中国战略新兴产业融媒体记者 赵涵

在我们的常规认知里，科学与科幻之间，存在巨大的、难以逾越的鸿沟。

尽管它们都披着科学的外衣，但前者的核心在“学”，需要严谨的逻辑与严密的论证，而后者的核心在“幻”，需要的是丰富的想象力。二者像是一条线上的两个端点。在这两个端点上，各自都有很多极其成功且伟大的人物。

而“硅谷钢铁侠”埃隆·马斯克，更像是那个在两端疯狂游走跳跃的人。

埃隆·马斯克的神经科技初创公司Neuralink在5月25日表示，美国食品和药物管理局（FDA）已为其脑机接口首次人体临床试验开了绿灯。这是一个里程碑事件，在此之前，这项申请一直难以获得批准。

起初，马斯克创建Neuralink的目标很明确：让人脑与计算机融合，成为“半机械人”，帮助人类与AI实现共生，避免AI对人类造成“生存威胁”。

抱有如此科幻梦想的马斯克，与以“科学、严谨”著称的FDA产生互动后，会给人一种《黑客帝国》即将到来的错觉。

脑机接口的发展历程

对脑机接口最著名的描写莫过于1999年上映的系列电影《黑客帝国》。电影中，以人类黑客尼奥为首的“人类反抗组织”历经波折回到现实世界，才发现自己此前一直处在虚拟空间，所依赖的乃是插在脑后的一根电缆。

实际上，脑机接口的发展可以追溯到脑电图的发现。

1924年，德国科学家汉斯·伯杰记录了人类的首个脑电图，建立了精神世界与现实世界的桥梁，某种程度上，做到了“思维可视化”。因而，“脑电图”也被誉为“临床神经病学史上最令人惊讶，最显著，最重要的发展之一”。所以，今年也可以称得上是脑机接口发展的第99年。

脑电图为人类大脑活动的研究提供了全新的可能性，但对脑机接口没什么实质性帮助，毕竟当时“机”的部分还没起步，只是对“脑”有了一些探索。

“脑机接口”一词真正诞生于 20 世纪 70 年代。加州大学洛杉矶分校计算机科学家雅克·维达尔率先使用了“脑机接口”一词来形容一个可以将脑电信号转化为计算机控制信号的系统。他发表了有关“直接脑机交流”的开创性理论和技术建议，创造了脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI）一词，将其用于基于视觉事件相关电位的脑机接口系统中，并给出了沿用至今的标准定义。

脑机接口，是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，从而实现脑与设备的信息交换。当人类思考时，大脑皮层中的神经元会产生微小的电流。人类进行不同的思考活动时，激活的神经元也不同。而脑机接*技口**术便可以靠直接提取大脑中的这些神经信号来控制外部设备，它会在人与机器之间架起桥梁，并最终促进人与人之间的沟通。

1978年，威廉 · 多贝利在视觉脑机接口上实现了突破，这是脑机接口的最初应用。他在一位盲人的视觉皮层上植入了68个电极的阵列，在联通了一台摄像机后，成功让患者重见光明。

接着，与运动神经相关的脑机接口也走向应用阶段。

1998年，脑机接口帮助一位因中风导致锁闭综合征（意识清醒，但除了眼球其他所有位置都不能活动）的患者成功控制了电脑光标。2006年，布朗大学研究团队就完成了首个大脑运动皮层脑机接口设备植入手术。

2012年，脑机接口设备已能够胜任更复杂和广泛的操作，得以让瘫痪病人对机械臂进行操控，自己喝水、吃饭、打字与人交流。2014年巴西世界杯开幕式，高位截瘫青年朱利安诺·平托在脑机接口与人工外骨骼技术的帮助下开出一球；2016年，内森·科普兰也已经用意念控制机械手臂和美国总统奥巴马握手。

Neuralink的脑机接口

当下，脑机接口可以分为三种：非侵入式、半侵入式、侵入式。换成通俗易懂的话，三种设备的植入大脑的方式分别为：盖上去、插上去、埋进去。

非侵入式在医疗康复领域已经较为常见，即无需手术，只通过戴在头上形似“头盔”的穿戴设备感应大脑不同部位发出的脑电波。半侵入式虽然同样需要进行开颅手术，但只将其植入在大脑皮层之外，通过更近的感应距离提高脑电波感应的灵敏度。而Neuralink的设备则是侵入式的，通过开颅手术等方式将多个电极植入到大脑皮层内部，直接获取不同的脑内神经元发出的电信号。

Neuralink此番获得FDA批准在人体开展临床研究之所以引发关注与热议，主要是因为Neuralink采用的是侵入式——完全可植入的脑机接口方式。这种方式会对大脑造成一定的损伤，电极的植入不但会损伤大脑神经元，也会有感染的风险。在大脑中植入电极后，周围的胶质细胞会逐渐将电极包裹起来，电极监测到的神经元活动会越来越少。几年甚至几个月后，电极就完全监测不到神经元活动，如果需要再次使用，就得重新植入电极，再次经历风险。

法国神经科学家、洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的教授Grégoire Courtine说：“大脑中侵入性植入物的问题在于记录的持续时间——如果大脑信号在手术后数月或数年内消失，该技术将无济于事。”

相对而言，侵入式的脑机接口门槛更高。清华大学医学院长聘教授高小榕表示：“打一个比方，在大脑中植入进去的芯片的主要材质是硅，是最硬的东西之一，而脑组织是人体里最软的组织之一，这两个东西要在一起工作，就如同‘在豆腐上立一根针’，这根针既要能接触上豆腐，又不能伤害豆腐，这个难度很大，涉及多项技术突破。”

Neuralink在官网展示了手术机器人，称植入物的螺纹非常精细，无法用手插入，手术机器人可以将植入物准确地插到需要的位置。

>>Neuralink植入物

在Neuralink之前，已有侵入式脑机接口的公司进入了人体试验，比如Synchron。Synchron是唯一一家利用血管捕获大脑信号的脑机接口公司，旨在帮助重度瘫痪患者控制设备，进展远超Neuralink。

在获批人体试验之后，Synchron 在澳大利亚进行了首次人体和早期可行性试验：在四名患者中植入了设备，让他们能够在WhatsApp上发送消息并在线购物。

2021年，让62岁的渐冻症患者Phillip O'Keefe成为人类史上第一个仅靠意念直接发送推特的人。

2022年7月，Synchron 公司在一位美国瘫痪患者中进行了脑机接口植入，帮助患者完成日常任务，这也是在美国进行的首次脑机接口人体实验。

据路透社报道，FDA曾在去年拒绝相关申请，因为安全性风险太大。直到去年11月，马斯克才透露预计6个月之内开始人体试验。

在动物试验阶段，Neuralink就被各种举报，屡次受到动物保护协会等组织机构的指责。

2022年2月，美国医师医药责任协会（PCRM）宣布将向负责监管实验用动物的美国农业部提出申诉，指控Neuralink和加州大学戴维斯分校在2018年至2020年间对23只猴子进行侵入性和致命的大脑实验，违反了《联邦动物福利法》。

2022年3月，一家非营利机构透露，Neuralink脑机接口实验用的23只猴子已经死了15只。有消息称，自2018年以来，约1500只动物，包括280多只羊、猪和猴子死于Neuralink的动物实验。

这么高的动物死亡率让FDA心惊胆战，因而在3月份拒绝了Neuralink的试验申请，甚至给出了数十种拒绝理由。

其中包括但不限于：设备的稳定性（该设备携带电极的微小导线可能会迁移到大脑的其他区域）——设备在脑子里乱跑怎么办？对电池和电路的担忧——短路、烧坏了怎么办？能否在不损伤脑组织的情况下被移除——进入了拿不出来怎么办？还涉及其他安全性问题。

总的来说，这是缺乏各种关键信息、解决方案以及对试验中参与者的监管和保护的详细信息而导致的结果。但值得注意的是，此次Neuralink获得了FDA的批准，也并不意味着上述问题已彻底解决。

问题需要花费大量的时间去验证和解决

几十年来，伦理与基于设备的大脑干预的开发和使用之间存在着密切的联系，从人工耳蜗到深部脑刺激、经颅直流电和磁刺激，以及越来越复杂的传感器阵列。

目前来看，脑机接*技口**术的研究整体仍处于研究室阶段，围绕其安全性、隐私保护、社会伦理等方面争议仍在持续，到真正步入临床应用甚至走进大众生活仍有较长一段距离。

脑机接口的成熟，一方面是会带来控脑问题。脑机接口将加深对人的“思想控制”。美国乔治城大学安全与新兴技术中心首席分析员威廉·汉纳斯指出，脑机接口不仅能够让人脑控制机器，反之亦然，即使用机器发出的电波信号，控制人脑的思维活动，也就是真正字面意义的“*脑洗**”。比如，通过脑脑接口，或对大脑的特定部位实施特殊频谱信号刺激，达到干扰和控制大脑思维活动的目的。

例如：在刘慈欣的科幻小说《三体》中，面壁者希恩斯研发了一种“思想钢印机器”，对使用者神经元某一部分进行控制，减少其大脑思维决策的过程，使其对某个输入“不假思索”地作出判断，从而植入“人类必胜”的坚定信念。脑机接口的使用范围若从“思维透明”转向“思想钢印”，将造成可怕的后果。

另一方面就是脑控。通过脑机接口，人们就能实现大脑对生物目标或物理目标的直接控制，这在军事上具有非同寻常的威力和意义。美国防部高级研究计划局（DARPA）在2015年就启动了名为Brain-Swarm Interaction and Control Interfaces的研究项目，能够赋予飞行员以意念同时操控飞机与多架无人机的能力。DARPA生物技术办公室的负责人贾斯丁·桑切兹称：“截至目前，大脑信号已经能够用于下达命令，并且同时操控三种类型的飞机。”

总之，脑机接口的发展需要伦理体系的支撑，以在不陷入道德泥潭的情况下研究潜在变革性技术，这将是至关重要的。

我国脑机接口的人体临床试验何时会到来？

随着Neuralink的脑机接口获得人体临床试验批准，很多人关心国内脑机接*技口**术发展情况，以及国内何时能够进入人体临床试验阶段。

日前，在南开大学段峰教授团队牵头的全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验中，研究团队让介入式脑电传感器通过猴子的颈静脉，进入矢状窦，到达运动皮层脑区，手术后研究团队成功采集并识别到非人灵长类动物介入式脑电信号，实现了动物对机械臂的主动控制。这标志着我国脑机接*技口**术跻身国际领先行列。

南开大学方面介绍，脑机接*技口**术可以将脑电信号转换为控制指令，从而帮助运动功能障碍患者，如脑卒中、渐冻症等患者，与外部设备交互，提升生活质量。

在5月底举办的“2023中关村论坛-脑机接口创新发展论坛”上，高小榕表示：“当前，国内以发展非侵入式脑机接口为主；美国则以动物实验为主的侵入性实验为主。这两种方案是珠峰的南坡与北坡，最终都会汇集到一起，形成一个脑机接口全新的方案，这在未来50年可以预见。”

中国科学院院士、世界神经外科联盟执委赵继宗介绍，在临床医学中，脑机接*技口**术已经应用于治疗癫痫、渐冻症、脊髓损伤、瘫痪以及抑郁症等。他还介绍，当前，关于脑机接口对治疗阿尔茨海默病是否有作用也在研究中。

由于脑机接口涉及计算机科学、工程学、医学、物理学、生物学、材料科技、化学等多个学科。目前，我国在非植入式采集传感技术领域已具有领先优势，专利申请近年激增，全球占比达35%，其次是美国达30%，日本占10%，我国非植入式采集传感技术迈入发展快车道。在范式编码技术方面，全球专利申请量近几年呈现急剧增长的发展态势，当前范式编码技术专利主要来源于中国、美国、韩国和日本。在信号解码技术方面，中国和美国都是重要的脑机接*技口**术原创地和目标市场所在地，脑机信号解码专利数量明显具有优势。

在论坛上，工业和信息化部总工程师赵志国指出，在产业界的共同努力下，我国已经形成覆盖基础层、技术层与应用层的脑机接口全产业链，并在医疗、教育、工业、娱乐等领域应用落地，将展现出强大的创新驱动力和巨大的发展潜力。

脑机接口被科技界认为一种颠覆性技术，史蒂芬·霍金曾讲过：允许将思想无线传输到外部设备的脑机接口是通信的未来。

毫无疑问，从梦想照进现实，还有很长的路要走，至于何时走完，没人能够给出答案。或许，在未来的某一天，我们将会看到《头号玩家》或《黑客帝国》变成现实。