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當“意念控制”從科幻走向現(xiàn)實，腦機接口作為連接大腦與外部世界的“橋梁”，正成為科技領域最受關注的熱點之一。近日，記者專訪了東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院教授、博導葛盛，聽他結合自身研究經(jīng)歷，解讀腦機接口的現(xiàn)在與未來，讀懂這項前沿技術的真實模樣。
腦機接口，讓“意念”擁有可操控的力量
“我本科主攻電信號處理，碩士階段赴日留學后，研究方向轉向腦科學，深耕認知科學領域直至博士畢業(yè)?！?009年回國后，葛盛開始思索如何開展具有獨創(chuàng)性的研究，最終將目光鎖定在腦機接口這一交叉領域。“這兩者的結合，最自然的落腳點就是腦機接口——它本質上就是用工科的信息處理方法，解讀大腦信號，實現(xiàn)大腦與外部智能設備的信息交互?！?/p>
談及腦機接口的發(fā)展歷程，葛盛坦言，這項技術的研究由來已久，但真正“出圈”走紅，不過是近五年的事?！澳X機接口的爆發(fā)，得益于GPU等硬件的加持，使人工智能具備了強大的計算能力，促進人工智能進入到第四次發(fā)展浪潮。而人工智能的快速發(fā)展，也迫切需要一個連接人類智能與數(shù)字智能的橋梁，腦機接口恰好承擔了這一角色?！?/p>
“簡單來說，腦機接口就是‘用意念控制’，而用專業(yè)的術語來解釋，腦機接口是一種實現(xiàn)腦與智能設備之間信息交互的前沿科學技術。”葛盛介紹，該技術通過采集大腦發(fā)出的信號，經(jīng)解碼處理后轉化為可操控外部智能設備的指令，實現(xiàn)“意念控制”。
目前，腦機接口有侵入式、半侵入式和非侵入式三種信號獲取方式。“侵入式需要借助外科手術，打開顱骨，植入電極，在皮層內部記錄神經(jīng)信號；半侵入式同樣需要打開顱骨，但是在皮層表面貼敷電極記錄神經(jīng)信號，不會對大腦皮層造成破壞；非侵入式無需切開頭皮，只是在頭皮表面記錄神經(jīng)信號?！备鹗⒄f。
醫(yī)療之外，有更多場景等待探索
關于腦機接口的應用場景，葛盛表示，目前其主要集中在醫(yī)療領域，尤其是針對殘障人士的生活自理與康復治療。“比如，幫助癱瘓患者控制機械臂取物，幫助語言障礙患者與外界建立溝通的橋梁?！彼忉?，考慮到“兩害相權取其輕”，即便侵入式設備存在一定風險，但能極大地幫助殘障人士改善生活質量，因此具有迫切的現(xiàn)實意義。
此外，人機混合智能也是腦機接口的應用趨勢之一?！叭藱C混合智能，就是將人類的知識、經(jīng)驗與機器的高效計算、海量存儲能力相結合，形成‘超級智能’?！彼云渌诘膶嶒炇业难芯繛槔骸霸诤Ａ啃l(wèi)星圖片中識別船只型號，單純依靠機器智能識別費時費力，而純人工識別易造成人員疲勞。但在人機混合模式下，人類憑借經(jīng)驗快速鎖定目標區(qū)域，再通過腦機接口將目標區(qū)域信息傳遞給機器，由機器智能完成目標的精準識別、標定，效率將得到極大提升。實現(xiàn)‘1+1>2’的效果?！蔽磥?，這種模式將廣泛應用于各個領域，實現(xiàn)人類智能與數(shù)字智能的優(yōu)勢互補。
不過，當前腦機接口的發(fā)展仍面臨瓶頸，其中最核心的便是傳感器技術的局限?！澳壳暗膫鞲衅飨萑肓艘粋€兩難困境：侵入式傳感器的信號質量好，但會對人體造成傷害，且存在身體排異風險，難以長期留在腦內；而非侵入式傳感器對人體無傷害，但信號質量較差。”葛盛表示，破解這一困境，需要兩條路徑并行發(fā)力：一是優(yōu)化侵入式傳感器的材料，減少對人體的傷害；二是提升非侵入式傳感器的信號處理能力，提取更多的有效信息。
而未來隨著技術的突破，腦機接口的應用場景將逐步拓展至健康人群，其潛力不可估量?！耙坏┘夹g有所突破，健康人群使用腦機接口的應用場景會非常廣泛。”葛盛舉了一個生動的例子：“未來，我們戴上智能眼鏡，無需說話和動手，只需通過意念或移動視線，就能與云端智能體交互，完成信息獲取、設備操控。比如，在地鐵上，僅憑意念就能遙控家中的電器；或者，兩個人默不作聲，卻能自由進行‘意念溝通’。這些只有在科幻電影才會出現(xiàn)的場景，未來都會逐步落地。”此外，在學習、情緒調節(jié)、睡眠監(jiān)測等領域，腦機接口也將發(fā)揮重要作用，比如通過解讀腦電信號，判斷人體的疲勞程度、情緒狀態(tài)，對我們的身心狀態(tài)及時進行干預調節(jié)。
“超級人類”或將不再是想象
很多人認為，當前的腦機接口技術已經(jīng)能夠捕捉意識、記憶，甚至實現(xiàn)“意識上傳”，但事實并非如此簡單。
“意識究竟是什么？它是腦科學的一個終極問題，目前還無法解釋?！备鹗⒔忉專澳X機接口目前也只能解碼一些簡單的思維信號，實現(xiàn)基礎的意念控制，還無法提取、保存意識，更談不上上傳云端?！?/p>
記憶的捕捉同樣面臨困境?！拔覀冎啦糠帜X區(qū)與記憶相關，但具體的某一段記憶，比如我們對于某一天的親身經(jīng)歷的記憶，目前還無法通過腦機接口方式進行提取或再現(xiàn)?！备鹗娬{，當前腦機接口的能力十分有限，很多科幻化的場景，仍需要長期的技術積累才能逐漸實現(xiàn)。
技術的快速發(fā)展，也伴隨著倫理與隱私的挑戰(zhàn)。對此，葛盛高度關注，“一旦腦機接口實現(xiàn)商業(yè)化普及，就像手機一樣人手一臺，人類的大腦信號、心理變化、個人喜好等隱私信息，都可能被上傳至云端，存在泄露風險。此外，當人機高度融合，人類的能力也會突破自然進化的局限——‘跑’更快、‘看’更遠、‘聽’更廣，科幻電影中的‘超級人類’將不再是想象。那么，這樣的‘人’，還能算是真正意義上的人類嗎？這都將面臨著倫理道德的問題?！?/p>
葛盛認為，應對這些挑戰(zhàn)，需要多方協(xié)同：政策制定者與科研工作者應及早溝通，提前制定并完善相關法律法規(guī)，規(guī)范腦機接口的研發(fā)工作；科研工作者應加強科普，客觀傳遞技術的能力與局限，消除公眾對于腦機接口技術的恐懼與誤解；公眾也應從官方渠道了解前沿技術，樹立正確的認知。
“這項技術的現(xiàn)實意義，目前在于幫助殘障人士，改善他們的生活質量；而未來的價值，在于重構人機交互模式，讓人類的生活更便捷、更高效，實現(xiàn)人機共生的美好圖景。”葛盛表示，腦機接口的發(fā)展不會一蹴而就，需要多學科的持續(xù)深耕、技術的不斷突破，以及倫理、法律的同步完善，“但我相信，只要穩(wěn)步推進，那些在科幻電影中展現(xiàn)的未來場景，都終將逐步走進我們的現(xiàn)實生活?！?/p>
新華日報·交匯點記者 國亞妮
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