脑机接口(BCI)技术,作为一种连接大脑与外部设备的先进技术,正迅速成为科技领域的热点。这项技术不仅在医疗、教育和娱乐等多个领域展现出巨大潜力,而且还在不断推动人工耳蜗、人形机器人等新兴市场的发展。
目前,脑机接口技术主要分为侵入式和非侵入式两种。非侵入式BCI是通过体外佩戴脑电帽,采集电极附在头皮上,具有创伤最小,无需手术,伦理挑战小,相对安全,但信号较弱,存在信号处理和解码难度高的特点,主要用于辅助交流(如帮助失语症患者沟通)、游戏和娱乐、注意力监测、情绪分析等泛医学领域,已逐渐走向商业化,向非医疗化方向发展;而侵入式BCI则涉及手术,提供精确的脑信号,且信号稳定,有感染及组织损伤风险,目前主要在实验室环境或临床试验中进行测试,面向的神经功能障碍性疾病,侵入式又半侵入式或全侵入式,半侵入又称微侵入式,还包括血管内电极植入式另一个技术路线。这项技术的核心难点在于精确捕捉、解码和传输大脑神经信号,同时确保植入物的生物相容性和长期稳定性,以及与运动辅助装置(外骨骼系统)的高效连接。其中电极生产、自研芯片和算法是核心技术壁垒。
在医疗领域,BCI技术的应用前景尤为广阔。它有望帮助瘫痪患者恢复运动能力,帮助失明者重见光明,帮助失语者正常表达,甚至帮助渐冻症患者恢复沟通能力。在教育领域,BCI技术可以实现更加个性化和高效的学习方式。而在娱乐领域,它则有望带来全新的虚拟现实体验。多个方向的发展则可互相促进技术的进步。
2024-01-30,埃隆·马斯克创立的Neuralink公司宣布,人类首次接受脑机接口(Neuralink)芯片植入,恢复良好。这一消息引发了广泛关注和热议。这是Neuralink首例成功完成人体植入术。
此外,清华大学与宣武医院于2023年10月24日成功进行了首例无线微创植入脑机接口NEO(Neural Electronic Opportunity)的临床植入试验。2024年1月29日,联合团队宣布首例患者在脑机接口康复训练后取得突破性进展。患者能够通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握解码准确率超过90%。
人们在这个领域投入了很大的热情,当有相关报道时,人们往往开云电竞官网抱有特别高的期待,甚至期待它能很快增强正常人类的认知能力,与AI结合成为一个接近或超越人类的个体。尽管BCI技术在卒中偏瘫患者康复方面显示出潜力,但从目前的技术水平来看,距离广泛、成熟的临床应用还有一段较长的距离。关键问题包括提高技术的可靠性、安全性、可及性以及成本效益,生物相容性和稳定性。未来的发展可能依赖于技术创新、临床试验结果以及与医疗保健系统的整合。
Neuralink产品的两大特色是高通量和全植入,一方面,器件集成能做到“硬币级别”,无须像其他脑机接口设备一样在大脑上安装插头、接一根很长的电缆线,而是真正“一体化的设备”;另一方面,手术机器人大大提高了电极线插入到大脑的效率和准确率。柔性高密度电极和自动植入机器人,能大大降低外科医生手术难度,经过6~7年的前期研发和打磨、数亿美金的投入,Neuralink在植入式脑机接口全链条研发方面具有国际领先优势。而Paradromics的BCI技术以其高数据传输率著称,能够处理大量神经数据; 而国内的清华大学微创NEO则是另一条路线,将电极植于硬膜外,颅骨下方,难点是信号的分解与处理。
BCI技术这项最新技术的发展也引发了一系列关于隐私、安全性、伦理和道德的问题。这些问题包括个人思想隐私的保护、数据泄露的风险、植入物的生物相容性和长期稳定性、以及手术的安全性。此外,BCI技术可能被用于操控个人行为或监视思想,引发重大的伦理和道德争议。在任何技术发展均可能面临上述安全性问题,尤其是这类关于大脑修复与开发的BCI技术。
脑机接口技术无疑是一项具有革命性潜力的黑科技。然而,随着这项技术的发展,我们必须深入探讨和解决与之相关的隐私、安全性、伦理和道德问题。只有这样,我们才能确保这项技术的安全、负责任和公正地应用,为人类带来更多福祉。
对这项技术,我们可以密切关注,但不能过于乐观,其技术的发展一定会朝着更加安全、更加有效的方向进化、迭代。