腦機接口正“接入”現實

　　【科技創新世界潮】

　　◎本報記者 張佳欣

　　在美國加州舊金山的一個(ge) 實驗室裏，一位名叫安的來自加拿大的47歲女士坐在一個(ge) 大屏幕前。屏幕上有一個(ge) 看起來很像她的頭像。當安想要說話時，這一“數字化身”會(hui) 為(wei) 她發聲，而且使用的是她本人的聲音。2005年，一次毀滅性的中風讓安幾乎完全癱瘓，此後失語18年。現在，借助腦機接口(BCI)，安終於(yu) 能開口“說話”了。

　　2022年，加州大學神經外科醫生愛德華·張在安的大腦表麵與(yu) 說話相關(guan) 的區域放置了253個(ge) 電極。當安試圖說話時，腦機接口便會(hui) 攔截大腦信號，將其轉化為(wei) 單詞、語音。該係統能以每分鍾78個(ge) 單詞的速度將語音轉換為(wei) 文本，雖不及常規語音平均每分鍾150個(ge) 單詞的速度，但相較之前的BCI技術已有很大進步。

　　這項研究發表在今年稍早時間的《自然》雜誌上，是2023年多項激發人們(men) 對植入式BCI興(xing) 趣的研究之一。同時，該領域的其他公司也在取得長足進步。例如，由企業(ye) 家埃隆·馬斯克創立的神經技術公司Neuralink招募癱瘓患者參與(yu) 其植入式BCI的首批試驗。

　　兩(liang) 種腦讀取技術

　　所有的腦讀取技術，無論是植入式還是非植入式，都基於(yu) 相同的基本原理：它們(men) 記錄與(yu) 語音或注意力等功能相關(guan) 的神經活動，“翻譯”該活動的含義(yi) ，並使用它來控製外部設備，或者隻是將其作為(wei) 信息提供給用戶。

　　植入式BCI比非植入式能記錄更多信息豐(feng) 富的大腦信號。大多數非植入式BCI是在頭皮上放置電極，使用“腦電圖”(EEG)方法檢測穿過頭骨的微小電場，這些電場反映出海量分布在大腦區域上的數百萬(wan) 神經元的平均放電情況。

　　發展中的植入式技術

　　許多公司都在開發植入式BCI並將其商業(ye) 化。

　　黑岩神經科技、ParadRomics和Neuralink公司已開發出可穿透大腦皮層，並記錄單個(ge) 神經元信息的電極係統。這幾家公司的接口是由數百個(ge) 堅硬筆直的電極組成的網格，單個(ge) 人體(ti) 內(nei) 可植入多個(ge) 陣列。

　　到目前為(wei) 止，Neuralink公司的植入裝置由多條長而靈活的聚合物線組成。這些電極包含許多記錄位點，比剛性電極陣列植入皮層更深。

　　相反，Synchron和精密神經科學公司研究的是放置於(yu) 大腦表麵的電極。Synchron的BCI裝置隻包含16個(ge) 電極，與(yu) 追求更大帶寬的趨勢相悖，其植入不需要神經外科手術，但低帶寬導致該裝置無法解碼人的思想。

　　非植入式裝置聚焦消費者

　　非植入式消費級頭戴設備的開發商麵臨(lin) 著一係列不同的障礙。《自然》網站指出，EEG存在的局限是無法解碼使用者的想法，它更善於(yu) 指示一個(ge) 人的總體(ti) 心理狀態。

　　有幾家公司研發了頭帶、耳機等腦電傳(chuan) 感產(chan) 品。這些產(chan) 品可推動用戶進入更深層次的冥想狀態，或者幫助人們(men) 進入更專(zhuan) 注、更有效率的狀態。2022年，英國利物浦足球俱樂(le) 部宣布，德國神經科技公司Neuro11的產(chan) 品能幫助球員在壓力大的情況下保持冷靜專(zhuan) 注。

　　一些產(chan) 品旨在直接操縱腦電波，希望改變用戶的精神狀態。英國Neudio初創公司使用一種算法記錄用戶的EEG，並實時生成合成音樂(le) ，旨在引導大腦活動，使人放鬆或集中注意力。其他公司也在使用類似的方法來改善睡眠質量。

　　與(yu) 此同時，元宇宙平台公司和蘋果公司已推出了包含眼動追蹤技術在內(nei) 的頭戴式設備。今年7月，蘋果獲得了一項專(zhuan) 利，可將腦電傳(chuan) 感器集成到AirPods耳機中。

　　倫(lun) 理和法律問題不容忽視

　　隨著讀腦神經技術的加速發展，倫(lun) 理學家和監管機構越來越多地質疑這些設備會(hui) 帶來的獨特風險。

　　美國哥倫(lun) 比亞(ya) 大學神經科學家拉斐爾·尤斯特稱，大腦是產(chan) 生人類思想的器官，是身體(ti) 的一部分，它應該是人類身份的庇護所。

　　《自然》網站指出，植入式醫療技術可能會(hui) 產(chan) 生倫(lun) 理問題。例如，考慮到人工智能軟件有助於(yu) 將用戶的大腦活動轉化為(wei) 決(jue) 策，因此存在有關(guan) 用戶的權力和責任問題。關(guan) 於(yu) 非植入式設備，消費設備記錄的腦電信號的質量仍然存在疑問。這些技術可能不僅(jin) 僅(jin) 意味著增強個(ge) 人計算體(ti) 驗的新方法，同時提出了一個(ge) 問題，即一個(ge) 人的大腦數據，甚至是精神隱私，是否會(hui) 被商業(ye) 化。

　　目前，智利是世界上唯一立法保護神經權利的國家。此外，巴西、墨西哥、西班牙和澳大利亞(ya) 政府正在討論如何製定神經技術相關(guan) 立法。(科技日報)