同样能实现“隔空取物”！中国只用微创，美国却要给大脑打个洞？
- 百科
- 2024-01-16 09:43:54
世上最远的距离不是你在天南，我在海北。而是面对面的两个人，无法理解对方的意思。
为了解决这个问题，马斯克团队又研发了一项新技术——脑机接口。利用这项技术，人的意念不但能随意读取，还能利用理念隔空控制各种事物。
眼下，已经死在马斯克实验中的那几只猴子，已经切身“体验”过什么叫做隔空取物了。只不过由于技术的不成熟，这些实验品有二分之一因为各种感染而死。
国内其实也在研究脑机接口技术，不过相对于马斯克公司不顾猴子的死活，国内采取的技术类型就要比马斯克的安全多了。
国内脑机接口的一场新实验是在2023年5月举行的。实验中的猴子在不利用双手的情况下，成功靠着机械手臂的帮助将食物吃到了。
当然，猴子当然不会像人类那样能乖乖配合，实验人员事前绑住了猴子的手，而后将食物放在它面前，当猴子想要拿食物的时候，大脑中的意念顺利被读取，进而通过连接的机械手臂，将食物拿了过来。
这场成功的实验，是由段峰教授的研究团队进行的。相比于此前马斯克旗下公司的技术，国内的脑机接口不用在动物的大脑上钻洞，更不用将芯片植入到大脑内读取信号。
不钻洞又如何读取猴子大脑信号呢？难道是那种佩戴式的，通过接触头皮来感应脑部信号吗？也不是这种技术，段峰团队所采用的技术，是介于钻洞和不钻洞之间。
此前，马斯克旗下公司的研究已经取得一定进展，只是脑部钻洞这种听起来很吓人的操作，还是让人不寒而栗。
先期在猴子的实验中，将颅骨破开，技术设备需要深入到脑皮层内部，才能真正的读取和接入信号。
虽说实验中的猴子，都通过意念完成了一系列的动作操控，甚至还能像人一样玩一些相对简单的游戏。可将异物植入到大脑内部，肯定会产生强烈的排斥反应。结果便是前脚刚做完实验，后脚那些为科学献身的猴子就死了。
外界对马斯克旗下公司的做法很是不满，甚至还引来了一些部门的调查，但研究并没有就此停止。
截止到上个月，马斯克的公司已经在紧锣密鼓推进人体实验了。下一步的目标是，将招募来的所有人员都植入脑部芯片，进而展开一系列意念控制的研究。至于这些参与者，会不会也面临猴子一样的遭遇，目前还不得而知。
正因为这种方式的不安全性，段峰在研究的时候，才没有考虑该研究方向。将技术设备直接跟脑皮层接触，这样确实有助于提高信号采集的精度，可是依照人类现有的科技水平，该方式面临的风险和不确定性都很大，即便成功也潜藏了各种隐患。
至于说用外部的设备采集脑电信号，这种方式虽然安全性提高了，可信号采集的精准度又不能保障。隔着一层颅骨信号原本就微弱，再加上外部其他信号源的干扰，更是让精准度直线下降。
如果读取不到精准的脑电信号，自然就无法将意念转化成执行指令，进而也就无法操控外部的连接设备。
于是通过对比上述两个研究方向的优劣，段峰和研究团队最终采用了另外一种方法，这种新的方法便是介入式。
介入式相比于在脑部钻洞要安全很多，但又不是在外部采集信号的。具体的方法是，将无线的设备装置植入到实验者的静脉血管中。
借助于静脉导管，装置会被输送到大脑指定区域的血管中。等到一切就绪，装置最终会被固定在脑部血管的内壁中。这样一来，就能采集和读取大脑发出的信号了。
相比于脑部钻洞，这种方式比较安全。和外部读取比起来，精准度又提高了许多，因此等于结合了其他两种方式的优点。
当采集设备开始工作后，便会源源不断收集大脑发出的信号，信号接收后再传送给外部的电脑。
接下来就是识别、处理、转化脑电信号的步骤。电脑需要分析和识别出信号中包含的意思，知道大脑想的是什么后，再将信号转化成为电脑可以接收和处理的指令。
指令通过设定好的程序，就可以操控外部连接的设备比如机械手臂之类，最终就能靠着意念操控外部设备做出各种动作。
因此不难看出，整个过程，分为脑电信号采集和传输，信号的识别转换，设备接受指令并反馈结果三个主要步骤。其中最关键的，就是前两个步骤了。
国内5月份的实验很成功，段峰曾表示，下一步要推动的，就是尽快申请在人体上的实验。
实际上，实验从2020年就已启动，先后验证了植入设备的安全性，设备采集和传输信号是否可靠等关键的步骤。到今年5月，才完成了一系列的步骤。参与实验的除了猴子，还有羊。
因为植入技术，采用的是医疗领域已经很成熟的神经介入技术，因此安全性还是有保障的。
最终的人体试验何时开展，要看申请和准备的过程是否顺利。段峰5月份曾表示，希望用半年的时间做好一系列准备工作。现在半年时间已过，就看下一步医药监管部门何时会批准实验了。
听起来是不是感觉很简单，可公众看到的，都是研究最后阶段的成品展示结果。而此前不管是国内还是国外的研究，都已经进行了很长一段时间了。
关于脑机接口，或者说是读取转换大脑信号的研究，全世界已经进行了半个多世纪。最早在20世纪20年代，科学家先是发现了脑电活动的明确存在。现在我们所说的脑电波等一系列专有名词，都是由一名德国科学家汉斯·贝格尔发现记录并命名的。
这仅仅是关于脑电信号的端点，此后几十年的时间，相关研究也只是理论探讨。直到20世纪后半叶，科学界才逐步转向了实证研究。进入21世纪后，相关的实验才真正开启。
虽说已经取得了一些成果，并且也确定了三种主要类型，即钻洞模式的侵入式连接方式，不钻洞的非侵入连接方式，植入小型设备的介入连接方式。
但是在技术纵深领域，人类目前的研究还是相当“原始”的。举例来说，我们的大脑中，至少有860亿个神经元，其产生的各种信号可谓数不胜数。
而人类的设备目前能够采集和读取到的信号，只有区区的1000个，甚至有些研究的设备只能读取到几十个。无法精准读取到信号，自然就没办法了解大脑的所思所想。正因为如此，现在即便有一些技术应用，也才处于起步阶段。
大众想象中的脑机接口，有靠意念随意支配外部事物，或者是将意识读取，甚至是将外部的信息上传到大脑。这些都太过于科幻，目前还无法实施。
科学界目前研究的技术，主要还集中于医疗领域。像那些身体残疾者，或者是因为某种疾病导致躯体无法活动的，靠着意念就能重新走路或者拿取东西，这才是脑机接口研究并应用的主要方向。
而根据2023年10月，一场脑机接口技术论坛上的信息显示，目前实际享受到这项技术的人，全世界不超过100人。最根本的原因，一个是技术不够成熟，再有便是成本相当昂贵，普通人享受不起。
下一步要解决的关键问题，倒不是采用哪种方式跟大脑连接，而是读取大脑信息的能力如何才能更进一步提升。
按照业内人士的介绍，目前对于脑电信号的读取，一些很抽象的概念，无论是说出来还是仅靠大脑去想，采集信息的设备很多时候都还无法理解。
所以一方面技术要攻克读取设备的算法，让其运算能力更高，可轻松处理百万级别甚至千万级别的神经元相互作用。另一方面还要进一步优化指令，让大脑的想法和外部设备之间的连接更协调。要彻底解决上述难点，每一步其实都不轻松。
2023年2月，国内的脑机接口产业联盟成立，去年中国科学院还设立了脑机接口的技术创新中心。而截至到2019年，我国在该领域发表的研究论文，已经排在了世界第一位。
在国家的发展产业规划中，脑机接口领域已被正式列入了重大科技创新和工程项目，这意味着国家对脑机接口的技术研究会相当重视，未来的投入力度也将继续加大。
在国外，欧盟方面在该领域投入的研究经费，截止到2023年至少已有10亿欧元。日本方面的研究和投入，从2014年至今，也达到了400亿日元的规模。
美国方面，除了马斯克旗下的公司在不断开展研究外，其他研究团队也加快了进度。还在2006年的时候，布朗大学的研究人员就进行了人体植入实验，四肢瘫痪的受试者通过意念的控制，能借助外部设备，完成一系列动作。
2023年8月，马斯克旗下的研究该领域的公司，又获得了一笔2.8亿美元的融资。在国内，天桥脑科学研究院也在该领域追加了10亿元的投资，为下一步建设新的实验室加快进度。
目前的趋势，各个有技术和有能力的大国，都在争分夺秒。愿景很不错，但技术的进度短时间内能达到何种程度，现在都还是未知数。
公众期待的是，未来脑机接口不仅仅在医疗领域应用，而是能够推广到更大范围的人群中，在娱乐、协助等领域大显身手。
虽然读取大脑信息，或者说给大脑上传数据还很科幻，但人类的研究起码要有这样的设想，朝着这个目标进发，没准在不远的将来就能实现。
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