脑机接口,正加速“接入”健康(3)
这首先需要进一步加深对大脑的认识。“大脑有800到1000亿个神经元,每个神经元又与上万个其他神经元连接,我们对大脑的认知还远远不够。”赵继宗说。
与此相对的是,目前脑机接口的通信速率仍然较低。“现在最顶尖的电生理技术一次可以记录1000个神经元,我们记录的神经元活动仍然是微乎其微的。”罗敏敏介绍,“人脑有意识的信息处理量是每秒50个bit,现在最好的脑机接口信息处理量也就6到7个bit,这是2的40多次方的差距。”
侵入式脑机接口对大脑的损伤也不容忽视。
“植入电极需要开颅手术,电极在脑中时间长了有感染风险,电极周围形成的神经胶质疤痕组织也会使信号逐渐衰减。”赵继宗说。有鉴于此,当前国内外对微创、无创脑机接口的研发正在进行中,“2019年国外研究人员利用手术机器人给猪植入脑控芯片,28平方毫米脑部植入96根直径4~6微米的‘线’,含有3072个电极,直接通过USB-C接口读取大脑信号控制机器,对大脑损伤更小,传输数据更多。2022年,洪波团队与解放军总院神经外科合作,只用3个颅内电极实现了微创植入脑机接口打字。2022年,贾旺团队对植入的微电极进行研究,开发出了一种柔性微阵列电极,为将来脑机接口植入电极开辟了新的途径。”
必须考虑的是,脑机接口的安全性和伦理性问题。如果探测到一些人脑中有对社会有威胁的想法,是否应该采取相应措施等。实现脑机接口应用的过程中,对脑活动数据进行有效安全的管理并制定相关标准规范同样是未来的研究方向。
“解决上述问题需要医师、科学家、工程师、伦理学家、政府监督机构和患者权益团体密切合作,共同推进脑机接口的健康快速发展。”赵继宗说。
我国对脑机接口技术发展也非常重视。2021年,科技创新2030重大项目——脑科学与类脑研究正式启动。2023年2月,中国脑机接口产业联盟成立,旨在发挥政产学研用桥梁纽带作用,为我国脑机接口、脑机交互、脑机智能领域规划布局提供支撑建议,加强跨领域与行业交流,推动技术创新与应用探索。
人们更期待的是,脑机接口能否像科幻作品里那样,将意识转移或上传?或者提取记忆、共享记忆?“随着技术的进步,这些情况都是有可能发生的。”罗敏敏说,人的意识归根到底是一种神经计算,那么意识转移某种意义上也是信息流的交换,需要将以碳和氮为主的生物计算转化为以硅为主的数字化、电子化计算。“如果将来真的可以理解行为和意识的神经计算原理,以及神经细胞的电活动特点、编解码特点,那么这种依托于脑机接口技术的意识存储、意识转移是可以实现的。”
“当然,目前脑科学对人的大脑的理解还远远没有达到这一步。大规模地记录神经元活动,尽可能准确地把人的行为和思维进行解码和编码,是一项长期任务。”罗敏敏说。
(责编:杨曦、李楠桦)
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