今天小編分享的汽車經驗:瘋狂科學家連上腦機接口,歡迎閲讀。
(圖片來源:CFP)
經濟觀察報 記者 張鈴 戴上貼滿金屬片的頭罩,盯着模拟鍵盤,體驗者想打的字母就一一出現在螢幕上。這是經濟觀察報記者 5 月 29 日在中關村論壇看到的一幕。
這項技術,是近期科技、醫療領網域最火的賽道之一:腦機接口。
腦機接口,顧名思義,是大腦和計算機之間的接口。在科幻電影中,殘疾人用機械臂彈唱,失語者開口説話,失聰者聽到聲音,人類靠意念指揮龐大的機械……現在,技術正讓科幻照進現實。
5 月 4 日,由南開大學教授段峰領銜的團隊,完成全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗。這項技術已與國際接軌。
5 月 25 日,馬斯克旗下公司 Neu-ralink 獲準進行腦機接口人體試驗,這被視為腦機接口邁向商業化應用的裏程碑。馬斯克希望這項技術幫助視障和行動不便人士,恢復視力和行動能力。
中國科學家段峰,同事們戲稱他 " 瘋狂科學家 ";世界首富馬斯克,人們視他為 " 最瘋狂的人 " ——這或許是人類對技術還缺乏想象力。
科學家希望攻克技術難題,企業家期待讓消費者接受全新的產品。在醫療和助老端,許多腦機接口產品落地了,幾年後,或許人們還将戴上 AR 眼鏡,用意念聽歌、購物,再久一些,癱瘓多年的人也許可以重新站起來。
5 月 29 日,中國工信部宣布,将把腦機接口作為培育未來產業發展的重要方向,加強腦機接口應用場景探索,加速推動腦機接口產業發展。
同一天,中國最早開展腦機接口研究的學者之一、清華大學醫學院長聘教授高小榕告訴經濟觀察報記者,腦機接口進入了一個新的時代。
產業端,中國腦機接口概念板塊熱度持續上漲,多個概念股發布股價異動公告。截至 6 月 1 日,創新醫療、新智認知等多個腦機接口概念股連續 5 個交易日漲停。
腦機接口技術安全嗎?能造 " 超人 " 嗎?能控制人腦嗎?精神自由、公平性如何保證?在人的大腦探秘路上,這些都是無法繞開的部分:倫理。
瘋狂科學家
愛吃的蘋果就在對面,但小猴子的雙手被綁住了。随着 " 想吃蘋果 " 的意念產生,幾秒後,一兩米外的機械臂緩緩移動,将蘋果送到嘴邊。
一旁,猴子的主人、科學家段峰忍不住高喊:" 蘋果來啦!" 小猴子緩緩張嘴,咬下一塊蘋果,發出清脆咀嚼聲。
這是 5 月 4 日,在全球首例非人靈長類動物(猴)" 介入式腦機接口試驗 " 手術後,現場拍攝視頻中的場景。
當天上午 9:00,中國人民解放軍總醫院,在肌肉麻醉後,手術開始了。神經外科醫生吳東東屏息凝神,在猴頸部刺了個小口,将微導絲小心穿過血栓,定位在血栓遠端,将介入腦電傳感器貼附在猴腦血管壁上,再撤出微導絲。順着血管,傳感器被送至矢狀窦,采集并識别猴子的腦電信号。
通過神經介入放入顱内支架,這樣的手術在人身上已很成熟了。這次,不一樣的是,科學家在顱内支架上附加了腦電信号采集裝置,采集到的腦電信号,會被體外儀器解碼,從而實現對機械臂的控制。
手術室很安靜,兩個多小時後,手術完成,醫生和科學家都出了一身汗,衣服被浸濕。他們小心監測着麻醉藥效還沒過的猴子,心率、呼吸一切正常。三四個小時後,猴子醒來,用意念驅動機械臂吃到了食物。
十多年前,段峰開始研究腦機接口,先後研究過侵入式、非侵入式、介入式(前兩者較為常見)這三大全球腦機接口技術路線。侵入式要在顱骨上鑿洞,把設備直接插入腦子;非侵入式要在頭上如戴帽子般罩一個網;介入式介于兩者之間,将設備通過血管送入大腦。
段峰曾通過侵入式腦機接口控制老鼠的行為,也用非侵入式腦機接口控制輪椅、汽車,近幾年又投入介入式腦機接口的研究。
他告訴經濟觀察報記者,除了休眠,腦機接口技術還可以用在教育、軍事、外太空等多個領網域,腦卒中患者可以更快康復、人學習時可以不疲勞、記憶可以被復制或移植、人類可以實現休眠……
他曾通過刺激,讓大鼠體温下降到 24 度,成功實現休眠。這一技術成熟後也能用于人類,可讓航天員在睡眠中度過孤獨漫長的宇航生活。
技術太超前了,段峰被不少同事稱作 " 瘋狂科學家 "。
不少科學家有過類似經歷。" 瘋狂算是好詞,當年,大家都説我在搞偽科學,説這違反唯物主義。" 清華大學醫學院長聘教授高小榕告訴經濟觀察報記者。
他是中國最早開展腦機接口研究的學者之一。20 世紀 90 年代,個人電腦剛出現,他就開始研究,想解決殘疾人使用個人電腦的問題。
即使在科學界,也幾乎沒人接受他的研究。他曾在申請項目時被趕下台。
2000 年前後,因為不被大眾理解,腦機接口領網域舉辦學術會議時,約定過一項鐵律:不允許記者進入腦機接口實驗室。
現在,高小榕對記者説:" 歡迎來實驗室親身感受。" 他的實驗室改變過許多學界同仁的看法,被質疑時,他不做解釋,把人請過來看,用眼見之實證明科學。
過去半個世紀,全球腦機接口實現了從科幻到產業落地的突破,從 0 到 1,又從一生二。高小榕希望各界能協同突破瓶頸,克服挑戰,在未來 50 年,推動腦機接口實現二生三,三生萬物。
中國科學院院士、世界神經外科聯盟執委趙繼宗告訴經濟觀察報記者,國内腦機接口發展很快,雖離國際最先進技術有一定差距,但讓漸凍症患者完成打字、血管内介入式腦機接口等技術已與國際接軌。
大腦神秘復雜,如果説它是一條 1 公裏的路,人類才前進了 5 厘米。三百多年前,牛頓建立了物理學大廈,而現在,腦科學還處在 " 前牛頓時代 ",沒什麼規律可言。" 但要小心翼翼、一步步往前走,如同人類對癌症知之甚少,卻嘗試用各種方式治療它。" 柔靈科技首席科學家劉冰説。
馬斯克就希望能借助腦機接口,幫助視障者復明,讓行動不便人士恢復行走。出于對安全性的擔憂,美國食品藥品監督管理局(FDA)曾幾度拒絕其人體試驗申請,但最終在 5 月 25 日批準,這令行業感覺振奮。
宣武醫院神經外科主治醫師馬永傑告訴經濟觀察報記者,在 3-5 年前,人們把馬斯克視作瘋狂的人,但随着人體試驗的開展,這項技術的确能夠照進現實。
科學家可以瘋狂,臨床醫生必須謹慎。馬永傑會幫科學家把關,看技術的應用場景是否真正符合臨床需求,而不是噱頭、熱點或概念。他曾在一年前與段峰合作,在一只羊身上放置介入式支架電極,那是中國第一例介入式腦機接口動物試驗。
科幻照進現實
5 月 29 日,在中關村論壇 " 腦機接口創新發展分論壇 " 上,高小榕發表完《腦機接口 50 年》的演講,下台時,他穿過了由行業裏科學家、企業家、醫生、投資人組成的 " 人牆 "。
熱鬧前所未有。高小榕感慨,坐了多年 " 冷板凳 ",板凳終于 " 熱 " 了。
2022 年 12 月,馬斯克分享了一段視頻,猴子通過意念控制滑鼠和鍵盤打字。因為他自帶的明星光環,人類迅速建立對腦機接口的認知。進入 2023 年,腦機接口一路 " 狂飙 ",學界密集披露研究進展,業界忙着融資、產業化。這一年也被部分從業者視為神經技術的 " 分水嶺之年 "。
往前看,技術早已照進現實。2014 年,一位癱瘓患者借助腦機接口,用意念控制機械外骨骼,完成巴西世界杯開球。2020 年,浙江大學團隊借助腦機接口,幫助一名四肢癱瘓者控制外部機械臂與機械手,完成進食、握手動作。
馬永傑介紹,3-5 年内,腦機接口能收發短信、接打電話;未來可能承載意識、下載記憶甚至情感;在軍事領網域,理論上可制造出 " 超級戰士 "。
已經有產品出現了,它們主要用于醫療和助老。在中關村論壇,博瑞康、華腦技術、柔靈科技、臻泰智能等企業展示了最新產品,包括腦控打字系統、腦控復健設備、輔助睡眠腦機設備、能夠監測精神狀态的安全帽等。
醫學界人士對腦機接口有最多期待。趙繼宗説,作為一名醫生,他希望腦機接口能為患有意識障礙、偏癱截癱、阿爾茨海默症、癫痫、抑郁等疾病的病人解決痛苦。
相關的臨床試驗有三類:
一是對意識障礙的病人,通過腦機接口判斷昏迷程度、有沒有可能蘇醒," 這對病人沒什麼損害,臨床上在天壇醫院已普及了 "。
二是關于脊髓損傷。一旦截癱,病人四肢或雙下肢就不能動,現在已成功在損傷階段放一個電刺激器,電刺激器發出信号後可幫助病人恢復行走。
" 這已在臨床應用,脊髓的刺激器已經國產化。如何通過腦而不是刺激器來控制它,是下一步的研究方向。" 趙繼宗提到,國内有望今年或明年突破瓶頸這個項目。
三是在采集信号領網域。通過術中清醒把麻醉病人喚醒,就可以精确采集信号,為腦機接口電極精準放置提供技術支持。
高小榕相信,腦機接口将帶給人類颠覆和想象,與智能手機、ChatGPT 屬于同一級别,甚至更加重要。這一觀點,獲得了多位受訪者的認同。
技術的革命性進步,總是以 " 廢除肢體 " 為代表,廢除腳,有了汽車;廢除手,有了機器人;廢除了眼,有人工視覺。" 腦子是唯一不能廢的,未來人類要讓 AI 機器完全可控,必須依賴于腦機接口技術。" 高小榕説。
柔靈科技創始人兼 CEO 孫瑜舉例説,通過神經互動實現的 AR 眼鏡即将面世,人們可以不通過手,通過眼鏡自動購物、聽歌,做到無所不在的人機互動。
高小榕認為,人類跟機器交流需要方向盤、滑鼠、鍵盤,随着 AI 的進步,它們都不足以滿足需求,腦機接口是那個有革命性突破的交流技術。現在,腦機接口的性能只達到觸屏的一半,但未來十年會超過手機觸屏速度,達到人機互動的終極形态——人機合一。
掘金產業化
" 投資市場對腦機接口技術信心不斷增強。"5 月 29 日,腦機接口產業聯盟副秘書長張倩提到,近年,資本市場看好以腦機接口為代表的神經技術的發展前景,相關投資金額和投資筆數不斷增多,在資本孵化下神經相關初創公司數量也在逐年增多。
國際市場研究機構 IMARCGroupe 的數據顯示,全球腦機接口的市場規模在 2021 年達到了 15 億美元,預計到 2027 年,全球腦機接口市場規模将達到 33 億美元,約合 238 億元人民币。
國信證券預計,腦機接口相關市場規模在 2030-2040 年期間可達 700 億 -2000 億美元。數據顯示,截至 2023 年 4 月,全球有 1394 起腦機接口相關融資事件,大多投融資以種子輪和 A 輪為主。
目前,中國已形成覆蓋基礎層、技術層與應用層的腦機接口全產業鏈,并在醫療、教育、工業、娛樂等領網域應用落地。
2021 年,馬斯克宣布腦機接口有望幫助癱患者恢復全身功能,同一年,美國宣布禁止腦機接口在内的部分技術向中國出口。這讓許多投資機構開始注意這一賽道,包括當時重點布局元宇宙賽道的敦鴻資產。
敦鴻資產董事總經理鄭華良説,他們将國内腦機接口企業陸續聊了一遍,認為侵入式是未來方向,但短期内難以落地。他跟許多投資人交流過,感到大家普遍偏保守,想等產品出來以後再看。
當時,國内侵入式腦機接口最具代表性的公司腦虎科技直接告訴鄭華良:如果希望我們在 5 年内有收入,就不必來投我們了。考慮良久後,敦鴻資產先投了商業化進展更快的非侵入式。
創業時,孫瑜也選擇了更短時間能看到成果的非侵入式。錢、風險、市場,這都是必須考慮的現實問題:" 馬斯克的顧慮沒有那麼多,腦機接口更像是他的一個‘玩具’。" 孫瑜説。
馬斯克旗下公司 Neuralink 的 23 個參與芯片植入實驗的猴子中,已有 15 只死亡,這背後是侵入式腦機接口面臨的安全風險和技術門檻難題。
高小榕介紹,腦機接口要把電極植入大腦,需要翻過三座大山。一是物理,要把世界上最硬的硅植入人體最軟的組織 " 腦 ",如同把一根針立在豆腐上,要既接觸又不傷害豆腐;二是生物兼容性,解決人體免疫系統的排斥和感染風險;三是信息,即如何解讀腦内受到的海量信息。" 我知道腦機接口代表未來,但你憑什麼説它可以賺錢?" 孫瑜經常收到投資人的靈魂發問,他認為這不單是柔靈科技的問題,是整個行業的問題。
瘋狂科學家可以甘坐冷板凳,創業者必須去人潮中蹚出全新的商業模式。
教育醫生、醫院、合作夥伴、消費者,讓大家打消顧慮,相信這是產品而非科幻,是孫瑜工作的重要内容。前幾天,他忍不住問董明珠:" 我們現在賣‘沒人知道’的東西,有沒有讓消費者接受新產品的思路可以分享?"
另一個讓不少掘金者困惑的新問題是,行業在迅速從冷清變得擁擠。" 存在過熱的問題。" 高小榕説。
2013 年成立的海天智能,是首家将腦機接口產業化的中國企業。海天智能董事長張海燕告訴記者,五年前,剛剛實現產業化時,人們都在懷疑技術的真實性,但現在,好多企業在模仿、復制,用類似的模式去做產業化。
2022 年底至今,在投資人普遍的保守态度中,腦虎科技、應和腦科學、博瑞康、階梯醫療等侵入式腦機接口公司均獲得超億元融資,令不少業内人士感到振奮。但劉冰觀察,融到錢後,侵入式賽道存在 " 内卷 ",集中做系統和電機,更核心關鍵的内容如解碼則極少涉入。
在迷局中,人們抬頭看未來,多位受訪者認為,未來腦機接口領網域會出現如互聯網領網域 BAT 一般的巨頭。
" 這是完全有可能的 ",高小榕説,中國在腦機接口領網域有較高的認知和研究基礎,跟美國形成交錯競争的态勢。
張海燕認為,随着老齡化加深、腦卒中高頻和年輕化,腦機接口在中國醫療健康領網域的市場将達萬億級。她透露,公司已實現盈利,正準備科創板上市:" 我有信心,公司未來市值會破千億。"
在中國,心玮醫療 ( 06609.HK ) 是唯一直接參與腦機接口研發的上市公司。心玮醫療首席财務官張涵告訴經濟觀察報記者,參與早期研究,是希望更好、更早了解到腦機接口技術的原理、通路和機理,随着項目得到可行性和安全性論證,投入會有收獲。到了一定階段,公司也會跟支持科創的相關委辦局交流,看是否願意支持項目,來自政府的資金和支持非常重要。
" 瘋狂 " 之外
腦機接口能代替人類思考嗎?
趙繼宗告訴經濟觀察報記者,從理論上説是可以的,從實際上説,涉及哲學、法律問題。
劉冰認為,科學家一定要 " 瘋狂 ",才能有更前沿的想法,但黑科技是雙刃劍,必須把科技掌握在文明手中。
清華大學信息國家研究中心助理研究員顧心怡介紹,除了安全性,腦機接口還涉及關于腦控、精神自由、公平性等倫理問題。
" 必須規範腦機接口的使用 ",高小榕解釋,其他的技術工具如方向盤、滑鼠,都由人在清醒的狀态下控制,但大腦總有不清醒的時段,而且腦機接口理論上可把正常人的性能提高幾倍,變成 " 超人 ",這都需要倫理規範。
腦機接口技術已經上升到國家戰略。此前," 十四五 " 規劃第一次将腦機技術寫入需突破瓶頸的重點技術品類中。三個月前,中國信息通信研究院聯合幾十家相關領網域高校、科研機構、企業發起成立腦機接口產業聯盟(以下簡稱 " 聯盟 "),對行業進行規範和引導。
5 月 29 日,聯盟發布《腦機接口倫理原則和治理建議書》,希望引發更多主體關注腦機接口,參與倫理共治。
相關支持力度在加強,在業内也有擔憂的聲音。一位科學家告訴經濟觀察報記者,這是否可能限制探索技術的自由度?高小榕沒有這樣的擔心,他認為學術探索始終應該是自由的,但產業必須有所規劃和限制。
趙繼宗把聯盟視為產業與技術溝通的橋梁,将為腦機接口發展提速。他認為,接下來需要讓政府部門參與協調產學研用,讓技術產業化、為更多病人服務。
多位科學家提到,腦機接口需長期穩定投入,這個過程可能無法追求回報,只能是國家行為,比如找院士去領頭研究。一個有創腦機接口的課題組至少需 10 人,包括主刀醫生、訓練動物的、做材料的、做算法的、做系統的研究者,幾乎只有院士級别的科學家能把團隊聚攏起來,且需要很好的靈活性和考核機制。
國家做好人才儲備也非常關鍵。目前,腦機接口的主要研究力量在高校,許多企業也是高校的延伸,還未完全獨立。作為擁有極高壁壘的產業,腦機接口涉及計算機信息處理、神經科學、生物技術、材料學等學科,需要復合型人才。