掌控風(fēng)向的掘金腦機(jī)

張鳳玲

腦機(jī)接口的發(fā)展究竟能給品牌帶來哪些機(jī)遇，又存在著哪些問題？

腦機(jī)接口，可以讓很多事情化腐朽為神奇。

讓殘疾人用機(jī)械臂唱歌，讓失語者說話，讓失聰者聽到聲音……

現(xiàn)在，腦機(jī)接口，就是大腦和計算機(jī)之間的接口，通過人腦與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，讓AI或計算機(jī)來輔助人腦工作。

腦機(jī)接口技術(shù)究竟是什么？它為什么能讓科學(xué)家如此癡迷？在這一領(lǐng)域，有哪些技術(shù)方案，它們各有什么特點，又都存在著怎樣的問題？腦機(jī)接口的發(fā)展究竟能給品牌帶來哪些機(jī)遇，又存在著哪些問題？

為何被青睞

所謂“腦機(jī)接口”，就是指在人或動物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接接口，其目的是用來實現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。

這里所謂的“直接”，指的是不依賴于正常的由外圍神經(jīng)和肌肉組成的輸出通路，實現(xiàn)“腦”和“機(jī)”之間的直通。

簡而言之，探索大腦的歷程。印象里，對腦機(jī)接口最著名的描寫莫過于1999年上映的系列電影《黑客帝國》。

電影中，以人類黑客尼奧為首的“人類反抗組織”歷經(jīng)波折回到現(xiàn)實世界，才發(fā)現(xiàn)自己此前一直處在虛擬空間，所依賴的乃是插在腦后的一根電纜。

是什么原因讓腦機(jī)接口技術(shù)有如此的魅力，讓科學(xué)家和商業(yè)大佬等都決心在這個領(lǐng)域投入大量的資源呢？

其主要原因還是其巨大的潛在應(yīng)用場景。

具體來說，如下幾個方面的應(yīng)用場景是十分值得期待的：

第一個場景是幫助殘障人士以及行為障礙者進(jìn)行康復(fù)。

在現(xiàn)實中，有大量的人具有各種各樣的殘疾，或因中風(fēng)、癲癇等疾病而行動不便。針對這一部分人，腦機(jī)接口技術(shù)可以幫助他們更好地控制身體或者義肢，從而達(dá)到幫助他們康復(fù)的目的。

事實上，在實踐中，人們很早就將腦機(jī)接口技術(shù)用于這一用途。

比如，幫助聽障人士恢復(fù)聽力的人工耳蝸，其實就是一種非常成熟和普及的腦機(jī)接口設(shè)備，只不過由于它過于常見，所以常常不被人們和具有科幻色彩的腦機(jī)接口聯(lián)系在一起。

很多時候，人們的聽力障礙，其實是大腦聽覺區(qū)域與耳朵相連的神經(jīng)通路出現(xiàn)了問題，而人工耳蝸就是一個外接機(jī)器，它能將接收到的外界聲音轉(zhuǎn)為電信號，并將它進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳導(dǎo)到大腦聽覺神經(jīng)。

這樣一來，腦、耳之間損壞的神經(jīng)通路就得到了恢復(fù)，患者的聽力也就可以恢復(fù)正常了。

當(dāng)然，現(xiàn)在腦機(jī)接口的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人工耳蝸的程度。

科學(xué)家們正在致力于將其應(yīng)用在漸凍癥、高位截癱、失語癥等嚴(yán)重的運動感知功能受損疾病，嘗試幫助這些患者恢復(fù)健康。

以漸凍癥為例，這是一種慢性、進(jìn)行性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。

患上這種疾病的人會逐漸出現(xiàn)肌肉和骨骼無力、肌肉萎縮等癥狀，最終失去行動能力。

到現(xiàn)在為止，人們依然沒有找到治療漸凍癥的有效方法，這就意味著我們只能眼睜睜看著患者逐步被“凍住”。

幸運的是，隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，人們似乎在傳統(tǒng)治療方法之外，找到了另一條攻克漸凍癥的道路。

第二個場景是教育。借助于腦機(jī)接口，老師可以更好地對學(xué)生注意力值狀況做到實時了解，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略?，F(xiàn)在，市場上已經(jīng)有不少初創(chuàng)企業(yè)盯準(zhǔn)了這一應(yīng)用領(lǐng)域。

第三個應(yīng)用場景是娛樂。

例如，在VR游戲當(dāng)中，人們可以借助腦機(jī)接口，在不借助其他外部設(shè)備的情況下更好地對游戲角色進(jìn)行操控。這樣，就可以更好地提升游戲的沉浸性，讓玩家獲得更好的體驗感。

從功能上看，腦機(jī)接口設(shè)備主要要解決兩個問題：

一是接收神經(jīng)元發(fā)送的信號，并由此推斷出其中包含的信息。根據(jù)需要，人們可以對這些信息再編碼并進(jìn)行輸出（例如像盧西爾那樣操控樂器，或者對機(jī)器進(jìn)行控制）。

二是對神經(jīng)元進(jìn)行刺激，從而通過神經(jīng)元來影響身體某些部位的行動。這兩種任務(wù)都可以通過不同的方式來實現(xiàn)，而不同方式在實現(xiàn)效率上存在著很大的差異。

目前，人們通常會把腦機(jī)接口技術(shù)按照其是否需要侵入大腦，以及侵入的程度分為非侵入式、侵入式，以及半侵入式三類。

品牌們卷入

根據(jù)公開資料顯示，全球腦機(jī)接口的市場規(guī)模在2021年達(dá)到了15億美元，預(yù)計到2027年，全球腦機(jī)接口市場規(guī)模將達(dá)到33億美元，約合238億元人民幣。

國信證券預(yù)計，腦機(jī)接口相關(guān)市場規(guī)模在2030-2040年期間可達(dá)700億-2000億美元。

數(shù)據(jù)顯示，截至2023年4月，全球有1394起腦機(jī)接口相關(guān)融資事件，大多投融資以種子輪和A輪為主。

現(xiàn)在，許多投資機(jī)構(gòu)開始注意這一賽道。

腦機(jī)接口市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了萬億級別，掀起了“軍備競賽”。

從技術(shù)來看，捷報連連：

華米與中科大共建腦機(jī)智能實驗室;

首例自主研發(fā)介入式腦機(jī)接口完成動物試驗，只需進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)；

在南開大學(xué)段峰教授團(tuán)隊牽頭的全球首例非人靈長類動物介入式腦機(jī)接口試驗中，研究團(tuán)隊讓介入式腦電傳感器通過猴子的頸靜脈，進(jìn)入矢狀竇，到達(dá)運動皮層腦區(qū)，手術(shù)后研究團(tuán)隊成功采集并識別到非人靈長類動物介入式腦電信號，實現(xiàn)了動物對機(jī)械臂的主動控制。

技術(shù)出行之后，產(chǎn)品也出現(xiàn)了，現(xiàn)階段主要醫(yī)療和助老。

企業(yè)展的產(chǎn)品，包括腦控打字系統(tǒng)、腦控復(fù)健設(shè)備、輔助睡眠腦機(jī)設(shè)備、能夠監(jiān)測精神狀態(tài)的安全帽等，都已有腦機(jī)接口這一技術(shù)的影子。

目前，我國在腦機(jī)接口的專利申請數(shù)量激增，全球占比達(dá)35%。

在范式編碼技術(shù)方面，全球?qū)＠暾埩拷鼛啄瓿尸F(xiàn)急劇增長的發(fā)展態(tài)勢，當(dāng)前范式編碼技術(shù)專利主要來源于中國、美國、韓國和日本。在信號解碼技術(shù)方面，中國和美國都是重要的腦機(jī)接口技術(shù)原創(chuàng)地和目標(biāo)市場所在地，腦機(jī)信號解碼專利數(shù)量明顯具有優(yōu)勢。

更重要的是，腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略。

我國“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)都將“腦科學(xué)”列為與生命健康和人工智能同等重要的國家戰(zhàn)略性前沿科技與研究方向。

其中，“十四五規(guī)劃”中針對腦科學(xué)等前沿領(lǐng)域設(shè)計了“一體兩翼”的戰(zhàn)略，其中“一翼”便是類腦科學(xué)，利用腦科學(xué)研究來推動類腦人工智能、類腦計算、腦機(jī)接口等與人工智能相關(guān)的新技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)展障礙

需要指出的是，雖然腦機(jī)接口的技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，并且具有十分廣闊的想象空間，但是距離真正的大規(guī)模商用，它可能還需要跨越很多的障礙。

在這些障礙中，有一些是技術(shù)性的。比如，被認(rèn)為可以更好傳輸信息、實現(xiàn)腦機(jī)溝通的侵入式設(shè)備通常需要開顱植入。

在這個過程中，手術(shù)的安全性、術(shù)后的后遺癥，以及設(shè)備維護(hù)等，都存在著不小的問題。 因此，如果品牌們想讓人們可以放心地使用類似的產(chǎn)品，還需要對技術(shù)進(jìn)行很多改進(jìn)。

除了技術(shù)障礙外，更大的障礙來自于倫理方面。

第一是隱私問題。

借助于腦機(jī)接口，研究人員可以從神經(jīng)元的活動來直接解讀佩戴設(shè)備人員的所思所想，自然也就有機(jī)會去窺探他們的各種隱私。如何才能保證人們在使用腦機(jī)接口時，不被任意窺探隱私，會是一個十分現(xiàn)實的問題。

第二是精神控制問題。

通過腦機(jī)接口技術(shù)，人們不僅可以窺探他人的思想，更可以直接對他人的思想和行為進(jìn)行干預(yù)，甚至還可能篡改人們的記憶。如果使用不當(dāng)，這一技術(shù)將會成為可怕的思想控制工具。

如何預(yù)防這一情況的出現(xiàn)，也是一個亟待解決的問題。

第三是不平等問題。

從理論上講，借助于腦機(jī)接口技術(shù)，人可以對某些器官的能力實現(xiàn)增強(qiáng)。

因此，富有的人就可能花錢來對自己的能力進(jìn)行強(qiáng)化，從而讓自己成為一個能力不同于常人的超人。這樣一來，財富上的不平等就會進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為生理上的不平等。

如果開刀，那么，腦機(jī)接口能代替人類思考嗎？

腦機(jī)接口能代替人類思考嗎？

比如，通過腦腦接口對大腦的特定部位實施特殊頻譜信號刺激，達(dá)到干擾和控制大腦思維活動的目的。

一個最直白的例子是，在劉慈欣的科幻小說《三體》中，面壁者希恩斯研發(fā)了一種“思想鋼印機(jī)器”，對使用者神經(jīng)元某一部分進(jìn)行控制，減少其大腦思維決策的過程，使其對某個輸入“不假思索”地作出判斷，從而植入“人類必勝”的堅定信念。

綜上所述，如果要實現(xiàn)腦機(jī)接口技術(shù)的大規(guī)模商用，除了克服技術(shù)上的障礙之外，品牌們還需要找到以上這些倫理問題的破解之策。