許敏鵬：消費(fèi)級(jí)腦-機(jī)接口產(chǎn)品問世不會(huì)等太久

最近，埃隆·馬斯克和他的一只猴子占據(jù)了科技新聞的頭條，猴子大腦被植入芯片，使得它可以依靠意念打字、要到了零食。馬斯克宣布，他的一家公司最快將在6個(gè)月后進(jìn)行這項(xiàng)侵入式腦-機(jī)接口的人體試驗(yàn)。

天津大學(xué)醫(yī)工院副院長(zhǎng)許敏鵬教授看到此新聞依然保持著冷靜：“科學(xué)實(shí)驗(yàn)太‘網(wǎng)紅’可能并非好事。”

許敏鵬，1988年出生，浙江臺(tái)州人，首位以腦-機(jī)接口項(xiàng)目獲批國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金的青年科學(xué)家。盡管都叫“腦-機(jī)接口”，許敏鵬正在攻關(guān)的項(xiàng)目是無(wú)創(chuàng)非侵入式腦-機(jī)接口，這種技術(shù)不需要向大腦中植入芯片，避免了手術(shù)創(chuàng)傷和生物相容性等各類風(fēng)險(xiǎn)，是一種被認(rèn)為會(huì)最早變成消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的腦-機(jī)接口技術(shù)。

盡管許敏鵬很年輕，但他已經(jīng)經(jīng)歷了腦-機(jī)接口技術(shù)從一個(gè)冷門方向到如今備受追捧的發(fā)展過程。在早期缺少經(jīng)驗(yàn)可供借鑒的階段，許敏鵬遇到問題只能“硬著頭皮去死磕”，而如今，腦-機(jī)接口是科研領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)，無(wú)論政府還是市場(chǎng)都投入了大量資源，他認(rèn)為，當(dāng)前國(guó)內(nèi)腦-機(jī)接口領(lǐng)域遇到的問題是人才儲(chǔ)備不足，影響了這個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。

“科技的競(jìng)爭(zhēng)歸根到底還是人才的競(jìng)爭(zhēng)。在我所在的這個(gè)領(lǐng)域，中國(guó)具備培養(yǎng)高層次科技人才的能力，得益于國(guó)家集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)，能保障科技攻關(guān)聚焦于國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，這是一種戰(zhàn)略層面的科技競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>

今年在杭州參加“科學(xué)Talk”活動(dòng)時(shí)，許敏鵬介紹了腦-機(jī)接口技術(shù)從誕生到目前最新的進(jìn)展情況。

許敏鵬介紹，腦-機(jī)接口技術(shù)最初的目標(biāo)是改善患者的大腦控制能力，比如說(shuō)截癱患者，身體不能動(dòng)了，但是大腦是完好的，那么腦-機(jī)接口能夠幫助他們實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)代償，比如借助腦控機(jī)械臂完成喂食、腦控輪椅等；再比如說(shuō)中風(fēng)偏癱患者，部分大腦運(yùn)動(dòng)相關(guān)皮層出現(xiàn)壞死，腦-機(jī)接口技術(shù)就能夠幫助他們修復(fù)受損的運(yùn)動(dòng)控制通路，重獲運(yùn)動(dòng)能力。

在侵入式腦-機(jī)接口領(lǐng)域，中國(guó)起步比西方晚，技術(shù)進(jìn)展也整體落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。“2020年國(guó)內(nèi)才完成了首例侵入式腦-機(jī)接口的臨床實(shí)驗(yàn)，讓高位截癱患者實(shí)現(xiàn)腦控機(jī)械臂完成喂食動(dòng)作，美國(guó)早在2012年就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這項(xiàng)技術(shù)?！痹S敏鵬說(shuō)。

但在非侵入式腦-機(jī)接口領(lǐng)域，中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家水平相當(dāng)，甚至在某些技術(shù)方面還領(lǐng)先國(guó)外。許敏鵬介紹，他所在的團(tuán)隊(duì)在腦-機(jī)解碼精度和速度方面處于國(guó)際領(lǐng)先。

天津大學(xué)醫(yī)工院副院長(zhǎng)許敏鵬教授（左一）。

許敏鵬認(rèn)為，非侵入式腦-機(jī)接口的發(fā)展目前正處于瓶頸期，亟需新原理、新技術(shù)帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)入下一個(gè)快速發(fā)展期。非侵入式腦-機(jī)接口的技術(shù)難點(diǎn)，在于設(shè)備獲取的腦電信號(hào)質(zhì)量比較差，這是因?yàn)殡姌O放在頭皮外，捕捉目標(biāo)信號(hào)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性都受到影響，從而制約了非侵入式腦-機(jī)接口系統(tǒng)的性能。

“但這個(gè)問題是可以攻克的。比如說(shuō)，以往只有侵入式腦-機(jī)接口技術(shù)能實(shí)現(xiàn)在二維空間中對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自然的連續(xù)運(yùn)動(dòng)控制。而我們團(tuán)隊(duì)的最新研究成果使用非侵入式腦-機(jī)接口技術(shù)完成該項(xiàng)功能，并且其性能接近侵入式腦-機(jī)接口的控制效果。我將會(huì)在12月17日的‘科學(xué)Talk’上向大家介紹該成果?！痹S敏鵬告訴《新民周刊》記者。

在許敏鵬看來(lái)，侵入式腦-機(jī)接口技術(shù)只適合用于嚴(yán)重神經(jīng)功能障礙的患者，未來(lái)廣泛應(yīng)用的可能性不是很大。美國(guó)已經(jīng)開展了多年的研發(fā)，但至今也沒有產(chǎn)品獲批上市，其原因是顯而易見的，在植入芯片的創(chuàng)傷性手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和收益之間，患者和醫(yī)生都要考慮更多。而非侵入式腦-機(jī)接口技術(shù)，如果解決了信號(hào)采集和解讀精度問題，那么將能夠滿足眾多的應(yīng)用場(chǎng)景。

三十出頭的年紀(jì)，許敏鵬已經(jīng)是國(guó)內(nèi)腦-機(jī)接口領(lǐng)域最優(yōu)秀的青年科學(xué)家之一，目前主持國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目在內(nèi)的十余項(xiàng)項(xiàng)目。除了日常從事自身的科學(xué)研究，許敏鵬近年來(lái)也積極與各領(lǐng)域交流?！白鳛榭萍脊ぷ髡呶液苡信d趣了解別的領(lǐng)域的專家在做什么。要了解自己領(lǐng)域之外的信息，一種常用的方式是查閱文獻(xiàn)，但文獻(xiàn)太多了，需要花很多時(shí)間。而像‘科學(xué)Talk’這樣不限制學(xué)科的交流平臺(tái)，就是一種了解其他學(xué)科最新進(jìn)展的高效方式?！?/p>

許敏鵬說(shuō)，他也非常愿意與企業(yè)家們溝通?！翱萍脊ぷ髡叨枷Ｍ约旱难芯砍晒玫絼e人的認(rèn)可，也希望研發(fā)的科研成果能真正解決一些實(shí)際的問題。要解決問題就需要把科研成果變成產(chǎn)品，但怎么做產(chǎn)品不是我們擅長(zhǎng)的，而交流活動(dòng)則有可能促成未來(lái)的合作。”

提到腦-機(jī)接口，總讓我們聯(lián)想起科幻片、虛擬世界，作為研究腦-機(jī)接口的科學(xué)家，許敏鵬卻說(shuō)自己更熱愛真實(shí)的世界。

提到腦-機(jī)接口，總讓我們聯(lián)想起科幻片、虛擬世界，作為研究腦-機(jī)接口的科學(xué)家，許敏鵬卻說(shuō)自己更熱愛真實(shí)的世界。

“上學(xué)之前，父親教我走象棋，我每走一步棋的時(shí)候，父親會(huì)問我為什么走這一步，有沒有更好的選擇，久而久之，就養(yǎng)成了自己?jiǎn)栕约旱牧?xí)慣。現(xiàn)在每作一個(gè)決定之前，我都會(huì)反復(fù)問自己還有沒有其他更好的選擇。我覺得這是掌握創(chuàng)新精神的第一步：挑戰(zhàn)自我，否定自我。如果連過去的自我都超越不了，怎么可能創(chuàng)造一個(gè)新的自我?！?/p>

許敏鵬說(shuō)，上學(xué)之后他偏科很嚴(yán)重，父母還是以鼓勵(lì)為主，學(xué)習(xí)環(huán)境很寬松。但是父母有一個(gè)很嚴(yán)格的規(guī)定：不允許看電視?！靶W(xué)階段每天可以看一會(huì)兒，上初中之后完全不讓看了。讓我把多出來(lái)的時(shí)間投入到與真實(shí)世界的交流互動(dòng)之中，比如說(shuō)運(yùn)動(dòng)、郊游、做手工等等。我覺得這是我人生中的關(guān)鍵一步，引導(dǎo)我產(chǎn)生了對(duì)認(rèn)識(shí)世界、改造世界的興趣。”

如今許敏鵬家里也沒有電視，特別是嚴(yán)格控制他的兩個(gè)孩子使用電子產(chǎn)品的時(shí)間和方式?！懊總€(gè)小朋友的想象力都很豐富，但想象出來(lái)的東西大部分是不切實(shí)際的，是脫離這個(gè)物理世界而產(chǎn)生的幻想。我覺得，從做科研的角度來(lái)看，想象力很重要，但是真正有價(jià)值的想象力不是毫無(wú)邏輯的幻想，應(yīng)該是以物理規(guī)律為基礎(chǔ)的。這就需要我們對(duì)這個(gè)真實(shí)的物理世界有充分的感性認(rèn)識(shí)，而電子產(chǎn)品構(gòu)建出來(lái)的虛擬世界難以實(shí)現(xiàn)替代。”

對(duì)于新技術(shù)，許敏鵬始終保持著自己的警惕和思考。他認(rèn)為，任何新技術(shù)誕生后都會(huì)對(duì)人群進(jìn)行一次分流，有些人會(huì)因?yàn)樾录夹g(shù)帶來(lái)的便利性而加速進(jìn)步，而有些人可能會(huì)更容易陷入沉淪和懶惰?！叭魏渭夹g(shù)都是工具，我們需要站在真實(shí)的世界里去看待它們?！?/p>