科學家:不要神話腦機接口,正常人還不適合植入

作者|章劍鋒

出品|本站新聞《態℃》欄目

馬斯克旗下的腦機接口公司“神經連接”近日宣佈實現首例人類大腦設備植入手術,帶動一波腦機接口輿論熱潮,像科幻電影中演繹的那樣,人類和機器融爲一體的“超級人類”時代是否會到來,備受熱議。

“太遙遠,太科幻”,華南理工大學教授、 琶洲實驗室常務副主任李遠清對本站新聞說,目前的很多討論,顯然過於誇大和科幻,現實中的腦機接口應用,受技術瓶頸的制約,還遠遠沒有達到大家想象中的那種程度。他同時認爲,正常人並不適合植入腦機接口,植入倫理和安全都存在風險;只有疑難重症患者,在不得已的情況下,纔有可能選擇植入腦機接口作爲一種治療方案。

李遠清是腦機接口領域的知名專家,國家傑出青年科學基金獲得者、教育部長江學者特聘教授、IEEE Fellow,鑽研腦機接口理論和技術20餘年,從2019年開始產業化嘗試。在國際上,他是最早提出多模態腦機接口系統理論和技術的人之一,實現了基於多模態腦機接口系統的多自由度控制和高性能檢測,推動了腦機接口技術的發展。

李遠清教授/受訪者供圖

以下是訪談內容:

一,受技術瓶頸限制,目前還實現不了阿凡達的效果

本站新聞:馬斯克的公司最近實現了首例的腦機接口人體實驗的植入,目前是針對四肢喪失運動功能的患者,長期目標是說希望正常人也能夠植入,實現人機混合體(人類和人工智能共生),等於就是一種“超人”。從專業的角度來講,這種設想有技術基礎嗎?

李遠清:腦機接口的人體植入,馬斯克不是全球第一例,只能說這是馬斯克自己團隊的第一例,或者是如他們所說的被美國FDA批准的第一列,我們中國的浙江大學2020年就做過一例,國外其他機構前後也做過幾例,都比馬斯克早。從商業角度出發,馬斯克這種宣傳有一定的價值,對腦機接口發展也有一定的正面意義,這是他厲害的地方,做什麼事都能引起大家關注。

第二,目前的腦機接口,基本都是用在比較嚴重的病人身上,植入他們的大腦,目的是爲了增強他們的運動功能,電極植入大腦以後,病人可以用意識操控外設的機械臂來抓取東西,實現基本的運動能力,像喝咖啡、喝可樂之類。

但我認爲,要實現馬斯克所說的腦機混合體的製造超人的目標,還很遙遠。可以說它更多還只是一個夢想。

首先,正常人能不能接受這種植入?因爲在自己大腦裡植入腦機接口畢竟是對他們有傷害的事情,一個正常人怎麼會去接受這種植入帶來的傷害?這種電極材料的植入,目前安全性並沒有徹底解決,大家還在研究之中,都想看看怎麼才能保證它在人體當中長久的安全,而且腦機接口植入時間一長,它的信號質量也會下降。

其次,腦機接口植入以後能不能真正實現讓機器和人融爲一體,目前看技術上也有難度,還做不到,並不是大家想象的那樣,好像我一植入電極就什麼都行,無所不能,不是的,還有很多難關要攻克。

本站新聞:你說的這個難度是指什麼?

李遠清:不管是侵入式的腦機接口(植入大腦),還是非侵入式的腦機接口(體外穿戴),想真正實現腦機混合體,你想幹什麼機器就能領會你的意圖,我們稱爲“解碼”,你的每一個念頭,要被機器解碼,它要能準確讀取,這種腦機之間的心領神會,現在是有很大距離的。如果想做到,必須讓人腦和機器實現無縫連接,才能讓兩者天衣無縫融爲一體。我們現在的模型遠遠達不到,不管是植入式的還是非植入式的,解碼都達不到。

本站新聞:是因爲科學上對大腦的機理研究還不透徹,對不對?

李遠清:跟這有關係,當然我們也不能說坐等大腦機理研究清楚了再推進腦機接口發展,那也不可能,因爲對大腦機理可能會研究清楚,也可能科學家永遠都研究不清楚,所以腦機接口和腦科學研究在同步向前推進,但是要達到剛纔所講的人和機器融爲一體,像電影《阿凡達》裡面的那種效果,我想強調,這很遙遠。

二,不用腦機接口人類將無法生存下去?危言聳聽!

本站新聞:有一個業界的說法是,未來有可能是一個機器智能主導世界的超級智能時代,機器的智能遠遠高於人類,如果我們人類沒有腦機接口,沒辦法生存下去,人需要通過腦機接口和機器進行互動、溝通,去管控機器智能,否則人就沒有生存空間。

李遠清:第一,這個說法太危言聳聽了,也不是必須把所有人都機器化的理由。如果說你把人都變成一個機器,成了機器和人的混合體,到時候這個世界恐怕就全亂套了,就是你究竟是人還是機器呢?我相信負責任、有遠見的政治家和領導人都不會允許社會發展成這個樣子,各個國家政府肯定會出來干預的。

第二,從技術本身來講,機器智能超過人類的可能性是有的,而且人和機器之間的聯繫肯定會越來越緊密,機器越來越像人,可以承擔更多原來人力所做的事情,把人解放出來,這都是趨勢。但是,再怎麼樣也不會發展到機器和人已經混爲一體、相互分不清的程度。不管怎麼樣,人肯定仍會是人類世界的主導者。

三,正常人沒必要植入腦機接口,疑難疾病患者才需要

本站新聞:你剛纔講到侵入式腦機接口對於人體的安全性問題,我也看到有些人在討論,這個安全風險會是什麼樣的?

李遠清:首先我不是做侵入式腦機接口的,我是做非侵入式的,所以我不能代表那些做侵入式腦機接口的專家和研究人員,這方面的很多說法還是應該以他們說的爲準。

但憑我自己20年來對腦機接口研究的理解和產業化實踐,我們正常人怎麼會容忍在自己大腦裡植入電極這種事情呢?人腦是結構最精密最複雜的,也是最應該加以保護的一個系統。你把任何一個外部的東西,哪怕是一毫米或者納米級的物質,你只要放進腦子裡頭,都會有影響。我這裡指的是對於正常人來說。

對一些病人來講,他們植入腦機接口就完全不一樣了,因爲有些病已經很嚴重了,他們接受植入問題就不大。這有一個性價比的問題,很多時候他是非接受這種治療不可,已經到了這種地步,沒得選擇。比如癲癇等腦疾病,靠一般性藥物沒法治的情形下,就需要進行電極植入來進行治療,那麼在遭受病痛百般折磨和植入電極治療相比,後者是病人可以承受也可以接受的,能幫助他實現更好的治療,這也是不得不爲之,正常人就不一定需要植入。

當然,對於提高腦機接口安全性的研究,我們業界也都在努力,也會有進步,但這個進展肯定是緩慢的。你要實現人體的植入,就要保證經過手術以後人的腦組織長時間不會發炎,所以說要求很高,難度很大。

本站新聞:也就是說醫療領域目前更適合侵入式腦機接口的應用?

李遠清:目前是這樣,植入式的腦機接口最主要的應用目標或者是最大的功能,就是治病,治療疑難雜症,譬如像癲癇、老年癡呆、帕金森,現在也有做抑鬱症治療的,就是專治腦的、神經性的疾病,我覺得這是它最大的應用前景。

腦機接口不是爲了取代人,它可以作爲肢體的一個補充、輔助功能。比如有些特殊的場景我的手不夠用時,那腦機接口可以爲我們提供一個功能補充,對正常人而言這是可以的。有些殘疾人手的功能沒有了,或者有運動功能障礙,腦機接口也可以作爲輔助,這完全沒問題。

四,記憶存儲、知識寫入,腦機接口能實現麼?

本站新聞:展望一下,今後腦機接口技術的發展,有可能實現諸如大家講的知識寫入、記憶存儲和記憶增強等功能麼?

李遠清:記憶存儲實際上目前還實現不了,因爲你要想實現記憶存儲,先要研究清楚人類大腦的記憶存儲方式、機制,這一點現在還沒有搞明白,你就沒有辦法去存儲。

記憶增強有可能實現,它是通過一種神經反饋訓練的方式實現,不是說我要給腦子額外增加一個什麼東西,灌一個什麼東西進去,或者打個針或者裝個芯片,不是這樣的。

知識寫入在目前也實現不了,所謂寫入,我覺得還是應該通過神經反饋訓練,通過外部的刺激來改善大腦的功能,這就是所謂的廣義寫入,這樣做是可以的,通過改善大腦功能的方式實現,而不是我直接做一個什麼知識寫入大腦。

本站新聞:你說的廣義的知識寫入和記憶增強,它是可逆的還是不可逆的?寫進去的東西可以擦除嗎?

李遠清:不存在需要擦除的問題,增強了之後,過一段時間你不再訓練他了,他的這種功能也可能會出現退化,恢復到原有的水平,這種知識寫入或記憶增強,不會是像我們使用電腦一樣,我可以往腦子裡存一個東西,到時候再刪除,遠遠沒有發展到這個地步。

本站新聞:如果人人都植入腦機接口,意識都能被讀取,人類再沒有隱私可言了,會是很大的威脅,大家這種擔心有必要嗎?

李遠清:沒必要擔心,因爲實在還沒到這個地步,這個說法太科幻。

五,腦機接口挑戰很多,探索沒有止境

本站新聞:腦機接口技術發展最大的挑戰是什麼?

李遠清:技術層面的挑戰太多了,最大的挑戰之一就是精確解碼腦信號,這個方面一直在進步,但是離我們的目標或者期望還很遙遠,比如從腦電信號採集、解碼的角度,怎麼做到高質量採集,並且能夠真正反映我們人腦的各種狀態或者各種意圖,這是腦機接口一個很關鍵的步驟,裡面有很複雜的環節需要科學研究上取得突破,能不能突破、突破之後又會怎麼樣,這都是未知的事情。

同時腦機接口又要使用方便,又要可穿戴,還有安全性的問題,怎麼降低或者避免對大腦的傷害,都是需要解決的。

從交互的角度來說也有挑戰,比如治病,並不是說你植入電極後電一接通就能治病,對於腦病的機理如果沒搞明白,你怎麼去治?怎麼相應地干預大腦、增強大腦功能?

所以我認爲腦機接口技術的發展雖然前景光明,但也面臨重重困難,也可以說是沒有止境的。

本站新聞:非侵入式的腦機接口跟侵入式的腦機接口有什麼不一樣?相比於馬斯克那種侵入式的腦機接口,非侵入式腦機接口接收腦電信號的靈敏度似乎要差一些?

李遠清:什麼事情都有兩面性,有利也會有弊,非侵入式腦機接口最大的好處是使用簡單,對大腦不會帶來傷害,任何人都能接受,可體外穿戴,價格也便宜,這都是它的優勢。

但它的劣勢就是對腦電信號的採集解碼難度很大。侵入式的腦機接口採集信號更加直接,質量也更高,因爲它是直接取自於大腦細胞的活動信號,但它對大腦有傷害,而且在技術沒有普及的情況下,價格肯定非常貴。

非侵入式的腦機接口性能會不會越來越精確,甚至達到和侵入式腦機接口一樣的性能,現在還很難說,只能說不斷在進步之中。現在腦機接口相當於是兩條路線都在進步,非植入式腦機接口有它的應用場景,比如養老助殘、殘疾人功能輔助康復,面向抑鬱症患者的神經反饋訓練,面向小兒多動症患者的專注力訓練等等,使用場景是非常多的,這些都是有進步的。

本站新聞:目前腦機接口手術或者相關輔助器材,成本是什麼樣?

李遠清:因人而異,侵入式的費用我不太瞭解,非侵入式的腦機接口,現在應該是越來越便宜了。早期的腦電信號採集設備非常昂貴,可能要上百萬美元;儘管現在很多腦電採集設備也很昂貴,但是出現了很多可穿戴的腦電採集設備,就幾千元人民幣,當然價格不同,功能和性能也不同。