陳永偉/文

5月25日，馬斯克旗下的腦機(jī)接口公司Neuralink宣布，經(jīng)過幾個月的交涉，它終于獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，簡稱FDA）的批準(zhǔn)，馬上會啟動其首個人體實驗。這意味著，該公司將腦機(jī)接口技術(shù)商業(yè)化的進(jìn)程會進(jìn)入加速階段。

多年前，馬斯克就對腦機(jī)接口技術(shù)非常看好，認(rèn)為它會在改進(jìn)人機(jī)交互體驗、幫助人們治療某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面具有很大的潛力。2016年，他出資成立了Neuralink公司，致力于腦機(jī)接口技術(shù)的研究及其商業(yè)化。

當(dāng)時，馬斯克天馬行空的想法還總是讓人覺得不切實際，用腦機(jī)接口來改變世界的想法也就很自然地被人們認(rèn)為是他吹過的牛皮當(dāng)中的一個，并沒有引起多少反響。

但后來，馬斯克用實際行動證明，他是認(rèn)真的。隨后的幾年中，Neuralink每隔一段時間就會發(fā)布重大的研究成果：2019 年，Neuralink推出了第一個侵入式腦機(jī)接口設(shè)備，該設(shè)備將 1024 根電極線植入到大腦的某塊區(qū)域，采集大腦活動的電信號，并通過無線傳輸?shù)姆绞綄⑿盘杺鲗?dǎo)到終端設(shè)備；2020年，Neuralink 公布了一款硬幣大小、電池供電的 N1 芯片，并將其植入豬的大腦，成功采集了其大腦的電生理信號；2021年，Neuralink展示了將電極植入猴子的大腦，并讓猴子玩“Mind Pong”游戲的錄像。可以說，幾乎每一次成果的展示都讓人感到巨大的震撼。

在進(jìn)行了大量的動物實驗之后，Neuralink希望進(jìn)一步啟動人體實驗。去年11月，馬斯克就曾向外界透露，已經(jīng)向FDA方面提交了申請，如果申請在春季得到批準(zhǔn)，那么第一次人體實驗將在6個月內(nèi)啟動。今年3月，F(xiàn)DA曾以“安全風(fēng)險過大”為由否決了Neuralink的申請。而現(xiàn)在Neuralink被放行，可以想象，這個行業(yè)將會在未來一段時間內(nèi)迎來巨大的變化。

腦機(jī)接口技術(shù)究竟是什么？它為什么能讓馬斯克如此癡迷？在這一領(lǐng)域，有哪些技術(shù)方案，它們各有什么特點(diǎn)，又都存在著怎樣的問題？腦機(jī)接口的發(fā)展究竟能帶來哪些機(jī)遇，又存在著哪些問題？關(guān)于這些問題，且讓我們一一說來。

腦機(jī)接口簡史

所謂“腦機(jī)接口”（Brain-Machine Interface，簡稱BMI；Brain-Computer Interface，簡稱BCI），顧名思義，就是指在人或動物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接接口，其目的是用來實現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。這里所謂的“直接”，指的是不依賴于正常的由外圍神經(jīng)和肌肉組成的輸出通路，實現(xiàn)“腦”和“機(jī)”之間的直通。

探索大腦的歷程

腦機(jī)接口技術(shù)的靈感是伴隨著人類對于大腦功能的探索而產(chǎn)生的。

最初，人們并沒有認(rèn)識大腦的特殊性，更沒有認(rèn)識到其具有思維的功能。例如，古埃及人就認(rèn)為，大腦這團(tuán)丑陋的白肉只是“顱骨的填充物”，而亞里士多德則認(rèn)為大腦其實是血液的冷卻機(jī)。

直到公元162年左右，古羅馬學(xué)者蓋倫才開始猜測大腦而非以前所認(rèn)為的心臟是人類思維的主要器官。他指出，大腦會產(chǎn)生一種神秘的“精氣”，這種看不見摸不著的東西會周游全身，并控制各個器官的行動。在當(dāng)時人們的眼中，蓋倫的觀點(diǎn)就是典型的離經(jīng)叛道。但在數(shù)百年后，人類歷史進(jìn)入啟蒙時代后，卻有越來越多的智者開始接受蓋倫的觀點(diǎn)，其中典型的代表就包括大哲學(xué)家笛卡爾。

后來，隨著物理學(xué)的發(fā)展，人們開始對電有了初步的認(rèn)識。于是就有人猜測，蓋倫所講的“精氣”會不會就是一種生物電呢？對于這個問題，科學(xué)家們用實驗給出了答案。18世紀(jì)末，以伽伐尼、伏打為代表的一批意大利科學(xué)家嘗試用電去刺激青蛙，從而控制青蛙的肢體反應(yīng)。通過這種方法，他們證明了電確實可以扮演蓋倫所說的“精氣”的角色，對動物的肢體進(jìn)行控制。不過，生物電究竟是在人體內(nèi)沿著怎樣的路徑、通過怎樣的方法進(jìn)行傳播依然是一個謎。

19世紀(jì)，細(xì)胞學(xué)說開始普及。借助顯微鏡等工具，人們開始對生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。當(dāng)人們觀測到腦部的神經(jīng)細(xì)胞時，卻發(fā)現(xiàn)了一些不同：在身體的其他地方，細(xì)胞都是以細(xì)胞膜為邊界的離散單位，但大腦中的細(xì)胞卻似乎都帶著一根長長的纖維。這些纖維會延伸到身體的各個部分，并彼此交錯，構(gòu)成一張網(wǎng)絡(luò)。這就產(chǎn)生了一個問題：這個網(wǎng)絡(luò)是一個整體，還是由一個個獨(dú)立的細(xì)胞構(gòu)成？

解開這個謎題的是西班牙醫(yī)學(xué)家兼藝術(shù)家圣地亞哥·拉蒙·卡哈爾（Santiago Ramóny Cajal）。1888年，他用一種被稱為“高爾基染色法”的方法對神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行了染色，通過對染色后的圖形進(jìn)行觀察，他發(fā)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并不是一個整體，而是由一個個神經(jīng)元細(xì)胞組合而成的（注：有意思的是，“高爾基染色法”的發(fā)明者卡米洛·高爾基（Camillo Golgi）卻認(rèn)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個整體。1906年，這位和卡哈爾在觀點(diǎn)上截然對立的學(xué)者和卡哈爾一起因在神經(jīng)領(lǐng)域的研究而分享了當(dāng)年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎）。

不久之后，德國解剖學(xué)家威廉·馮·瓦爾德耶（Whilhelm von Waldeyer）總結(jié)了卡哈爾以及其他的一些貢獻(xiàn)，并正式將神經(jīng)細(xì)胞命名為了“神經(jīng)元”（neuron）。

現(xiàn)在，借助于更為先進(jìn)的觀察設(shè)備，我們已經(jīng)可以十分清楚地看清楚神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)：每一個神經(jīng)元都由“胞體”和“胞突”構(gòu)成。其中，胞突有長有短，長的被稱為軸突（axon），短的被稱為樹突（dendrite）。卡哈爾在觀測到了神經(jīng)元的形狀后就曾經(jīng)猜測，這些“胞突”結(jié)構(gòu)很可能是為神經(jīng)元之間傳遞信息的一種結(jié)構(gòu)：其中軸突就好像電報線，來完成不同神經(jīng)元之間的信息傳遞，而樹突則主要充當(dāng)接收器的角色。有了這種結(jié)構(gòu)，生物電，或者“精氣”就可以在不同的神經(jīng)元之間進(jìn)行傳遞。雖然在當(dāng)時，卡哈爾的以上猜測完全是一種基于直覺的判斷，但后來的研究證明，他的這些猜想基本是正確的。

具體來說，神經(jīng)元類似于一個裝有液體但卻有漏洞的袋子，它的細(xì)胞膜由磷脂雙分子層構(gòu)成，可以選擇性地讓一些離子通過。在自然條件下，神經(jīng)元存在于水介質(zhì)當(dāng)中，其內(nèi)外的各種離子濃度是不同的，而這種濃度的差異就造成了細(xì)胞膜內(nèi)外電勢差的存在。當(dāng)神經(jīng)元接收到某個足夠強(qiáng)的生物電信號后，鈉離子的通道就會被打開，細(xì)胞膜外的鈉離子就會迅速流入細(xì)胞，這時細(xì)胞膜點(diǎn)位就會迅速上升，直到上升到一定的程度，鉀離子的通道被打開，鉀離子流出細(xì)胞，細(xì)胞膜的電位才會下降。這種膜電位先上升后下降的過程就被稱為“鋒電位”（spikepotential）。鋒電位會首先發(fā)生在胞體和軸突的連接點(diǎn)附近，然后隨著軸突向其他神經(jīng)元傳播，而其他神經(jīng)元則可以通過樹突來接收這一切。通過這種方法，由神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò)就扮演起了生物電在人體內(nèi)的通路的角色，各種刺激產(chǎn)生的信息以及大腦的各種指令，也就可以沿著這個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播了。

腦機(jī)接口的發(fā)展

在對以上原理有了了解后，很多新問題隨之出現(xiàn)。首先，既然人體內(nèi)的信息傳遞從根本上講就是生物電沿著神經(jīng)元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的傳導(dǎo)，那么人們是否可以通過某些方法來測量或者捕捉這些信息呢？其次，人們是否可以用某些方法來代替以上這種信息傳導(dǎo)模式，從而找到一套對身體控制的新方法？更進(jìn)一步的，是否可以找到某種方法，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和外部的網(wǎng)絡(luò)相連通，這樣一來，人們就可以直接通過思想或意念來控制某些外部的器物了。關(guān)于這些問題的探索，就構(gòu)成了后來腦機(jī)接口這個領(lǐng)域的主要探索內(nèi)容。

關(guān)于以上這些議題的最初探索可能可以追溯到1924年漢斯·伯格（HansBerger）關(guān)于腦電圖（Electroencephalog－raphy，簡稱EEG）的研究。如前所述，信息在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的傳遞從本質(zhì)上講是神經(jīng)元的鋒電位通過神經(jīng)突觸進(jìn)行的傳導(dǎo)，因而從理論上講，人們通過設(shè)備是可以測量出由此產(chǎn)生的電活動的。根據(jù)這一點(diǎn)，伯格將銀線插入了病人的頭皮（后來改為用銀箔貼在患者頭皮），然后將導(dǎo)線連接到了測量儀器。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)病人進(jìn)行思考活動或者有了某些情緒變化時，儀器上顯示的電壓就會變化。雖然，由于儀器精度的限制，伯格的實驗結(jié)果并不精確，但他至少證明了腦內(nèi)信息傳導(dǎo)的電本質(zhì)，并為后來的研究奠定了基礎(chǔ)。

在伯格之后，學(xué)者們用腦電圖進(jìn)行了很多的研究。其中非常有意思的一個研究（或者更確切的說是表演）來自于美國作曲家阿爾文·盧西爾（AlvinLucier）。1965年，他戴上了一個測量腦電圖的頭盔，并將頭盔和濾波器、放大器和混音板等設(shè)備連接，從而構(gòu)成了一個簡單的腦內(nèi)外連接網(wǎng)絡(luò)。借助這個網(wǎng)絡(luò)，盧西爾用自己的腦活動所產(chǎn)生的電流成功地控制了設(shè)備，并模擬出了打擊樂的效果。現(xiàn)在，人們依然可以在Youtube上看到這段名為《獨(dú)奏者的音樂》（MusicforSoloPerformer）的表演。

1969年，華盛頓大學(xué)的研究員埃伯哈德·費(fèi)茲（EberhardFetz）在猴子身上做了一個有趣的實驗。他將猴子大腦中的一個神經(jīng)元和一個儀表盤連接到了一起。這樣，猴子就可以通過某種思考來觸發(fā)神經(jīng)元，從而讓儀表盤轉(zhuǎn)動。每當(dāng)儀表盤轉(zhuǎn)動時，猴子就會得到食物作為獎勵。通過幾次學(xué)習(xí)，猴子就學(xué)會了這個游戲，并學(xué)會了用動腦來控制儀表盤。雖然從表演效果上看，這個猴子實驗可能并不如Neuralink所展示的猴子用意念打“MindPong”的視頻，但其背后的技術(shù)原理卻是共通的。

隨著人們對于腦機(jī)接口的探索逐漸增多，其潛在的價值開始越來越多地顯露出來，從而其本身成為一個獨(dú)立研究領(lǐng)域的條件也業(yè)已成熟。1970年，美國國防高級研究計劃局（DARPA）開始組建研究團(tuán)隊，對腦機(jī)接口的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。1973年，加州大學(xué)洛杉磯分校教授雅克·維達(dá)爾（JacquesVidal）發(fā)表了一篇名為《論直接的腦機(jī)交流》（TowardDirectBrain-ComputerCom－munication）的論文，并在其中正式提出了“腦機(jī)接口”的概念和定義。由此，腦機(jī)接口正式成為了一個獨(dú)立的研究領(lǐng)域。自此之后，各種關(guān)于腦機(jī)接口的研究就如雨后春筍一樣地出現(xiàn)了，其中自然也不乏一些“瘋狂”的研究。

在回顧相關(guān)研究時，我們難以回避的一個名字是菲爾·肯尼迪（PhilKennedy）。從上世紀(jì)70年代，也就是腦機(jī)接口這個領(lǐng)域剛剛出現(xiàn)起，肯尼迪就一直致力于相關(guān)問題的研究，并為此做出過很多卓越的貢獻(xiàn)。比如，上世紀(jì)90年代，他就嘗試將侵入式腦機(jī)接口植入了一位癱瘓病人的大腦，從而讓他實現(xiàn)了用意念來打字交流。當(dāng)時，媒體曾經(jīng)對其進(jìn)行過專門的報道，并將其奉為“賽博格之父”（注：賽博格是英文Cy－borg的音譯，意味半機(jī)器人）。

從很早開始，肯尼迪就在為一個問題而煩惱：為了提升對腦內(nèi)信號的接收效率，有時科學(xué)家們不得不將電極植入腦內(nèi)。但是，一方面這些電極很容易在體內(nèi)發(fā)生游離，另一方金屬制的電極很容易碰傷細(xì)胞，最后可能整個黏在疤痕組織上。無論是哪一種情況發(fā)生，設(shè)備的效率都會受到很大的影響。這意味著，為了維持設(shè)備的使用效率，植入芯片的患者可能面臨不斷的手術(shù)。針對這些問題，肯尼迪研究了多年，并在2014年發(fā)明了一款“親神經(jīng)電極”（Neu－rotrophicelectrode）。從理論上講，這款電極可以很好地克服舊有電極的問題，因而可以避免多次手術(shù)的麻煩。但問題是，在肯尼迪發(fā)明了“親神經(jīng)電極”后，卻因為經(jīng)費(fèi)缺乏而無法找人來進(jìn)行人體實驗。

為了驗證自己發(fā)明的可靠性，當(dāng)時已經(jīng)66歲的肯尼迪一不做、二不休，干脆讓人鋸開了自己的頭蓋骨，將“親神經(jīng)電極”植入了自己的腦內(nèi)。由于年事已高，所以手術(shù)后的肯尼迪甚至短暫地產(chǎn)生了意識和記憶障礙，但幸運(yùn)的是，后來的實踐表明，這次“腦洞大開”的實驗是有價值的，“親神經(jīng)電極”確實比以往的電極表現(xiàn)出了更好的性狀。這意味著，這項瘋狂的發(fā)明將有可能為大量因病而癱瘓或者有行動障礙的患者帶來更好的康復(fù)條件。

雖然并不是每一個腦機(jī)接口領(lǐng)域的專家都會和肯尼迪一樣對自己下得去狠手，但在旁人看來，他們的各種實驗也大多可以用瘋狂來形容。不過，恰恰是這些看似瘋狂的研究，讓窺探大腦行為、直接溝通腦和機(jī)器的想法逐漸從科幻走入了現(xiàn)實。或許，這就是瘋狂的科學(xué)家們帶給世界的禮物吧。

腦機(jī)接口的主要技術(shù)

從功能上看，腦機(jī)接口設(shè)備主要要解決兩個問題：一是接收神經(jīng)元發(fā)送的信號，并由此推斷出其中包含的信息。根據(jù)需要，人們可以對這些信息再編碼并進(jìn)行輸出（例如像盧西爾那樣操控樂器，或者對機(jī)器進(jìn)行控制）。二是對神經(jīng)元進(jìn)行刺激，從而通過神經(jīng)元來影響身體某些部位的行動。這兩種任務(wù)都可以通過不同的方式來實現(xiàn)，而不同方式在實現(xiàn)效率上存在著很大的差異。

目前，人們通常會把腦機(jī)接口技術(shù)按照其是否需要侵入大腦，以及侵入的程度分為非侵入式、侵入式，以及半侵入式三類。

（1）非侵入式技術(shù)。非侵入式技術(shù)無需通過侵入大腦，只需通過穿戴設(shè)備來對大腦信息進(jìn)行記錄、解讀，以及對神經(jīng)元進(jìn)行刺激。

前面說到的阿爾文·盧西爾用來控制樂器的腦電圖（EEG）設(shè)備就是一種早期實驗中常用的非侵入設(shè)備，它主要依靠貼在頭皮的電極來讀取神經(jīng)元的鋒電位。這種設(shè)備的缺陷也是非常明顯的。比如，設(shè)備的監(jiān)測精度較低，因而對和頭皮關(guān)系不大的電流，以及大腦中電流起源的深度等信息都很難監(jiān)測。

和腦電圖類似的一種非侵入設(shè)備是腦磁圖（Magnetoencephalography，簡稱MEG），也是用設(shè)備來對神經(jīng)元內(nèi)的電活動進(jìn)行監(jiān)測。和腦電圖不同的是，它監(jiān)測的主要是電活動帶來的磁場變化，而不是電流變化。

另外，除了通過直接監(jiān)測神經(jīng)元電活動的儀器外，還有一類非侵入式儀器是通過神經(jīng)元活動對周圍活動產(chǎn)生的影響來推斷神經(jīng)元的活動，其中典型的代表就包括功能性磁共振成像（func－tionalmagneticresonanceimaging，簡稱fMRI）和功能性近紅外成像（func－tionalnearinfrared，簡稱fNIR）。它們的工作原理都是根據(jù)神經(jīng)元的電活動產(chǎn)生的周邊血流量變化來推斷神經(jīng)元本身的活動。相比于直接觀測神經(jīng)元電活動的腦電圖和腦磁圖，這類設(shè)備的空間分辨率更高，但時間分辨率會差一些，也就是說它們可以更為清晰地刻畫腦部各區(qū)域的活動狀況，但在記錄的時間精度上要略微遜色一些。

再看負(fù)責(zé)刺激神經(jīng)元的非侵入設(shè)備。目前，比較常用的設(shè)備包括經(jīng)顱磁刺激（TranscranialMagneticStimula－tion，簡稱TMS）和經(jīng)顱超聲（Transcra－nialDopplerUltrasound，簡稱TCD）。其中前者是通過磁場來刺激神經(jīng)元，后者則是借助于超聲波。這兩種設(shè)備都可以在不開顱的狀況下，對腦內(nèi)的神經(jīng)元直接進(jìn)行刺激，從而達(dá)到干預(yù)其行為的效果。（2）侵入式技術(shù)。所謂侵入式技術(shù)，就是指通過手術(shù)等方式直接將電極（可以是單細(xì)胞電極，也可以是多電極陣列）植入到大腦皮層，以此來觀察和控制神經(jīng)元活動的技術(shù)。

從觀察神經(jīng)元活動的原理看，這一類技術(shù)其實是和腦電圖類似的，都是通過測量鋒電位來達(dá)到這一目的。所不同的是，侵入式技術(shù)可以避開顱骨和腦皮層的干擾，因而在對信息的獲取上要遠(yuǎn)為精確。反過來，用侵入大腦的電極來對神經(jīng)元進(jìn)行刺激的做法也是更為直接的，它可以比非侵入式方法產(chǎn)生更為明顯的效果。

當(dāng)然，侵入式技術(shù)的代價也是明顯的：通過開顱植入電極具有巨大的風(fēng)險，而且由于異物侵入，還可能會引發(fā)免疫反應(yīng)和疤痕組織，從而導(dǎo)致電極信號質(zhì)量衰退甚至消失。雖然經(jīng)過菲爾·肯尼迪等一批科學(xué)家的努力，人們已經(jīng)在這些問題上取得了較大的突破，但從總體上看，侵入式技術(shù)的風(fēng)險和成本依然是不可忽略的。（3）半侵入式技術(shù)。所謂半侵入式技術(shù)，即將腦機(jī)接口設(shè)備植入顱腔，但放在大腦之外。目前，比較有代表性的一類半侵入式技術(shù)是皮質(zhì)腦電圖（Elec－trocorticography，簡稱ECoG）。這種技術(shù)通過開顱手術(shù)將電極放置到大腦表面，一般來說，電極的材質(zhì)會有較大的柔性，因而不會對大腦的正常活動產(chǎn)生更多的干擾。借助于這些植入的電極，人們就可以對神經(jīng)元活動進(jìn)行觀測和干預(yù)。

相比于侵入式技術(shù)和非侵入式技術(shù)，半侵入式技術(shù)是一個折中：一方面，相比于非侵入性技術(shù)，它可以避免顱骨帶來的干擾，因而在性能上更佳；另一方面，它也能比侵入性技術(shù)對大腦造成更小的損傷。

通過以上分析，我們可以看到，侵入式和非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)各有其利弊。人們在選擇使用何種技術(shù)時，必須在設(shè)備的性能和安全性之間進(jìn)行權(quán)衡。現(xiàn)在不同的企業(yè)和機(jī)構(gòu)正在根據(jù)自己的需要選擇不同的技術(shù)路徑。

比如，Neuralink選擇的是一種侵入式的路徑，他們嘗試的是把芯片植入腦內(nèi)，其能力已經(jīng)有目共睹，不過，到目前為止，其安全性依然存疑。盡管從Neuralink官方給出的資料看，完成芯片植入的整個手術(shù)過程只需要短短的十五分鐘，且對于植入者的創(chuàng)傷極小。但是，究竟其在開顱手術(shù)后的安全性究竟如何，依然是不確定的。據(jù)報道，在接受了Neuralink芯片植入的23只猴子中，已經(jīng)有15只死亡。如果這個數(shù)字屬實，那么人們似乎很難相信這種芯片的植入是已經(jīng)安全的。

相比于Neuralink，臉書等其他企業(yè)出于安全考慮，更多地采用了非侵入性的路徑，試圖通過頭盔、腕表等穿戴式設(shè)備來實現(xiàn)腦機(jī)對接。剛剛上市的蘋果VisionPro中也有非侵入腦機(jī)接口設(shè)備。應(yīng)該說，現(xiàn)在這一路徑取得的成績也是顯著的。比如，不久前由臉書贊助的加州大學(xué)舊金山分校團(tuán)隊就用非侵入式腦機(jī)接口實現(xiàn)了從腦活動讀取內(nèi)容，并轉(zhuǎn)化為文本的實驗，從而讓“意念打字”成為了現(xiàn)實。由這個例子可以看到，盡管理論上非侵入式技術(shù)在工作效率上要低于侵入式技術(shù)，但隨著技術(shù)的發(fā)展，其前途依然是十分巨大的。

腦機(jī)接口的應(yīng)用場景

是什么原因讓腦機(jī)接口技術(shù)有如此的魅力，讓馬斯克、扎克伯格等業(yè)界大佬都決心在這個領(lǐng)域投入大量的資源呢？其主要原因還是其巨大的潛在應(yīng)用場景。具體來說，如下幾個方面的應(yīng)用場景是十分值得期待的——

第一個場景是幫助殘障人士以及行為障礙者進(jìn)行康復(fù)。在現(xiàn)實中，有大量的人具有各種各樣的殘疾，或因中風(fēng)、癲癇等疾病而行動不便。針對這一部分人，腦機(jī)接口技術(shù)可以幫助他們更好地控制身體或者義肢，從而達(dá)到幫助他們康復(fù)的目的。

事實上，在實踐當(dāng)中，人們很早就將腦機(jī)接口技術(shù)用于這一用途。比如，幫助聽障人士恢復(fù)聽力的人工耳蝸其實就是一種非常成熟和普及的腦機(jī)接口設(shè)備，只不過由于它過于常見，所以常常不被人們和具有科幻色彩的腦機(jī)接口聯(lián)系在一起。很多時候，人們的聽力障礙其實是大腦聽覺區(qū)域與耳朵相連的神經(jīng)通路出現(xiàn)了問題，而人工耳蝸就是一個外接機(jī)器，它能將接收到的外界聲音轉(zhuǎn)為電信號，并將它進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳導(dǎo)到大腦聽覺神經(jīng)。這樣一來，腦、耳之間損壞的神經(jīng)通路就得到了恢復(fù)，患者的聽力也就可以恢復(fù)正常了。

當(dāng)然，現(xiàn)在腦機(jī)接口的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人工耳蝸的程度。科學(xué)家們正在致力于將其應(yīng)用在漸凍癥、高位截癱、失語癥等嚴(yán)重的運(yùn)動感知功能受損疾病，嘗試幫助這些患者恢復(fù)健康。

以漸凍癥為例，這是一種慢性、進(jìn)行性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。患上這種疾病的人會逐漸出現(xiàn)肌肉和骨骼無力、肌肉萎縮等癥狀，最終失去行動能力。需要指出的是，和阿爾茨海默病不同，很多該病的晚期患者都可以保持清醒。比如，我們熟悉的科學(xué)家霍金就是這種疾病的患者，盡管他有十分天才的大腦，但無情的疾病最終卻讓這顆大腦無奈地被囚禁在一具無法行動的身軀上，讓其智慧無從施展，這對于世界來說不得不說是一種遺憾。到現(xiàn)在為止，人們依然沒有找到治療漸凍癥的有效方法，這就意味著我們只能眼睜睜看著患者逐步被“凍住”。幸運(yùn)的是，隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，人們似乎在傳統(tǒng)治療方法之外，找到了另一條攻克漸凍癥的道路。

去年6月，一家名為Synchron的腦機(jī)接口公司（這家公司被業(yè)界認(rèn)為是Neuralink的最大競爭對手）在美國紐約的西奈山醫(yī)療中心為一位漸凍癥患者進(jìn)行了一項手術(shù)。Synchron的研究人員采取了一種半侵入式的技術(shù)，先在病人的脖子上開一個微型創(chuàng)口，通過頸靜脈導(dǎo)管，將網(wǎng)狀植入物輸入到大腦皮層的血管中。當(dāng)導(dǎo)管被移除時，這個網(wǎng)狀植入物就會打開并與血管的外邊緣融合。然后，研究人員將電極與植入患者胸腔的計算設(shè)備連接起來。當(dāng)神經(jīng)元在大腦中工作時，電極會讀取這些信號，而計算設(shè)備會將這些信號放大，并通過藍(lán)牙發(fā)送給計算機(jī)或智能手機(jī)。這樣，漸凍癥的患者就可以將自己的思維傳達(dá)給其他人，從而實現(xiàn)與他人的交流。如果這個思路是被證明行之有效的，那么在未來，人們將可以進(jìn)一步運(yùn)用腦機(jī)接口，用思維直接驅(qū)動外骨骼等輔助設(shè)備，肌肉萎縮的漸凍癥患者就有機(jī)會重新站起來。

第二個場景是實施“人類增強(qiáng)”（HumanIntelligence，HI）。借助于腦機(jī)接口，人們可以更為容易地操控外骨骼、電子眼等設(shè)備。這樣，人們就可以實現(xiàn)感官和力量的增強(qiáng)，成為影視劇中刻畫的超人。

第三個場景是教育。借助于腦機(jī)接口，老師可以更好地對學(xué)生注意力值狀況做到實時了解，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略。現(xiàn)在，市場上已經(jīng)有不少初創(chuàng)企業(yè)盯準(zhǔn)了這一應(yīng)用領(lǐng)域。

第四個應(yīng)用場景是娛樂。例如，在VR游戲當(dāng)中，人們可以借助腦機(jī)接口，在不借助其他外部設(shè)備的情況下更好地對游戲角色進(jìn)行操控。這樣，就可以更好地提升游戲的沉浸性，讓玩家獲得更好的體驗感。

第五個應(yīng)用場景是軍事。在這個領(lǐng)域，腦機(jī)接口的應(yīng)用空間是十分巨大的。腦機(jī)接口技術(shù)可以幫助軍人更好地操控各種設(shè)備，不僅可以讓他們避免很多不必要的危險，還可以讓他們的作戰(zhàn)能力得到有效提升。

腦機(jī)接口的發(fā)展障礙

需要指出的是，雖然腦機(jī)接口的技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，并且具有十分廣闊的想象空間，但是距離真正的大規(guī)模商用，它可能還需要跨越很多的障礙。

在這些障礙中，有一些是技術(shù)性的。比如，被認(rèn)為可以更好傳輸信息、實現(xiàn)腦機(jī)溝通的侵入式設(shè)備通常需要開顱植入。在這個過程中，手術(shù)的安全性、術(shù)后的后遺癥，以及設(shè)備維護(hù)等，都存在著不小的問題。因此，如果Neuralink等公司想讓人們可以放心地使用類似的產(chǎn)品，還需要對技術(shù)進(jìn)行很多改進(jìn)。

除了技術(shù)障礙外，更大的障礙來自于倫理方面。

第一是隱私問題。借助于腦機(jī)接口，研究人員可以從神經(jīng)元的活動來直接解讀佩戴設(shè)備人員的所思所想，自然也就有機(jī)會去窺探他們的各種隱私。如何才能保證人們在使用腦機(jī)接口時，不被任意窺探隱私，會是一個十分現(xiàn)實的問題。

第二是精神控制問題。通過腦機(jī)接口技術(shù)，人們不僅可以窺探他人的思想，更可以直接對他人的思想和行為進(jìn)行干預(yù)，甚至還可能篡改人們的記憶。如果使用不當(dāng)，這一技術(shù)將會成為可怕的思想控制工具。如何預(yù)防這一情況的出現(xiàn)，也是一個亟待解決的問題。

第三是不平等問題。從理論上講，借助于腦機(jī)接口技術(shù)，人可以對某些器官的能力實現(xiàn)增強(qiáng)。因此，富有的人就可能花錢來對自己的能力進(jìn)行強(qiáng)化，從而讓自己成為一個能力不同于常人的超人。這樣一來，財富上的不平等就會進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為生理上的不平等。

綜上所述，如果要實現(xiàn)腦機(jī)接口技術(shù)的大規(guī)模商用，除了克服技術(shù)上的障礙之外，找到以上這些倫理問題的破解之策也是一個必要的前提。