搜狐科技訊
5月17日，由搜狐主辦的2023搜狐科技峰會在北京盛大開幕。今年，搜狐科技峰會走入第五個年頭，峰會規格和內容再次迎來重磅升級。本屆峰會齊聚多位院士、科學家、學者和頭部企業嘉賓，共同探討前沿科學與科技變革發展。
峰會上午，中國科學院深圳先進技術研究院正高級工程師、微靈醫療創始人李驍健作了題為《腦機接口不再只是科幻故事》的演講。
“現在看到的元宇宙大家還是戴著VR眼鏡，感覺很不自然，腦機接口應該是元宇宙的終極形式。在這種情況下大家不再需要感官，直接腦腦相連，實現真正的元宇宙。”李驍健如此展望腦機接口的未來場景。
他認為，腦機接口是醫療的第一需求，而實現腦機接口的方式是，在大腦里放置傳感器，監聽神經元的活動。“傳感器離神經元越近，清晰度越高。科研腦機接口主流是高清模式，醫療腦機接口往往不追求高清，而強調安全和穩定。”
峰會現場，李驍健還介紹了國外先進的植入式腦機接口里程碑事件，比如去年實現不給腦袋打洞的腦機接口。
他認為，這是一個腦控機器人時代，目前已經出現了新型的Neuralink腦機接口系統，但是植入式醫療腦機接口設備的審批和監管很嚴格。他還表示，中國在該領域為起步階段，要把腦機接口技術推到臨床給病人用，就需要走商業化路線。
以下為李驍健演講全文：
尊敬的各位來賓，線上各位朋友，大家好。我是研究高性能腦機接口和類腦工程的，2018年秋季回國，這幾年在一些劇場和網上做了一些腦機接口方面的科普演講。
在這段時間有很多朋友跟我聊得挺多電影里的一些科幻故事，科幻里很多提及腦機接口，但是腦機接口本身作為研究內容已經有很多可以進行真正落地現實的應用場景。當然還有很多科幻故事，大部分應該主要介紹科幻的東西。
我們先分別了解一下哪些是科幻，哪些能力可以照進現實。科幻電影《阿凡達》，前幾年已經上映，這里面介紹潘多拉上的地球人生活情況，這個士兵下身已經癱瘓，只能坐在輪椅上，但是給他造了一個當地的人造人，通過進入睡眠艙之后，進入一段天旋地轉之中，意識導入人造人中，可以說這是一種意識替換。但是非常遺憾，這種情況是完全科幻的。
某些科幻片展示了在未來短期內有可能變成現實的，比如另外一個科幻電影《阿麗塔：戰斗天使》，這是一個機械身體，但是大腦是她自己的，這是人腦和機械身體的組合，通過生物腦神經與電子裝置銜接是可以實現這種我們認為可能實現的腦機接口。
腦機接口主要是大腦與外界直接進行信息通訊的方式，主要強調是一種跨物質的通訊方式。我們為什么要做腦機接口，實際腦機接口很直接的需求來自于醫療界。比如，前段時間去世的霍金先生他就是漸凍癥，主要是肌肉萎縮無法控制身體，雖然他的意識很清醒，雖然身體不行了，采集他大腦的信息有可能制造一個人造身體，讓他像阿麗塔能夠回歸正常生活。
我們提到怎么造腦機接口，讓癱瘓的人回歸正常生活呢，首先介紹一下我們的腦，我們有很多相對獨立的功能分區，額葉、面葉、小腦、針葉、頂葉，各自有一定的功能分區，整個大腦分區協同在一起工作才能實現比較復雜的腦功能。大腦近千億神經元交聯形成網絡實現這種復雜信息處理方式。我們要獲得這些腦神經的信息就可能實現腦機接口，要想獲得這些傳遞信息怎么做？比較直接，就是在大腦里放置傳感器，監聽大腦神經元活動狀態。
從理論上說，把傳感器放在離神經元越近的地方清晰度越高，就像一個耳麥就放在我嘴邊上是特別清晰的。但實際上在實踐用途主要有三個傳感器放置方式，一個是放在頭皮表面，就是這個綠色的位置。還有貼在腦皮層表面，就是在腦內，黃色位置。紅色是刺進去，讓傳感器探頭貼近神經元。把傳感器放在不同位置，針對不同的腦機接口的應用場景，比如用于科學研究，研究大腦的機理，科研腦機接口，更希望采集高清的模式，貼近神經元的動作電位，但是在醫療中，因為主要是強調安全與穩定，所以對高清需求并不是很高。
我們來看一下在科研應用的腦機接口，這是在我的實驗室的真實一只獼猴，在透明罩子里，前面電極在腦內，引出了信號線，通過采集系統采集腦的神經信號，這些細波紋是猴子掙扎的腦信號，實際上猴子是麻醉的，在手術臺上，但是麻藥已經停掉了，雖然身體不能動，但是意識在掙扎。
這些就是剛才從腦內采集到的神經信號原始的數據波形，有一些小毛刺，這就是神經元發出的動作電位，就是高清信息。通過專門研發的分析軟件把這些神經元單獨動作電位小波形提取出來，分級每個通道的信號。提取這些腦機信號訓練猴子做一些任務，開始用機械臂抓取一塊小的食物，放在猴子嘴前喂它，讓猴子逐漸意識到機械臂是喂食的，產生儀式上的因果關系以后，猴子逐漸打開它的腦神經信息通道，采集腦信號，通過信號可以引導猴子參與主動的喂食任務。現在這個猴子意識到它會啟動機械臂抓食物，當到這個斗的位置會釋放下來，進到嘴里。這是實驗室通過獼猴研究腦機接口。
這塊介紹是在美國斯坦福大學用病人志愿者研究腦機接口，病人頭上有一大的插頭，這是一位漸凍癥患者，不能動，試驗人員指導她做任務，讀取腦信號，八個不同方向的光標進行運動，這就是大腦解碼的過程，同時研究大腦是如何工作的。但是腦機接口是需要大腦進行學習的，只靠機器學習，對靈活進行腦控還是不行的。
可以看到剛才的例子中使用的是一種Blackrock腦機接口，現在有帶著插頭的有線版本，還有無線版本采集腦信號。這種傳統設備在歷史上對腦機接口研究，特別是臨床上的腦機接口研究有很大的貢獻。2012年就在美國已經實現了，病人通過腦機接口控制機械臂抓取水杯，后面的人是監控這個試驗，主要是病人自己的腦信號直接控制機械臂。
可以看到，這個機械臂拿著這個瓶子磨磨蹭蹭，比人自己抓麻煩很多，到現在還沒有喝到。這里有一個問題，人是用眼睛看著手的位置，來做一個反饋，調整對手的控制，最后是喝到了。這就是一個問題，剛開始是用眼睛進行反饋，沒有進行觸覺直接控制，要什么有什么，2016年就出現了有觸覺反饋的腦機器人，這個人是一個明星，當時因為出了車禍，這是做了腦植入手術，這是剛才看到的電極的小探頭，植入到腦內，外面有兩個大的插頭。
這個人為什么比較有名，因為當時他參與這個項目之后可以靈巧控制機械臂，比2012年的靈敏度強很多，2016年美國啟動腦計劃時，他收到了美國總統奧巴馬的接見，展示了對機械臂控制的精確度。
還有一種情況，癱瘓的人還是有自己的胳膊和手，也可以控制機械臂，通過電刺激手腕上的肌肉做動作，比如手腕上有很多腕帶，上面是電刺激位點，前面腦袋的東西跟前面志愿者一樣，只不過這時候用電刺激手腕肌肉進行倒取和攪拌的動作，是這樣一個情況。
由于近些年數字終端普及，很多癱瘓的病人想使用類似于平板電腦或者進行網上購物交流之類的需求。這些年，特別是在2017、2018年，通過腦控同樣的設備打字，可以通過發送郵件功能都已經實現。在2019年有一個新的突破，可以解碼語言，這片紅區域和人的語言高度相關的腦皮層區域。可以看到，這是一個志愿者，腦內采集神經信號，這個大的電極是一大片，和剛才的電極是不一樣的，因為剛才提到跟語言相關的腦區范圍很大，所以需要大型電極。那片區域主要是對喉部肌肉的控制，解碼語言是跟控制胳膊一樣，都是做運動的解碼，通過人工智能算法，逐漸使得喉部肌肉運動。可以看到兩者很像。
剛才提到進行了語言重建，在前年有一個通過閉環神經調控治療精神病，現在主要治療重度抑郁。這個設備有兩個長的觸須，精神疾病如果要治療靶點和病灶不在一起，有一個病人幸運，兩個點在一起，起到了癥狀緩解的作用。但是整體來說，精神類疾病往往是多腦區異常，需要多靶點協同調控才能更好治療精神疾病。
去年有一個新的東西進入了臨床，它是一種出道即巔峰的技術，剛才看到的都是給腦打洞是通過血管順進去的，它其實就是血管支架，這個小小節點就是傳感器的探頭。這里有我一個問題，只能在中間的大血管展開，否則容易血管堵塞導致腦栓塞，同時采集的是腦附近的信號，遠端采集不到了，這也是一個不足，優點就是不需要腦袋打洞，從脖子把電極順進去就可以。由于采集的信號區域比較小，這個信息量低，需要跟眼睛一起配合才能做在虛擬鍵盤打字的動作。雖然信息量不大，但是由于手術比較簡單，所以進入臨床比較容易，去年已經在美國開展了臨床嘗試。
作為腦機接口來說，激進的是馬斯克搞的Neuralink系統，研制了專門的微型腦神經處理芯片，搭建了有線和無線兩套系統，特別認為柔性的細絲需要專門的機器人植入腦內，這是一個試驗，看起來是非常先進。不過有一個比較大的問題，因為這種植入式腦機接口作為三類醫療器械監管是非常嚴格的，比如說去年馬斯克提出申請醫療認可被拒絕了，美國FDA對這方面是有專門明文規定，主要是規定植入式腦腦機接口進入醫療領域的過程，特別是在2021年發布了這個指南，用以規范腦機接口技術在臨床普及。
除了獼猴實驗，前面講的都是美國人做的這些嘗試。中國在這方面起步剛剛起來，現在我們也努力做了一些東西。比如說像剛才介紹的腦控機械臂猴子，這就是我們實驗室的類似展示，黑白圖，猴子在布下面，剛做完手術，傳感器、器件模組、采集裝置，解讀這個信號，當猴子清醒時控制機械臂進行操作。
另外，剛才提到實驗室做得東西只能給動物用，我們要把腦機接口技術推到臨床給病人用，就需要走商業化路線，這就是創立了微靈醫療，研發醫療級的腦機接口，基本上依托于前面的研究成果，比如柔性的薄膜形電極陣列，采集刺激一體的電子芯片，搭建了千通道的系統，依托這些技術推出了醫療級的解決方案，這就是一個無線的示意圖。我們專門做了一個視頻介紹整個系統以及產品設計。這些信號是我們自己采的猴子的信號，可以做一些腦控任務。
這是一個腦控機器人時代，我想起名叫霍金的特斯拉，如果霍金有這樣的機器人，他的生活會自由得多。
最后展望一下未來場景。因為現在看到的元宇宙大家還是戴著VR眼鏡，感覺很不自然，我認為腦機接口應該是元宇宙的終極形式，這種情況下大家不再需要感官，直接腦腦相連，實現真正的元宇宙。總結一下，通過研發植入式腦機接口技術實現心腦相連，謝謝大家。
見證過5G商用元年及其應用的爆發，探討過AI技術發展與人文價值的平衡，搜狐科技峰會始終秉持媒體公共責任價值，宣揚求知探索的科學精神，聚焦前沿科學發展和技術創新應用。
本屆峰會全新升級，重點聚焦更前沿的科學突破，展望人類更遙遠的未來。從宇宙文明、天文衛星、人類永生，到核聚變、6G通信、腦機接口，再到通用人工智能時代啟幕下的行業變革，以及青年科學家的價值守望和基礎科學探索，都將是此次峰會關注的議題。
賡續探索精神，逐夢星辰大海。除本篇外，搜狐科技還將通過多種方式全方位呈現此次峰會嘉賓關于前沿科學與技術發展的洞見和思考。更多精彩內容請關注2023搜狐科技峰會專題報道。
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