中外院士谈脑机接口应用前景 交叉学科研究很有必要

脑机接口技术正在成为风投资金云集的前沿技术行业，6月25日，在一场由天桥脑科学研究院（TCCI）转化中心与中国神经科学学会神经外科学基础与临床分会共同主办的“对话大脑”（Brian Talk）论坛上，中国科学院院士、复旦大学脑科学转化研究院院长段树民教授，美国科学院院士、天桥脑科学研究院加州理工学院脑机接口中心主任理查德·安德森（Richard Andersen）教授以及华山医院院长、天桥脑科学研究院转化中心主任毛颖教授探讨了脑机接口技术的最新进展。

神经领域的全球顶尖专家一致认为，脑机接口要取得更大的进展，需要多学科领域的交叉研究，材料学和工程学方面的能力必不可少，希望跨学科人才加入脑科学行列。

呼吁跨学科人才共同研究

“生物学对于大脑的研究当然非常重要，但是我们越研究到后面越发现，人脑的机制太过复杂，生物学知识仅占了其中的一小部分，有更多的未解之谜需要我们通过交叉学科的研究来探索和解决。”段树民院士表示，“所以我们特别希望跨学科的人才，比如学习数学、物理、化学、计算机的人才加入进来，加速脑科学的研究。”

安德森教授也赞同段树民院士提倡的脑科学的发展需要交叉学科研究人才。他说道：“我们最近发现量子科技能够很好地与脑机接口技术相结合，中国有非常优秀的量子科技人才，欢迎他们加入脑科学研究行列。”

段树民院士还从生物智能与机器智能出发，探讨了脑机接口对人类大脑功能的扩展前景。他认为，目前在分子细胞水平上对大脑的研究已经较为透彻，但由于缺少对神经环路的充分了解，仍然无法完全了解大脑的运作机制。他还强调，人工智能可以从人脑现有的优势，如自我意识、创造性和情绪情感等领域进行突破。

今年早些时候，马斯克的Neuralink公司已经宣布能够让一只猕猴通过大脑活动来控制计算机，而无需通过手来操纵游戏杆。研究人员通过在猴子的大脑皮层区域接入2000多条细丝，在猴子与计算机交互的时候记录猴子大脑的神经元活动，并将这些神经元活动数据输入到“解码器算法”中，以观察并实时预测猴子的手部运动。

在谈到脑机接口目前面临的最大挑战时，段树民院士称，脑机接口涉及大脑信息的收集、解码以及输出，目前最具挑战性的环节是信息的解码，这需要多种计算机领域新技术的支撑。

业内关注消费级应用前景

安德森教授表示，目前的脑机接口项目仍然重点聚焦大脑修复，对于如何增强大脑能力，包括实现心电感应，仍然有很长的路要探索。

此外，他还称另一个挑战在于，目前的脑机接口仍然是侵入式的有创解决方案，这会很大程度减少人们的接受度，未来无创解决方案的探索将有望大幅提升脑机接口的应用场景。他同时提醒应该关注伦理问题。

中科院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明院士也对第一财经记者表示：“目前包括马斯克正在做的脑机接口的概念，距离医疗方面的应用还有一段距离，最主要的障碍是，我们如何去解码脑信息，这需要知道大群神经元的电活动规律所代表的意义。”

他认为，现在脑机接口的主要应用是治疗瘫痪病人，但这并不是新的应用。“现在国内的一些团队也在从事脑机接口领域的研究，并在大动物身上进行临床，下一步就是要进入人体临床试验，但这仍然需要获得伦理方面的审批。”蒲慕明对第一财经记者表示。

蒲慕明表示，相比马斯克的Neuralink侵入式的技术，非侵入式的脑机接口技术应用前景更加广阔。“也就是说一些穿戴式的脑机接口设备，会引领医疗器械产品的大规模爆发。”蒲慕明说道，“比如通过穿戴式产品提升注意力。”

脑机接口涉及脑活动调控技术、新一代机器学习模型和类脑计算系统、类神经元的芯片、处理器、存储器和智能机器人等技术，以及大数据信息处理和计算新理论的发展，未来需要在超柔神经界面、电极和芯片系统等方面取得突破。

人工智能、云计算等科技相关领域的企业高度关注脑机接口技术的进展。科创板上市公司、云计算企业优刻得创始人季昕华自称是脑科学忠粉，他表示自己非常关心脑机接口未来的消费级应用前景。

对此，安德森教授回应称：“脑机接口的商业化前景很大程度上仍然聚焦在学术和工程层面，但是现在一些企业也正在将学术研究转化为商用产品。我认为材料科学和工程学相关领域的技术进步也有望加速研究向临床应用的转化。”