腦機(jī)暗戰(zhàn)

房煜

技術(shù)之爭(zhēng)

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(guó)媒體評(píng)為腦機(jī)接口領(lǐng)域五位創(chuàng)新者之一，也是腦機(jī)接口公司BrainCo的創(chuàng)始人。

2011年，韓璧丞去美國(guó)研究腦科學(xué)時(shí)，發(fā)現(xiàn)腦機(jī)技術(shù)已經(jīng)分成兩個(gè)非常明顯的學(xué)派：一個(gè)是以哈佛、麻省理工（MIT）和布朗大學(xué)等美國(guó)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(guó)西部科技公司為主的激進(jìn)派，主張侵入式獲取大腦信號(hào)，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(wú)創(chuàng)神經(jīng)成像技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)研發(fā)了一種新型腦機(jī)接口。實(shí)驗(yàn)中，使用新型腦機(jī)接口的人類受試者以無(wú)創(chuàng)的方式控制機(jī)械臂，機(jī)械臂以一條平滑、連續(xù)的路徑跟蹤計(jì)算機(jī)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(huì)選擇接受，因?yàn)楦冻龅拇鷥r(jià)并非每個(gè)人所能承受的。

一方面，侵入式的整個(gè)手術(shù)周期和過(guò)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(xiǎn)。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(gè)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(huì)結(jié)膜，結(jié)膜之后信號(hào)就會(huì)急速衰減。換句話說(shuō)，即便通過(guò)手術(shù)將芯片插進(jìn)了大腦，但很可能過(guò)一段時(shí)間就失效了，還需要拿出來(lái)再放回去。

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

“舉個(gè)例子，比如說(shuō)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(guò)大量算法識(shí)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(gè)機(jī)器在房間里鑿開一個(gè)洞，破壞了這個(gè)環(huán)境之后，其實(shí)他已經(jīng)不能像之前一樣說(shuō)話了?！表n璧丞說(shuō)。

韓璧丞堅(jiān)定地認(rèn)為，即便伊隆·馬斯克的最新技術(shù)不會(huì)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(huì)破壞大量神經(jīng)元。

一個(gè)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(huì)立刻跟進(jìn)，對(duì)外宣布非侵入式也能通過(guò)算法做相同的應(yīng)用。

“我們公司內(nèi)部定的策略也很簡(jiǎn)單，馬斯克想用侵入式的方法讓大腦控制手機(jī)、鼠標(biāo)和鍵盤，我們也會(huì)讓一千人通過(guò)訓(xùn)練，通過(guò)非侵入式的方法，同樣控制這些設(shè)備。”韓璧丞說(shuō)。

三點(diǎn)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(jī)產(chǎn)品研發(fā)基地，殘疾人和學(xué)生絡(luò)繹不絕地來(lái)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(guó)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(jī)構(gòu)的青睞。

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

腦電是一個(gè)正負(fù)為微伏的非常微弱的電信號(hào)，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(cè)試完之后再洗頭?！拔覀冏铋_始做研究的時(shí)候每天都要洗兩次頭，一年洗了大概800多次頭?！表n璧丞說(shuō)。

要讓非侵入式腦機(jī)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(shí)也能采集高清信號(hào)，腦機(jī)才能真正讓大眾接受。

因此在接下來(lái)的三年時(shí)間里，韓璧丞與他的團(tuán)隊(duì)只做了一件事：研究腦電信號(hào)檢測(cè)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(gè)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(jí)。

按照BrainCo的說(shuō)法，現(xiàn)在這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)被海外廣泛使用，包括美國(guó)宇航局NASA、美國(guó)的奧林匹克運(yùn)動(dòng)隊(duì)和意大利的方程式賽車隊(duì)等。

腦機(jī)的商業(yè)未來(lái)

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(jī)，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(wèn)題在于，哪個(gè)行業(yè)才最適合腦機(jī)呢？

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

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(jī)、腦控車、腦控各類家電和腦控機(jī)械手等，但他最后發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)品根本沒(méi)有人愿意買單。

事情的轉(zhuǎn)機(jī)來(lái)自一名腦科學(xué)研究者對(duì)韓璧丞說(shuō)的一番話：“一個(gè)班級(jí)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(méi)有什么辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題?！边@個(gè)需求讓韓璧丞茅塞頓開。

BrainCo腦科學(xué)專家楊錦陳說(shuō)，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(lái)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(yùn)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(yàn)，在提升認(rèn)知能力和任務(wù)績(jī)效、治療注意缺陷與多動(dòng)綜合征 （ADHD，俗稱多動(dòng)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(jī)接口頭環(huán)，只要三點(diǎn)接觸，即可獲得精準(zhǔn)的腦機(jī)信號(hào)。BrainCo官方稱，這個(gè)產(chǎn)品已獲得數(shù)十萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)品訂單，目前的產(chǎn)品銷售觸達(dá)4個(gè)大洲的15個(gè)國(guó)家和地區(qū)，是腦機(jī)接口領(lǐng)域銷售數(shù)量最高的產(chǎn)品。

另一個(gè)產(chǎn)業(yè)方向是智能假肢。中國(guó)殘疾人聯(lián)合會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)殘疾人總數(shù)為8 502萬(wàn)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(guó)的假肢市場(chǎng)并不完善，幾乎沒(méi)有肢體殘疾人去佩戴有意識(shí)控制的智能假肢，原因在于，這些智能假肢的價(jià)格需要50萬(wàn)元～60萬(wàn)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(guó)企業(yè)奧索、奧托博克等占了大多數(shù)市場(chǎng)份額。這些公司主要將產(chǎn)品銷售給歐洲和美國(guó)受傷的士兵，這一塊龐大的生意讓他們放棄了平民市場(chǎng)。

韓璧丞說(shuō)，傳統(tǒng)的智能假肢是用肌肉信號(hào)控制，但是從大腦里面出來(lái)的信號(hào)會(huì)更加準(zhǔn)確，信息量更好，但同時(shí)又不可能給殘疾人每天頭上再帶一個(gè)東西。因此他們尋找到了大腦和肌肉信號(hào)的關(guān)聯(lián)度，最終形成一個(gè)簡(jiǎn)易的假肢。如今BrainCo的計(jì)劃是，研發(fā)出準(zhǔn)確度更高的假肢，并將成本降到10萬(wàn)元以內(nèi)。

不可否認(rèn)的是，在這項(xiàng)充滿未來(lái)感的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)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(jī)公司當(dāng)中，非侵入式也占了絕大多數(shù)。但愿意為之冒險(xiǎn)的侵入式始終沒(méi)有妥協(xié)。他們的堅(jiān)持是，只有打開頭顱，塞入芯片，才能看到真實(shí)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(chǎng)的商業(yè)軍團(tuán)，這場(chǎng)大腦戰(zhàn)爭(zhēng)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(gè)困境：要獲得腦信號(hào)就必須盡可能接近人腦，但那又意味著對(duì)腦不可避免的破壞。所以，在符合預(yù)期的腦機(jī)接口誕生前，科學(xué)家也許需要一次偉大的創(chuàng)新，讓機(jī)器學(xué)習(xí)和大腦的可塑性真正結(jié)合起來(lái)。當(dāng)然，他們?cè)谶@中間將面臨效率和道德的巨大挑戰(zhàn)。