幻响未来全球追光③｜科幻照进现实：脑机接口的“阿波罗登月”瞬间

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10月7日，央视《对话》开启烧脑话题，世界神经调控学会中国分会主席栾国明、世界功能神经外科学会精神病外科治疗委员会主席孙伯民、强脑科技有限公司CEO韩璧丞、上海交通大学计算机科学与工程系教授吕宝粮、中国社会科学院科技哲学研究室主任段伟文等嘉宾齐聚，共同探讨脑机接口的现在与未来。

《对话》现场 图片来源：视频截图

科幻作品所描绘的场景和情节，常常成为科技发明的灵感来源。10月18日至22日，第81届世界科幻大会将在成都举行。大会开幕前夕，红星新闻、每日经济新闻联合发起“幻响未来，全球追光”大型融媒体采访报道。聚焦脑机接口这一科技前沿，这个听上去似乎无比科幻的事情，其实“离我们的生活一点也不遥远”。

平托的一小步，脑机接口的一大步

记者：站在研究者的角度来讲，什么是脑机接口？我们发展它究竟是为了什么？它可以来干什么？

栾国明：广义地说，它是指世界上任何一个计算机和中枢神经系统直接接触，建立一种联系。如果我们把这个连接通过获取信号又读码解码再反馈回去，就是真正的脑机接口的应用。

关注和推广这项技术，主要为了达到两个目的。首先，通过脑机接口，去了解人脑。我们的大脑非常神秘，各个部位1400亿个细胞，这种网络连接非常复杂。通过脑机接口获得大脑工作的大量信息，数据到达一定量，我们就能来了解脑的功能。第二，对于出现问题的大脑不同部位，可以植入接口给到不同的外部刺激，达到治疗作用，对中枢神经、周围神经，都可以达到康复目的。

记者：这个研究到目前为止持续多长时间了？能给一个数字？比如说五年、十年、二十年、三十年？

栾国明：确切地说从上世纪50年代，我们把电极植入到脑子里开始。过去用头皮脑电获得间接脑电的信号进行分析，现在通过电极植入到脑里，从直接获得脑的信号开始，我们对脑的认识就发生改变了。

同样的道理，计算机在此时也开始了研究，并逐渐deep learning（深度学习）。所以，从有计算机出现，可能我们就有了脑机接口研究的雏形。只是那个时候我们没有用这样的一个概念来解释。

世界神经调控学会中国分会主席栾国明 图片来源：视频截图

记者：2014年巴西世界杯，有位叫平托的青年人开球了，但所有人都没想到的是，这是一个已经瘫痪6年的人。他仅通过6个月训练，就完成了开球。完成开球这个动作已经够神奇了，更神奇的是平托有了触觉，这是太不可思议的一件事情。我们想知道，为什么全世界在那一刻特别关注这个青年人开球？为什么有人把它称作是“脑机接口领域的阿波罗登月”的重要瞬间？

栾国明：这是非常有趣的一幕。下肢截瘫的人不能自主走动，但由于科学的发展，由于人们对脑的认识，特别是对大脑信号传递的认识，我们通过计算机，接收到向下肢传递的脑信号，通过数学模型的推演解读这些信号，并把这些信号嫁接到横断面以下的脊髓，形成“脑脊髓接口”，通过这种刺激，使这些冲动达到下肢，在穿戴机甲的辅助下，让他（平托）用从来没动过的腿完成向前踢的动作。截瘫的人第一次能够把球踢飞，就像“阿波罗登月”一样，可谓“平托的一小步，脑机接口的一大步”。

2014年巴西世界杯开球仪式 图片来源：央视视频截图

“情感脑机接口”帮助抑郁症患者走出抑郁

记者：平托的这一脚背后，科学界到底付出了多大的努力？

韩璧丞：首先，这是工程学上的一个突破。因为他以前无法站立，所以需要在很短的时间内做出一个全身型的外骨骼装置。第二，因为人的大脑非常复杂，有一千多亿个神经元，所以受现场情绪的干扰会很大。一个人面对几万现场观众，而且是开球，十几亿人在线观看，他的大脑可能会发生很大的情绪波动。所以要确保无论什么样的环境下，都能准确地传递这个信号，并且踢出球。这便是脑机接口里最难的两个地方，第一是数据采集，第二是数据解析。

记者：可是我们人类的大脑能接受这样一个本来不属于大脑内部组织的东西，并且开始工作、发生作用吗？

栾国明：这里有一个前提，在这一脚之前，他经过了反复“踢、踢、踢”的大脑训练，得到了无数次的脑电力信号，通过这种运算，把它解码了，解码以后通过计算机再放出的一个冲动，就跟他脑发布的电信号相似了。如果没有经过反复N次的训练，就达不到这个程度。

记者：因为有了一个外接手臂，我可以灵巧地去做所有的事情，这在现实生活当中是否已经可以普及了？

孙伯民：现在我们有了这样的技术或者是出了这样的产品，但对绝大部分的残疾人来说，并不是都能这样的，这当中涉及到的问题比较复杂。不仅仅是价格贵，它是有一定比例，不能保证每个人都有这个结果。

记者：这项技术除了让瘫痪病人拥有站起来的可能，还能带来哪些可能？

吕宝粮：除了刚刚说的改善和恢复运动功能，还有一类叫“情感脑机接口”。比如现在一些非常重要的岗位，疲劳程度、工作负荷、情绪状态，以前没有很好的技术来获取。现在我们可以用脑机接口技术来探测到他们的状态。再比如有的人数学不好，不会做计算题，就可以按照耳蜗植入的方法，通过芯片来帮他做计算，做了以后，让他自己感觉到结果是自己算出来的。给了他知识或者是认知的一个假体，一个自动化认知的过程。

上海交通大学计算机科学与工程系教授吕宝粮 图片来源：视频截图

记者：听起来不可思议，可以推动科学的方式让自己重启人生。请问用脑机接口技术是否也可以帮助抑郁症患者走出抑郁？

孙伯民：2005年科学家们做过用脑起搏器电刺激治疗抑郁症的实验，实验发现，抑郁症的症状有很大波动。最典型的叫“晨重暮轻”，就是早上的时候比较重，晚上会轻一些，而且个体差异很大。我们需要在大脑里找到一个客观的生物标记，把病人好与不好的状态区分开来，未来我们就完全可以设计成一个产品，它能自动识别这种生物标记物，从而自动切换给大脑不同的刺激。

抹掉记忆、控制思想，那些细思极恐的伦理边界

记者：脑机接口创新应用与社会伦理之间边界在哪？

段伟文：在涉及人的生命医学里，一直以来都有四个伦理原则，即尊重自主、无害、有利、公正。具体到脑机接口里，主要涉及对人的精神自主的影响。比如我们现在采集的人脑信息和数据，是因为可以通过计算机解码认知的，并且反过来对人的认知、心理或者是精神进行一种调控。在这种情况下会涉及到人的精神隐私，你想的是什么？你不喜欢什么？对于精神隐私，实际上可能会是没有通过本人的同意，就对他做出一些决策的举动。

记者：这一切都细思极恐，为什么你还能这么平静地讲这一切？

段伟文：我们处在一个深度科技化的时代，这个时代的伦理问题，哪怕是生命医学里涉及到人的伦理原则，都已经不完全实用了，或者说已经遇到了很多新的问题。最近有人谈到，联合国教科文组织要讨论“人类是不是应该有神经权力”，这是一种新的基本权力。科技力量非常大，既可以善用，也可以滥用。我作为研究者当然心情很不平静，但是我的理解就是这些问题不能马上解决，但我们一定要“下厨房”，才能把菜洗完，这是我作为研究者的感觉。

记者：是否孩子不用经过寒窗苦读，就可以迅速拥有前人的智慧。这种到底好好不好？

孙伯民：从目前标准来说，这会影响公正性、公平性。假如我们通过技术，植入一个东西，就能让人提高记忆力、提高智力，就可以“秒杀”别的孩子，这肯定影响公正性。并非所有家庭都装得起。

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记者：思想移植，这是科幻当中该去想的事，还是现实世界人类需要面对的事？

韩璧丞：关于记忆移植，到目前为止，在哺乳类动物里面做的可能是唯一的一个试验，就是南加州大学的泰德·伯格在老鼠身上做的。他将一个芯片放入一只老鼠大脑里，把老鼠放在一个盒子中，左边和右边都有吃的，但是每当老鼠去左边时，泰德就会用电击它一下，时间长了，老鼠就慢慢学会了只去右边吃东西。后来，泰德把这只老鼠大脑中的芯片取出放在另一个老鼠大脑中，从来没有来过笼子里的老鼠会直接去吃右边的东西。这证实了，记忆是可以被移植的。

栾国明：泰德是我的朋友，我曾经想跟他合作。我们有一种病叫海马体硬化，如果把海马体切掉，病人的记忆，特别是优势半球会缺损一部分。所以，我们在想是不是在动物试验基础上把这个芯片放到人的脑里，来提高10%的记忆，这也是非常有效的，未来是可以达到的。这是一种病态的应用，将非常有益于人类恢复记忆和健康。

记者：如果放到伦理边界当中探讨，假设记忆移植技术可以真正实现，到那一天，谁来负责这件事？谁来调取我们的记忆，调取多少？又植入多少，可以植入给什么样的人，这样一个管理边界，今天的我们是否已经开始考虑了？

段伟文：这是一个概念，如果我们真正能完成这一步，对整个人类来讲，确实是帮助了我们的沟通、学习，我觉得这是可以普及的。原来没有汽车，都是自行车，我们不是用得很好？这都是类似问题。现在只是达到了一个更高的高度，因为涉及到认知、精神，大家需要认真考虑。但是伦理是需要随着科技的发展而发展。

记者：人类会实现数字永生吗？

段伟文：我觉得很难。因为数字永生涉及到对永生的理解。你觉得什么叫永生？因为我们自身是对自身有感知，你最终的复制结果，只是一个你的载体的一种感知。但是从外在来看，我们现在已经可以通过数字人实现一种永生，我讲的“永生”指的是第三人称意义上。比如邓丽君的演唱会，邓丽君相当于永生，但是对邓丽君自己来说，她不会感受到永生。

记者：人机交互最终极表现形态到底是什么？

孙伯民：我是觉得首先对正常人来讲，你和自然界、和人之间交互更加高效。因为把大脑信号已经利用上了。还有一个，我们对各种疾病的预防会大大提高，比如抑郁症等各种精神疾病，包括老年痴呆，这将对人类的整体生活做出一个非常大的贡献。

韩璧丞：刚才提到的永生，是非常非常遥远的东西，但现在慢慢变成一个科技范围内可讨论的一个东西。人类永生，我觉得有一天是有可能实现的。