房煜

技術(shù)之爭

韓璧丞今年30歲出頭，曾與特斯拉的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克一同被美國媒體評為腦機接口領(lǐng)域五位創(chuàng)新者之一，也是腦機接口公司BrainCo的創(chuàng)始人。

2011年，韓璧丞去美國研究腦科學(xué)時，發(fā)現(xiàn)腦機技術(shù)已經(jīng)分成兩個非常明顯的學(xué)派：一個是以哈佛、麻省理工（MIT）和布朗大學(xué)等美國東部的學(xué)院為主的學(xué)院派，他們主張非侵入式。而另一邊則是美國西部科技公司為主的激進(jìn)派，主張侵入式獲取大腦信號，伊隆·馬斯克的Neuralink是最有知名度的代表。

2019年7月，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)與明尼蘇達(dá)大學(xué)合作，研究人員利用無創(chuàng)神經(jīng)成像技術(shù)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)研發(fā)了一種新型腦機接口。實驗中，使用新型腦機接口的人類受試者以無創(chuàng)的方式控制機械臂，機械臂以一條平滑、連續(xù)的路徑跟蹤計算機屏幕上的光標(biāo)。

非侵入式學(xué)派認(rèn)為，侵入式可能100年內(nèi)正常人都不會選擇接受，因為付出的代價并非每個人所能承受的。

一方面，侵入式的整個手術(shù)周期和過程非常的復(fù)雜，令人感到恐怖，而且開顱手術(shù)也有相當(dāng)高的風(fēng)險。據(jù)澳大利亞新南威爾士一所醫(yī)院的數(shù)據(jù)，在其71個癲癇手術(shù)前植入電極的人中，死亡2例，死亡率達(dá)2.8%。

另一方面，人體有排異反應(yīng)，任何放到人體里面的東西都會結(jié)膜，結(jié)膜之后信號就會急速衰減。換句話說，即便通過手術(shù)將芯片插進(jìn)了大腦，但很可能過一段時間就失效了，還需要拿出來再放回去。

不過，侵入式的學(xué)派則認(rèn)為，大腦有860億～1 000億個神經(jīng)元、這些神經(jīng)元對應(yīng)無比復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所以只有獲取到本源的信號，才能進(jìn)行有效的應(yīng)用。

“舉個例子，比如說現(xiàn)在有很多人想偷聽我們講話，我在玻璃外面聽，當(dāng)然有些減損和噪音，但是可以通過大量算法識別還原到相當(dāng)好的程度。另一種為了拿到本源的數(shù)據(jù)，要拿一個機器在房間里鑿開一個洞，破壞了這個環(huán)境之后，其實他已經(jīng)不能像之前一樣說話了?！表n璧丞說。

韓璧丞堅定地認(rèn)為，即便伊隆·馬斯克的最新技術(shù)不會讓人感覺這么血腥，但是70微米的設(shè)備，扎進(jìn)去之后也一定會破壞大量神經(jīng)元。

一個有意思的事情是，在學(xué)術(shù)界，只要侵入式流派發(fā)布了最新的技術(shù)進(jìn)展，非侵入式流派則會立刻跟進(jìn)，對外宣布非侵入式也能通過算法做相同的應(yīng)用。

“我們公司內(nèi)部定的策略也很簡單，馬斯克想用侵入式的方法讓大腦控制手機、鼠標(biāo)和鍵盤，我們也會讓一千人通過訓(xùn)練，通過非侵入式的方法，同樣控制這些設(shè)備?！表n璧丞說。

三點連接大腦

在深圳南山科技園的北邊，韓璧丞已經(jīng)建立了腦機產(chǎn)品研發(fā)基地，殘疾人和學(xué)生絡(luò)繹不絕地來到這里進(jìn)行訓(xùn)練或參觀。

BrianCo介紹，公司收獲了包括Boston Angel Club、中國電子、騰訊聯(lián)合創(chuàng)始人曾李青的德迅資本、光大控股和鼎暉投資在內(nèi)的諸多投資機構(gòu)的青睞。

然而，即便是技術(shù)相對成熟的非侵入式，其發(fā)展也不是一蹴而就。

腦電是一個正負(fù)為微伏的非常微弱的電信號，因此如果非侵入式設(shè)備要采到高精度腦電，常規(guī)做法是需要先把頭發(fā)洗一下，然后需要涂上像牙膏一樣的導(dǎo)電膏，測試完之后再洗頭。“我們最開始做研究的時候每天都要洗兩次頭，一年洗了大概800多次頭?！表n璧丞說。

要讓非侵入式腦機真正普及，便捷的導(dǎo)電材料是核心的技術(shù)關(guān)卡。只有讓大家不用洗頭涂上電膏的同時也能采集高清信號，腦機才能真正讓大眾接受。

因此在接下來的三年時間里，韓璧丞與他的團(tuán)隊只做了一件事：研究腦電信號檢測材料。

在迭代了十幾款材料之后，他們終于發(fā)明了一種固態(tài)凝膠電極，這個固態(tài)凝膠電極可以脫離導(dǎo)電膏，采到非常高精度的腦電信息，精準(zhǔn)度可到達(dá)醫(yī)療級。

按照BrainCo的說法，現(xiàn)在這個產(chǎn)品已經(jīng)被海外廣泛使用，包括美國宇航局NASA、美國的奧林匹克運動隊和意大利的方程式賽車隊等。

腦機的商業(yè)未來

不可否認(rèn)的是，相比需要進(jìn)行外科手術(shù)的侵入式腦機，非侵入式的技術(shù)的確有更高的接受度，也得以更快的量產(chǎn)。但問題在于，哪個行業(yè)才最適合腦機呢？

一名腦機行業(yè)人士預(yù)測，只要是大腦可以控制的產(chǎn)業(yè)，都可以成為腦機未來的生意，因此這是一個龐大而充滿誘惑力的市場。

剛開始，年輕的韓璧丞開發(fā)的都是讓人感到酷炫的產(chǎn)品。比如腦控?zé)o人機、腦控車、腦控各類家電和腦控機械手等，但他最后發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)品根本沒有人愿意買單。

事情的轉(zhuǎn)機來自一名腦科學(xué)研究者對韓璧丞說的一番話：“一個班級中，第一名和最后一名不是智商的差距，而是學(xué)習(xí)效率和大腦專注力的差距，有沒有什么辦法可以解決這個問題?！边@個需求讓韓璧丞茅塞頓開。

BrainCo腦科學(xué)專家楊錦陳說，神經(jīng)反饋訓(xùn)練技術(shù)是基于腦科學(xué)和行為科學(xué)學(xué)習(xí)理論發(fā)展起來的一種安全、非侵入式的改善大腦功能和結(jié)構(gòu)的方法。恰當(dāng)運用神經(jīng)反饋訓(xùn)練，可以有效提升大腦功能或者治療腦疾病引起的腦功能損傷。神經(jīng)反饋訓(xùn)練領(lǐng)域進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究和臨床試驗，在提升認(rèn)知能力和任務(wù)績效、治療注意缺陷與多動綜合征 （ADHD，俗稱多動癥）、自閉癥和認(rèn)知老化等方面都積累了大量證據(jù)，取得了許多成果。

在這樣的理論支持下，公司開始研發(fā)幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率的腦機接口頭環(huán)，只要三點接觸，即可獲得精準(zhǔn)的腦機信號。BrainCo官方稱，這個產(chǎn)品已獲得數(shù)十萬臺產(chǎn)品訂單，目前的產(chǎn)品銷售觸達(dá)4個大洲的15個國家和地區(qū)，是腦機接口領(lǐng)域銷售數(shù)量最高的產(chǎn)品。

另一個產(chǎn)業(yè)方向是智能假肢。中國殘疾人聯(lián)合會的數(shù)據(jù)顯示，中國殘疾人總數(shù)為8 502萬人，城鎮(zhèn)殘疾人可支配收入在15 000元左右，農(nóng)村殘疾人士則更低。中國的假肢市場并不完善，幾乎沒有肢體殘疾人去佩戴有意識控制的智能假肢，原因在于，這些智能假肢的價格需要50萬元～60萬元，已嚴(yán)重超出他們的承受范圍。

其次，在提供假肢的公司中，德國企業(yè)奧索、奧托博克等占了大多數(shù)市場份額。這些公司主要將產(chǎn)品銷售給歐洲和美國受傷的士兵，這一塊龐大的生意讓他們放棄了平民市場。

韓璧丞說，傳統(tǒng)的智能假肢是用肌肉信號控制，但是從大腦里面出來的信號會更加準(zhǔn)確，信息量更好，但同時又不可能給殘疾人每天頭上再帶一個東西。因此他們尋找到了大腦和肌肉信號的關(guān)聯(lián)度，最終形成一個簡易的假肢。如今BrainCo的計劃是，研發(fā)出準(zhǔn)確度更高的假肢，并將成本降到10萬元以內(nèi)。

不可否認(rèn)的是，在這項充滿未來感的技術(shù)競爭當(dāng)中，非侵入軍團(tuán)已經(jīng)走在了商業(yè)前列，在全球知名的腦機公司當(dāng)中，非侵入式也占了絕大多數(shù)。但愿意為之冒險的侵入式始終沒有妥協(xié)。他們的堅持是，只有打開頭顱，塞入芯片，才能看到真實的大腦。

一方是還在持續(xù)探索的奇妙技術(shù)，另一方是已經(jīng)進(jìn)入市場的商業(yè)軍團(tuán)，這場大腦戰(zhàn)爭的已經(jīng)打響，截至目前，勝負(fù)未分。

寫在最后

科學(xué)似乎陷入了一個困境：要獲得腦信號就必須盡可能接近人腦，但那又意味著對腦不可避免的破壞。所以，在符合預(yù)期的腦機接口誕生前，科學(xué)家也許需要一次偉大的創(chuàng)新，讓機器學(xué)習(xí)和大腦的可塑性真正結(jié)合起來。當(dāng)然，他們在這中間將面臨效率和道德的巨大挑戰(zhàn)。