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在這個(gè)過(guò)程中，腦機(jī)接口技術(shù)主要的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自一些頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室，前赴后繼地去改善數(shù)據(jù)采集和解析的能力，并通過(guò)設(shè)備提高對(duì)人類大腦的認(rèn)知。整個(gè)腦科學(xué)產(chǎn)業(yè)，是在近些年特別是2010年之后才開(kāi)始密集發(fā)展，此前更像是一個(gè)沉默期，它需要硬件算力的增加以及材料學(xué)的突破，隨后才有產(chǎn)業(yè)化體系的公司出現(xiàn)，包括Neuralink和BrainCo都是在2015年之后才開(kāi)始腦科學(xué)方面的創(chuàng)業(yè)。

目前，腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展主要圍繞兩大方向。

一是人們關(guān)心的腦疾病問(wèn)題。在人類所有醫(yī)療花銷中，與大腦相關(guān)的占比接近30%，但像老年癡呆、自閉癥等與大腦相關(guān)的疾病目前并沒(méi)有好的藥物去根治，腦機(jī)接口技術(shù)被視為一個(gè)替代性的解決方案。例如，馬斯克的Neuralink就致力于幫助重度癱瘓病人和帕金森病人恢復(fù)一些運(yùn)動(dòng)功能。BrainCo做的則是腦機(jī)接口中相對(duì)較難的一項(xiàng)技術(shù)，目標(biāo)是重塑人類手部神經(jīng)，讓病人通過(guò)智能假肢實(shí)現(xiàn)靈活控制。

第二方向就是交互。人類對(duì)外輸出其實(shí)是有很大限制的，例如語(yǔ)言功能需要使用人體進(jìn)化中的100塊肌肉，手部動(dòng)作需要用到34塊肌肉，這些功能背后是擁有860億到上千億神經(jīng)元的大腦，所以腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)方向就是通過(guò)設(shè)備提高和增強(qiáng)人類的輸出。

觀察者網(wǎng)：腦機(jī)接口的技術(shù)路徑大致可以分為侵入式和非侵入式，您認(rèn)為這兩種技術(shù)路徑各有什么優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)？哪種路徑的發(fā)展速度更快？

韓璧丞：侵入式和非侵入式是解決同樣問(wèn)題的兩種不同路徑，但它們的應(yīng)用方向有非常大的區(qū)別。侵入式技術(shù)主要應(yīng)用在重度腦疾病領(lǐng)域，例如漸凍癥以及重度昏迷的植物人，他們需要一個(gè)可以檢測(cè)到大腦源頭信號(hào)的設(shè)備，幫助他們與外界進(jìn)行意識(shí)的交流。

另外，包括癲癇、帕金森等疾病也可能需要植入式的腦機(jī)接口設(shè)備對(duì)大腦進(jìn)行深度的腦刺激。非侵入式涉及的領(lǐng)域更加廣泛一些，例如自閉癥、老年癡呆、抑郁癥、睡眠調(diào)節(jié)以及智能假肢等，它與侵入式所覆蓋的領(lǐng)域是不同的。考慮到非侵入式所能解決的問(wèn)題以及產(chǎn)品化落地的速度，其市場(chǎng)規(guī)模應(yīng)該可以達(dá)到侵入式的100倍以上。

2020年8月，央視報(bào)道Neuralink腦機(jī)接口技術(shù)

不過(guò)，從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，侵入式技術(shù)采集的信號(hào)一定是更加精準(zhǔn)的，因?yàn)樗杉牟皇乾F(xiàn)在所說(shuō)的腦電信號(hào)，而是叫做Spike的神經(jīng)信號(hào)。例如，Neuralink是把電極放在兩個(gè)神經(jīng)元70微米之間的距離，然后去采集周邊神經(jīng)元的直接信號(hào)，所以這種方式是非常精準(zhǔn)的。而腦電是一個(gè)±50微伏非常微弱的信號(hào)，如果在人的頭皮采集，這個(gè)信號(hào)周圍會(huì)混雜大量的噪音。所以非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)，核心是通過(guò)傳感器和算法的突破，去過(guò)濾或?qū)ふ倚s噪音中非常精細(xì)的腦電信號(hào)。

更形象點(diǎn)來(lái)說(shuō)，大腦可以被視作一個(gè)西瓜。侵入式技術(shù)就像扎一根針在西瓜中，但這根針?biāo)采w的區(qū)域是整個(gè)西瓜中非常小的一部分。如果真想讓大腦去協(xié)同工作，需要扎無(wú)數(shù)根針。所以侵入式采集的信號(hào)雖然非常精準(zhǔn)，但采集的范圍及其有限。

非侵入式采集的信號(hào)沒(méi)有那么精準(zhǔn)，但可以采集全腦的腦電信息，并可以通過(guò)采集大量人體信息去尋找精準(zhǔn)的信號(hào)。另外考慮到人體安全，侵入式目前在發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)遇到非常大的阻力，因?yàn)槭中g(shù)過(guò)程中存在腦感染的風(fēng)險(xiǎn)，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的后遺癥，網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)不少這樣的案例。

觀察者網(wǎng)：目前Neuralink還沒(méi)有開(kāi)展人體試驗(yàn)，是不是意味著非侵入式會(huì)比侵入式產(chǎn)業(yè)落地更快？

韓璧丞：這取決于兩個(gè)不同的技術(shù)方向。非侵入式對(duì)人體幾乎沒(méi)有傷害性，它是一個(gè)采集和自反饋的干預(yù)過(guò)程。而侵入式的最大壁壘是需要做開(kāi)顱手術(shù)，導(dǎo)致這種技術(shù)需要更嚴(yán)格的條件才能在人體上進(jìn)行試驗(yàn)，小規(guī)模普及可能需要5-10年，大規(guī)模普及甚至需要30-50年。目前在侵入式領(lǐng)域，材料學(xué)和手術(shù)安全性是亟待解決的問(wèn)題。從以往侵入式的試驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)一個(gè)電極植入大腦以后，由于人體的自我保護(hù)作用，被植入的電極之上會(huì)迅速結(jié)膜，這就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的急劇衰減。所以在以往的腦機(jī)試驗(yàn)中，并沒(méi)有人會(huì)一直戴著腦機(jī)接口設(shè)備。

觀察者網(wǎng)：您剛才講到腦機(jī)接口除了在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，還有跟設(shè)備的交互，非侵入式技術(shù)將來(lái)會(huì)往交互的方向發(fā)展嗎？

韓璧丞：Facebook之前曾耗資10億美元收購(gòu)一家腦機(jī)接口公司，主要用一個(gè)閉環(huán)檢測(cè)人的肌電、神經(jīng)電并在VR領(lǐng)域做控制，可以取代以前在元宇宙里用手柄進(jìn)行控制的不自然的方法。而B(niǎo)rainCo在非侵入式領(lǐng)域，最初是做殘疾人假肢的，通過(guò)在殘疾人的斷臂上放置一圈高密度傳感器，可以感知出人類大腦的想法。經(jīng)過(guò)六七年的研究，我們現(xiàn)在也已經(jīng)做出給正常人使用的設(shè)備，使用者通過(guò)設(shè)備可以生成一個(gè)虛擬手，完全復(fù)刻真手的動(dòng)作，甚至是一些大腦中想象而手臂不動(dòng)的動(dòng)作。

這一類技術(shù)一定會(huì)加強(qiáng)人們對(duì)外的輸出，催生新一代的交互模式。從人類發(fā)展歷史來(lái)看，交互革命的進(jìn)展是相對(duì)遲緩的，從物理按鍵發(fā)展到觸控屏再發(fā)展到目前比較熱的語(yǔ)音控制。而語(yǔ)音控制技術(shù)存在非常大的一個(gè)掉檔，很少有人真正使用語(yǔ)音交互，因?yàn)檎Z(yǔ)音交互可能不是一個(gè)符合真實(shí)世界社交場(chǎng)景的交互。而手勢(shì)控制則有很大不同，它可以在不驚擾別人的情況下輸出很多指令，這也是接口交互未來(lái)發(fā)展的一個(gè)大方向。

觀察者網(wǎng)：作為非侵入式技術(shù)的代表，BrainCo目前進(jìn)展如何，形成產(chǎn)品和正在布局的方向有哪些？國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力如何？