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近期 ， 由全球首富埃隆·马斯克创办的Neuralink公司 ， 在其技术展示活动上向观众展示了一段用意念打字的技术 ， 而这段打字内容的输入 ， 来自一只植入了Neuralink大脑芯片的猴子 。 这引发了舆论对于脑机接口这一新兴技术的关注 。
马斯克近期还称 ， Neuralink公司目前已经开始寻求美国监管机构的人体实验批准 ， 他预计公司研发的大脑芯片接口将在6个月内展开人体临床试验 。
那么“脑机接口”究竟是一种怎样的技术？是否就是传统意义上所谓的“意念操纵”？这项技术目前究竟发展到什么程度了？我们这代人真能亲身体验到“心想事成”的感觉吗？
“黑客帝国”即将成真？
脑机接口（Brain computer interface ， 简称BCI）是指在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接交流和控制通道 。 通过这种通道 ， 用户可以直接通过大脑思想来表达想法或操纵设备 ， 而不需要语言或动作 。
普通人对于脑机接口（BCI）的概念 ， 大多最初来源于科幻电影 。 笔者最早对BCI产生印象 ， 还是在1999年上映的《黑客帝国》电影中 ， 人工智能“矩阵”通过脑机接口连接人类的大脑神经 ， 控制了人类感受到的视觉、听觉、嗅觉、味觉等外界讯号 ， 从而达到囚禁人类的目的 。 后来在电影《X战警》、《阿凡达》之中 ， BCI的概念反复出现 ， 进一步强化了普通人“脑机接口不是电脑控制人类大脑 ， 就是人类大脑控制电脑”的初步认知 。
上述电影中所涉及到的BCI技术 ， 代表的正是两种不同的脑机接口方式 。 《黑客帝国》中的BCI ， 属于侵入式脑机接口 。 它需要通过手术等物理方式 ， 将电极直接植入到大脑内部 ， 其优点在于能够获得高质量的脑电信号 ， 但也存在较高的安全风险和接口零部件成本 。 这种侵入式BCI主要应用在医疗及康复领域 ， 多用于义肢器械操作 。
而《X战警》中的脑机接口 ， 看起来就更简单一些 ， 无需通过创口将电极植入大脑 ， 而是只需通过在大脑头皮外装上特殊设备获取人的脑电波信号 ， 即可解读出相应的信号信息 。 像这类不需要外科手术的介入的方式 ， 就属于非侵入式脑机接口 。
事实上科学界对于BCI的研究 ， 要比它出现在科幻电影中要早很多 。 早在19世纪 ， 英国教授Richard Caton就开始从事脑电波的相关研究；1924年 ， 德国医生 Hansberger 发明了EEG脑电捕捉设备 ， 实现了首次人类大脑电波获取；1973年 ， 美国教授Vidal首次提出了脑机接口（BCI）的概念；1998年 ， John Donoghue成功实现了将人脑与芯片连接的技术；本世纪初 ， BrainGate首次尝试了侵入式脑机接口 ， 并且完成了首个大脑侵入式接口手术 ， 可以帮助患者控制机械做出简单动作 ， 这可以称得上是一次较为成功的BCI实践尝试 。
脑机接口发展历史-图片来源：中金公司
从医疗康复 ， 到下一代人机交互
作为一项从人体医学研究发展而来的技术 ， 脑机接口目前最主要的应用领域还是在医疗康复领域 。 通过准确捕捉大脑各个部位发出的信号 ， 科学家们可以帮助伤残人士恢复对肢体的感知 。 在2019年有关BCI研究的应用方向中 ， 接近半数项目与医学领域相关 。
例如在2020年 ， 浙江大学完成了首次中国植入式脑机接口临床研究 ， 浙江大学附属第二医院医生通过手术将Utah array侵入式接口植入到病人控制右侧上肢运动的运动神经皮层 。 经过 4 个月的康复训练 ， 病人实现了用意念控制机械臂进食 ， 并且能够完成喝水及日常娱乐等行为 。 （见下图）
但长远来看 ， 脑机接口的应用场景远不限于医疗康复 。 从2015年开始 ， 国内外脑机接口公司的研究方向逐步向教育、娱乐、通讯等领域扩展 。 相较于医疗领域侵入式接口较为复杂的审批流程和手术风险 ， 通过非侵入式接口捕捉用户大脑信号用于人机交互方式的输入 ， 成为了商业公司更易着手、风险更低的研究方向 。
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