,我想强调,这很遥远。

二,不用脑机接口人类将无法生存下去?危言耸听!

网易新闻:有一个业界的说法是,未来有可能是一个机器智能主导世界的超级智能时代,机器的智能远远高于人类,如果我们人类没有脑机接口,没办法生存下去,人需要通过脑机接口和机器进行互动、沟通,去管控机器智能,否则人就没有生存空间。

李远清:第一,这个说法太危言耸听了,也不是必须把所有人都机器化的理由。如果说你把人都变成一个机器,成了机器和人的混合体,到时候这个世界恐怕就全乱套了,就是你究竟是人还是机器呢?我相信负责任、有远见的政治家和领导人都不会允许社会发展成这个样子,各个国家政府肯定会出来干预的。

第二,从技术本身来讲,机器智能超过人类的可能性是有的,而且人和机器之间的联系肯定会越来越紧密,机器越来越像人,可以承担更多原来人力所做的事情,把人解放出来,这都是趋势。但是,再怎么样也不会发展到机器和人已经混为一体、相互分不清的程度。不管怎么样,人肯定仍会是人类世界的主导者。

三,正常人没必要植入脑机接口,疑难疾病患者才需要

网易新闻:你刚才讲到侵入式脑机接口对于人体的安全性问题,我也看到有些人在讨论,这个安全风险会是什么样的?

李远清:首先我不是做侵入式脑机接口的,我是做非侵入式的,所以我不能代表那些做侵入式脑机接口的专家和研究人员,这方面的很多说法还是应该以他们说的为准。

但凭我自己20年来对脑机接口研究的理解和产业化实践,我们正常人怎么会容忍在自己大脑里植入电极这种事情呢?人脑是结构最精密最复杂的,也是最应该加以保护的一个系统。你把任何一个外部的东西,哪怕是一毫米或者纳米级的物质,你只要放进脑子里头,都会有影响。我这里指的是对于正常人来说。

对一些病人来讲,他们植入脑机接口就完全不一样了,因为有些病已经很严重了,他们接受植入问题就不大。这有一个性价比的问题,很多时候他是非接受这种治疗不可,已经到了这种地步,没得选择。比如癫痫等脑疾病,靠一般性药物没法治的情形下,就需要进行电极植入来进行治疗,那么在遭受病痛百般折磨和植入电极治疗相比,后者是病人可以承受也可以接受的,能帮助他实现更好的治疗,这也是不得不为之,正常人就不一定需要植入。

当然,对于提高脑机接口安全性的研究,我们业界也都在努力,也会有进步,但这个进展肯定是缓慢的。你要实现人体的植入,就要保证经过手术以后人的脑组织长时间不会发炎,所以说要求很高,难度很大。

网易新闻:也就是说医疗领域目前更适合侵入式脑机接口的应用?

李远清:目前是这样,植入式的脑机接口最主要的应用目标或者是最大的功能,就是治病,治疗疑难杂症,譬如像癫痫、老年痴呆、帕金森,现在也有做抑郁症治疗的,就是专治脑的、神经性的疾病,我觉得这是它最大的应用前景。

脑机接口不是为了取代人,它可以作为肢体的一个补充、辅助功能。 比如有些特殊的场景我的手不够用时,那脑机接口可以为我们提供一个功能补充,对正常人而言这是可以的。有些残疾人手的功能没有了,或者有运动功能障碍,脑机接口也可以作为辅助,这完全没问题。

四,记忆存储、知识写入,脑机接口能实现么?

网易新闻:展望一下,今后脑机接口技术的发展,有可能实现诸如大家讲的知识写入、记忆存储和记忆增强等功能么?

李远清:记忆存储实际上目前还实现不了,因为你要想实现记忆存储,先要研究清楚人类大脑的记忆存储方式、机制,这一点现在还没有搞明白,你就没有办法去存储。

记忆增强有可能实现,它是通过一种神经反馈训练的方式实现,不是说我要给脑子额外增加一个什么东西,灌一个什么东西进去,或者打个针或者装个芯片,不是这样的。

知识写入在目前也实现不了,所谓写入,我觉得还是应该通过神经反馈训练,通过外部的刺激来改善大脑的功能,这就是所谓的广义写入,这样做是可以的,通过改善大脑功能的方式实现,而不是我直接做一个什么知识写入大脑。

网易新闻:你说的广义的知识写入和记忆增强,它是可逆的还是不可逆的?写进去的东西可以擦除吗?

李远清:不存在需要擦除的问题,增强了之后,过一段时间你不再训练他了,他的这种功能也可能会出现退化,恢复到原有的水平,这种知识写入或记忆增强,不会是像我们使用电脑一样,我可以往脑子里存一个东西,到时候再删除,远远没有发展到这个地步。

网易新闻:如果人人都植入脑机接口,意识都能被读取,人类再没有隐私可言了,会是很大的威胁,大家这种担心有必要吗?

李远清:没必要担心,因为实在还没到这个地步,这个说法太科幻。

五,脑机接口挑战很多,探索没有止境

网易新闻:脑机接口技术发展最大的挑战是什么?

李远清:技术层面的挑战太多了,最大的挑战之一就是精确解码脑信号,这个方面一直在进步,但是离我们的目标或者期望还很遥远,比如从脑电信号采集、解码的角度,怎么做到高质量采集,并且能够真正反映我们人脑的各种状态或者各种意图,这是脑机接口一个很关键的步骤,里面有很复杂的环节需要科学研究上取得突破,能不能突破、突破之后又会怎么样,这都是未知的事情。

同时脑机接口又要使用方便,又要可穿戴,还有安全性的问题,怎么降低或者避免对大脑的伤害,都是需要解决的。

从交互的角度来说也有挑战,比如治病,并不是说你植入电极后电一接通就能治病,对于脑病的机理如果没搞明白,你怎么去治?怎么相应地干预大脑、增强大脑功能?

所以我认为脑机接口技术的发展虽然前景光明,但也面临重重困难,也可以说是没有止境的。

网易新闻:非侵入式的脑机接口跟侵入式的脑机接口有什么不一样?相比于马斯克那种侵入式的脑机接口,非侵入式脑机接口接收脑电信号的灵敏度似乎要差一些?

李远清:什么事情都有两面性,有利也会有弊,非侵入式脑机接口最大的好处是使用简单,对大脑不会带来伤害,任何人都能接受,可体外穿戴,价格也便宜,这都是它的优势。

但它的劣势就是对脑电信号的采集解码难度很大。侵入式的脑机接口采集信号更加直接,质量也更高,因为它是直接取自于大脑细胞的活动信号,但它对大脑有伤害,而且在技术没有普及的情况下,价格肯定非常贵。

非侵入式的脑机接口性能会不会越来越精确,甚至达到和侵入式脑机接口一样的性能,现在还很难说,只能说不断在进步之中。现在脑机接口相当于是两条路线都在进步,非植入式脑机接口有它的应用场景,比如养老助残、残疾人功能辅助康复,面向抑郁症患者的神经反馈训练,面向小儿多动症患者的专注力训练等等,使用场景是非常多的,这些都是有进步的。

网易新闻:目前脑机接口手术或者相关辅助器材,成本是什么样?

李远清:因人而异,侵入式的费用我不太了解,非侵入式的脑机接口,现在应该是越来越便宜了。早期的脑电信号采集设备非常昂贵,可能要上百万美元;尽管现在很多脑电采集设备也很昂贵,但是出现了很多可穿戴的脑电采集设备,就几千元人民币,当然价格不同,功能和性能也不同。

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