疯狂科学家连上脑机接口

admin 2023-06-04 4

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摘要： 　　来源：经济观察报　　脑机接口技术安全吗？能造“超人”吗？能控制人脑吗？精神自由、公平性如何保证？在人的大脑探秘路上，这些都是无法绕开的部分：伦理。　　作者：张铃　　封图...

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　　来源：经济观察报

　　脑机接口技术安全吗？能造“超人”吗？能控制人脑吗？精神自由、公平性如何保证？在人的大脑探秘路上，这些都是无法绕开的部分：伦理。

　　作者：张铃

　　封图：CFP

　　导读

　　壹 ||过去半个世纪，全球脑机接口实现了从科幻到产业落地的突破，从0到1，又从一生二。高小榕希望各界能协同攻关，克服挑战，在未来50年，推动脑机接口实现二生三，三生万物。

　　贰 ||进入2023年，脑机接口一路“狂飙”，学界密集披露研究进展，业界忙着融资、产业化。这一年也被部分从业者视为神经技术的“分水岭之年”。

　　叁 || 疯狂科学家可以甘坐冷板凳，创业者必须去人潮中蹚出全新的商业模式。

　　肆 || 脑机接口能代替人类思考吗？赵继宗告诉经济观察报记者，从理论上说是可以的，从实际上说，涉及哲学、法律问题。

　　戴上贴满金属片的头罩，盯着模拟键盘，体验者想打的字母就一一出现在屏幕上。这是经济观察报记者5月29日在中关村论坛看到的一幕。

　　这项技术，是近期科技、医疗领域最火的赛道之一：脑机接口。

　　脑机接口，顾名思义，是大脑和计算机之间的接口。在科幻电影中，残疾人用机械臂弹唱，失语者开口说话，失聪者听到声音，人类靠意念指挥庞大的机械……现在，技术正让科幻照进现实。

　　5月4日，由南开大学教授段峰领衔的团队，完成全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验。这项技术已与国际接轨。

　　5月25日，马斯克旗下公司Neu－ralink获准进行脑机接口人体试验，这被视为脑机接口迈向商业化应用的里程碑。马斯克希望这项技术帮助视障和行动不便人士，恢复视力和行动能力。

　　中国科学家段峰，同事们戏称他“疯狂科学家”；世界首富马斯克，人们视他为“最疯狂的人”——这或许是人类对技术还缺乏想象力。

　　科学家希望攻克技术难题，企业家期待让消费者接受全新的产品。在医疗和助老端，许多脑机接口产品落地了，几年后，或许人们还将戴上AR眼镜，用意念听歌、购物，再久一些，瘫痪多年的人也许可以重新站起来。

　　5月29日，中国工信部宣布，将把脑机接口作为培育未来产业发展的重要方向，加强脑机接口应用场景探索，加速推动脑机接口产业发展。

　　同一天，中国最早开展脑机接口研究的学者之一、清华大学医学院长聘教授高小榕告诉经济观察报记者，脑机接口进入了一个新的时代。

　　产业端，中国脑机接口概念板块热度持续上涨，多个概念股发布股价异动公告。截至6月1日，创新医疗、新智认知等多个脑机接口概念股连续5个交易日涨停。

　　脑机接口技术安全吗？能造“超人”吗？能控制人脑吗？精神自由、公平性如何保证？在人的大脑探秘路上，这些都是无法绕开的部分：伦理。

　　疯狂科学家

　　爱吃的苹果就在对面，但小猴子的双手被绑住了。随着“想吃苹果”的意念产生，几秒后，一两米外的机械臂缓缓移动，将苹果送到嘴边。

　　一旁，猴子的主人、科学家段峰忍不住高喊：“苹果来啦！”小猴子缓缓张嘴，咬下一块苹果，发出清脆咀嚼声。

　　这是5月4日，在全球首例非人灵长类动物（猴）“介入式脑机接口试验”手术后，现场拍摄视频中的场景。

　　当天上午9:00，中国人民解放军总医院，在肌肉麻醉后，手术开始了。神经外科医生吴东东屏息凝神，在猴颈部刺了个小口，将微导丝小心穿过血栓，定位在血栓远端，将介入脑电传感器贴附在猴脑血管壁上，再撤出微导丝。顺着血管，传感器被送至矢状窦，采集并识别猴子的脑电信号。

　　通过神经介入放入颅内支架，这样的手术在人身上已很成熟了。这次，不一样的是，科学家在颅内支架上附加了脑电信号采集装置，采集到的脑电信号，会被体外仪器解码，从而实现对机械臂的控制。

　　手术室很安静，两个多小时后，手术完成，医生和科学家都出了一身汗，衣服被浸湿。他们小心监测着麻醉药效还没过的猴子，心率、呼吸一切正常。三四个小时后，猴子醒来，用意念驱动机械臂吃到了食物。

　　十多年前，段峰开始研究脑机接口，先后研究过侵入式、非侵入式、介入式（前两者较为常见）这三大全球脑机接口技术路线。侵入式要在颅骨上凿洞，把设备直接插入脑子；非侵入式要在头上如戴帽子般罩一个网；介入式介于两者之间，将设备通过血管送入大脑。

　　段峰曾通过侵入式脑机接口控制老鼠的行为，也用非侵入式脑机接口控制轮椅、汽车，近几年又投入介入式脑机接口的研究。

　　他告诉经济观察报记者，除了休眠，脑机接口技术还可以用在教育、军事、外太空等多个领域，脑卒中患者可以更快康复、人学习时可以不疲劳、记忆可以被复制或移植、人类可以实现休眠……

　　他曾通过刺激，让大鼠体温下降到24度，成功实现休眠。这一技术成熟后也能用于人类，可让航天员在睡眠中度过孤独漫长的宇航生活。

　　技术太超前了，段峰被不少同事称作“疯狂科学家”。

　　不少科学家有过类似经历。“疯狂算是好词，当年，大家都说我在搞伪科学，说这违反唯物主义。”清华大学医学院长聘教授高小榕告诉经济观察报记者。

　　他是中国最早开展脑机接口研究的学者之一。20世纪90年代，个人计算机刚出现，他就开始研究，想解决残疾人使用个人电脑的问题。

　　即使在科学界，也几乎没人接受他的研究。他曾在申请项目时被赶下台。

　　2000年前后，因为不被大众理解，脑机接口领域举办学术会议时，约定过一项铁律：不允许记者进入脑机接口实验室。

　　现在，高小榕对记者说：“欢迎来实验室亲身感受。”他的实验室改变过许多学界同仁的看法，被质疑时，他不做解释，把人请过来看，用眼见之实证明科学。

　　过去半个世纪，全球脑机接口实现了从科幻到产业落地的突破，从0到1，又从一生二。高小榕希望各界能协同攻关，克服挑战，在未来50年，推动脑机接口实现二生三，三生万物。

　　中国科学院院士、世界神经外科联盟执委赵继宗告诉经济观察报记者，国内脑机接口发展很快，虽离国际最先进技术有一定差距，但让渐冻症患者完成打字、血管内介入式脑机接口等技术已与国际接轨。

　　大脑神秘复杂，如果说它是一条1公里的路，人类才前进了5厘米。三百多年前，牛顿建立了物理学大厦，而现在，脑科学还处在“前牛顿时代”，没什么规律可言。“但要小心翼翼、一步步往前走，如同人类对癌症知之甚少，却尝试用各种方式治疗它。”柔灵科技首席科学家刘冰说。

　　马斯克就希望能借助脑机接口，帮助视障者复明，让行动不便人士恢复行走。出于对安全性的担忧，美国食品药品监督管理局（FDA）曾几度拒绝其人体试验申请，但最终在5月25日批准，这令行业感觉振奋。

　　宣武医院神经外科主治医师马永杰告诉经济观察报记者，在3-5年前，人们把马斯克视作疯狂的人，但随着人体试验的开展，这项技术的确能够照进现实。

　　科学家可以疯狂，临床医生必须谨慎。马永杰会帮科学家把关，看技术的应用场景是否真正符合临床需求，而不是噱头、热点或概念。他曾在一年前与段峰合作，在一只羊身上放置介入式支架电极，那是中国第一例介入式脑机接口动物试验。

　　科幻照进现实

　　5月29日，在中关村论坛“脑机接口创新发展分论坛”上，高小榕发表完《脑机接口50年》的演讲，下台时，他穿过了由行业里科学家、企业家、医生、投资人组成的“人墙”。

　　热闹前所未有。高小榕感慨，坐了多年“冷板凳”，板凳终于“热”了。

　　2022年12月，马斯克分享了一段视频，猴子通过意念控制鼠标和键盘打字。因为他自带的明星光环，人类迅速建立对脑机接口的认知。进入2023年，脑机接口一路“狂飙”，学界密集披露研究进展，业界忙着融资、产业化。这一年也被部分从业者视为神经技术的“分水岭之年”。

　　往前看，技术早已照进现实。2014年，一位瘫痪患者借助脑机接口，用意念控制机械外骨骼，完成巴西世界杯开球。2020年，浙江大学团队借助脑机接口，帮助一名四肢瘫痪者控制外部机械臂与机械手，完成进食、握手动作。

　　马永杰介绍，3-5年内，脑机接口能收发短信、接打电话；未来可能承载意识、下载记忆甚至情感；在军事领域，理论上可制造出“超级战士”。

　　已经有产品出现了，它们主要用于医疗和助老。在中关村论坛，博瑞康、华脑技术、柔灵科技、臻泰智能等企业展示了最新产品，包括脑控打字系统、脑控复健设备、辅助睡眠脑机设备、能够监测精神状态的安全帽等。

　　医学界人士对脑机接口有最多期待。赵继宗说，作为一名医生，他希望脑机接口能为患有意识障碍、偏瘫截瘫、阿尔茨海默症、癫痫、抑郁等疾病的病人解决痛苦。

　　相关的临床试验有三类：

　　一是对意识障碍的病人，通过脑机接口判断昏迷程度、有没有可能苏醒，“这对病人没什么损害，临床上在天坛医院已普及了”。

　　二是关于脊髓损伤。一旦截瘫，病人四肢或双下肢就不能动，现在已成功在损伤阶段放一个电刺激器，电刺激器发出信号后可帮助病人恢复行走。

　　“这已在临床应用，脊髓的刺激器已经国产化。如何通过脑而不是刺激器来控制它，是下一步的研究方向。”赵继宗提到，国内有望今年或明年攻关这个项目。

　　三是在采集信号领域。通过术中清醒把麻醉病人唤醒，就可以精确采集信号，为脑机接口电极精准放置提供技术支持。

　　高小榕相信，脑机接口将带给人类颠覆和想象，与智能手机、ChatGPT属于同一级别，甚至更加重要。这一观点，获得了多位受访者的认同。

　　技术的革命性进步，总是以“废除肢体”为代表，废除脚，有了汽车；废除手，有了机器人；废除了眼，有人工视觉。“脑子是唯一不能废的，未来人类要让AI机器完全可控，必须依赖于脑机接口技术。”高小榕说。

　　柔灵科技创始人兼CEO孙瑜举例说，通过神经交互实现的AR眼镜即将面世，人们可以不通过手，通过眼镜自动购物、听歌，做到无所不在的人机交互。

　　高小榕认为，人类跟机器交流需要方向盘、鼠标、键盘，随着AI的进步，它们都不足以满足需求，脑机接口是那个有革命性突破的交流技术。现在，脑机接口的性能只达到触屏的一半，但未来十年会超过手机触屏速度，达到人机交互的终极形态——人机合一。

　　掘金产业化

　　“投资市场对脑机接口技术信心不断增强。”5月29日，脑机接口产业联盟副秘书长张倩提到，近年，资本市场看好以脑机接口为代表的神经技术的发展前景，相关投资金额和投资笔数不断增多，在资本孵化下神经相关初创公司数量也在逐年增多。

　　国际市场研究机构 IMARCGroupe的数据显示，全球脑机接口的市场规模在2021年达到了15亿美元，预计到2027年，全球脑机接口市场规模将达到33亿美元，约合238亿元人民币。

　　国信证券预计，脑机接口相关市场规模在2030-2040年期间可达700亿-2000亿美元。数据显示，截至2023年4月，全球有1394起脑机接口相关融资事件，大多投融资以种子轮和A轮为主。

　　目前，中国已形成覆盖基础层、技术层与应用层的脑机接口全产业链，并在医疗、教育、工业、娱乐等领域应用落地。

　　2021年，马斯克宣布脑机接口有望帮助瘫患者恢复全身功能，同一年，美国宣布禁止脑机接口在内的部分技术向中国出口。这让许多投资机构开始注意这一赛道，包括当时重点布局元宇宙赛道的敦鸿资产。

　　敦鸿资产董事总经理郑华良说，他们将国内脑机接口企业陆续聊了一遍，认为侵入式是未来方向，但短期内难以落地。他跟许多投资人交流过，感到大家普遍偏保守，想等产品出来以后再看。

　　当时，国内侵入式脑机接口最具代表性的公司脑虎科技直接告诉郑华良：如果希望我们在5年内有收入，就不必来投我们了。考虑良久后，敦鸿资产先投了商业化进展更快的非侵入式。

　　创业时，孙瑜也选择了更短时间能看到成果的非侵入式。钱、风险、市场，这都是必须考虑的现实问题：“马斯克的顾虑没有那么多，脑机接口更像是他的一个‘玩具’。”孙瑜说。

　　马斯克旗下公司Neuralink的23个参与芯片植入实验的猴子中，已有15只死亡，这背后是侵入式脑机接口面临的安全风险和技术门槛难题。

　　高小榕介绍，脑机接口要把电极植入大脑，需要翻过三座大山。一是物理，要把世界上最硬的硅植入人体最软的组织“脑”，如同把一根针立在豆腐上，要既接触又不伤害豆腐；二是生物兼容性，解决人体免疫系统的排斥和感染风险；三是信息，即如何解读脑内受到的海量信息。“我知道脑机接口代表未来，但你凭什么说它可以赚钱？”孙瑜经常收到投资人的灵魂发问，他认为这不单是柔灵科技的问题，是整个行业的问题。

　　疯狂科学家可以甘坐冷板凳，创业者必须去人潮中蹚出全新的商业模式。

　　教育医生、医院、合作伙伴、消费者，让大家打消顾虑，相信这是产品而非科幻，是孙瑜工作的重要内容。前几天，他忍不住问董明珠：“我们现在卖‘没人知道’的东西，有没有让消费者接受新产品的思路可以分享？”

　　另一个让不少掘金者困惑的新问题是，行业在迅速从冷清变得拥挤。“存在过热的问题。”高小榕说。

　　2013年成立的海天智能，是首家将脑机接口产业化的中国企业。海天智能董事长张海燕告诉记者，五年前，刚刚实现产业化时，人们都在怀疑技术的真实性，但现在，好多企业在模仿、复制，用类似的模式去做产业化。

　　2022年底至今，在投资人普遍的保守态度中，脑虎科技、应和脑科学、博瑞康、阶梯医疗等侵入式脑机接口公司均获得超亿元融资，令不少业内人士感到振奋。但刘冰观察，融到钱后，侵入式赛道存在“内卷”，集中做系统和电机，更核心关键的内容如解码则极少涉入。

　　在迷局中，人们抬头看未来，多位受访者认为，未来脑机接口领域会出现如互联网领域BAT一般的巨头。

　　“这是完全有可能的”，高小榕说，中国在脑机接口领域有较高的认知和研究基础，跟美国形成交错竞争的态势。

　　张海燕认为，随着老龄化加深、脑卒中高频和年轻化，脑机接口在中国医疗健康领域的市场将达万亿级。她透露，公司已实现盈利，正准备科创板上市：“我有信心，公司未来市值会破千亿。”

　　在中国，心玮医疗(06609.HK)是唯一直接参与脑机接口研发的上市公司。心玮医疗首席财务官张涵告诉经济观察报记者，参与早期研究，是希望更好、更早了解到脑机接口技术的原理、通路和机理，随着项目得到可行性和安全性论证，投入会有收获。到了一定阶段，公司也会跟支持科创的相关委办局交流，看是否愿意支持项目，来自政府的资金和支持非常重要。