王治鈞 劉愷

神經(jīng)技術(shù)專家康納·魯索曼諾

腦機(jī)接口是近些年科技領(lǐng)域最熱門的話題之一，也是未來(lái)生命科學(xué)和信息技術(shù)交叉融合的主戰(zhàn)場(chǎng)。在大腦和外部設(shè)備之間創(chuàng)建一個(gè)直接的連接通路后，受試者能用“意念”控制設(shè)備。本期TED大會(huì)邀請(qǐng)美國(guó)神經(jīng)技術(shù)專家康納·魯索曼諾（Conor Russomanno），分享他在腦機(jī)接口技術(shù)方面的成果。

記錄大腦? 但不只大腦

大學(xué)時(shí)，康納有幾次腦震蕩的經(jīng)歷，“硬件”受傷后“軟件”的運(yùn)行方式也發(fā)生了變化，這讓他開始關(guān)注大腦和意念之間的關(guān)系。一次，他聽說(shuō)了一個(gè)開源（指任何人都可以查看、修改和增強(qiáng)其源代碼）軟件，可低成本地創(chuàng)建較為簡(jiǎn)單的腦電圖（高等脊椎動(dòng)物大腦皮層的神經(jīng)組織經(jīng)常出現(xiàn)一種持續(xù)的、自發(fā)性的電位變化，使用電子技術(shù)引導(dǎo)、放大、記錄這種腦電位變化所呈現(xiàn)的波形圖）系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究，康納在屏幕上看到了自己的腦電波，這個(gè)瞬間改變了他的人生。

使用儀器觀測(cè)的人腦圖像

他開始專注于腦電圖技術(shù)的研究，希望讓人們都有能力探索自己的大腦。但很快，他發(fā)現(xiàn)有人將設(shè)備連接至腹部，檢測(cè)腸胃中的神經(jīng)元；有人將設(shè)備用作新型的肌肉傳感器和控制器，用于外科修復(fù)……人們關(guān)心的不只是大腦和腦部的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，他和他的團(tuán)隊(duì)開始轉(zhuǎn)向研究腦機(jī)接口技術(shù)。

駕駛無(wú)人機(jī)? 也是駕駛未來(lái)

腦機(jī)接口技術(shù)是指通過(guò)一些信號(hào)采集設(shè)備從大腦皮層采集腦電信號(hào)，再將其處理為可被計(jì)算機(jī)識(shí)別的信號(hào)，最終轉(zhuǎn)化為對(duì)外部設(shè)備的具體指令的技術(shù)。它通常被區(qū)分為侵入式、半侵入式和非侵入式。

康納進(jìn)一步開發(fā)雙向腦機(jī)接口技術(shù)，這種技術(shù)的設(shè)備能在接收大腦皮層信號(hào)的同時(shí)，對(duì)皮層進(jìn)行安全的電刺激，以向大腦反饋感覺信息。它能更適應(yīng)使用者，覺察使用者的潛意識(shí)；在電刺激下，使用者可以比沒有刺激時(shí)更快、更精準(zhǔn)地完成動(dòng)作。

2018年，他們將這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于實(shí)踐，開發(fā)出了新的設(shè)備。它是一臺(tái)多模態(tài)（多種模態(tài)的信息，包括文本、圖像、視頻、音頻等，多模態(tài)設(shè)備可對(duì)這些不同類型的信息進(jìn)行融合、分析）的生物感測(cè)設(shè)備，使用非侵入式腦機(jī)接口，且有多個(gè)傳感器，可對(duì)使用者的心臟、皮膚、肌肉、眼睛和大腦進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再通過(guò)頭戴式顯示器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互和控制。

2019年，一位患有脊髓性肌萎縮癥（一種會(huì)影響運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，導(dǎo)致肌肉無(wú)力和萎縮的遺傳性疾?。┑幕颊吲c康納合作，通過(guò)這臺(tái)設(shè)備，在僅僅依靠面部肌肉微弱活動(dòng)的情況下成功操控?zé)o人機(jī)。

腦機(jī)接口技術(shù)在輔助殘障人士、拓寬人類體驗(yàn)方面有巨大潛力。讓我們共同努力，解鎖充滿可能性的世界，讓科技成為我們共同的朋友。

康納研發(fā)的腦機(jī)接口設(shè)備示意圖?

知識(shí)鏈接

兼顧安全和有效

在中國(guó)2016年提出的“科技創(chuàng)新2030-重大項(xiàng)目”中，“腦科學(xué)與類腦研究”是其重要組成部分之一，而腦機(jī)接口也是這一項(xiàng)目中最重要的技術(shù)之一。2023年，經(jīng)相關(guān)部門倫理審查后，中國(guó)醫(yī)療科研團(tuán)隊(duì)對(duì)兩例脊髓損傷患者進(jìn)行了無(wú)線微創(chuàng)半侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)，該項(xiàng)目也在無(wú)線微創(chuàng)方面實(shí)現(xiàn)重大突破。

在技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，腦機(jī)接口也伴隨著挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。2024年2月2日，科學(xué)技術(shù)部發(fā)布《腦機(jī)接口研究倫理指引》（以下簡(jiǎn)稱《指引》），旨在促進(jìn)相關(guān)研究合理、合規(guī)、合法?！吨敢分赋觯X機(jī)接口研究應(yīng)適度且無(wú)傷害，研究的根本目的是輔助、增強(qiáng)、修復(fù)人體的感覺–運(yùn)動(dòng)功能或提升人機(jī)交互能力，需尊重受試者的知情權(quán)和個(gè)人尊嚴(yán)，并需嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)規(guī)定，其關(guān)鍵技術(shù)、性能指標(biāo)、獲取途徑、研究成果應(yīng)公開透明。

受試者正在使用康納研發(fā)的設(shè)備

（責(zé)任編輯 / 牛一名? 美術(shù)編輯 / 周游）