·腦機(jī)接口并非包治百病的神器，也遠(yuǎn)未到能讓人類‘賽博飛升’的效果。但在康復(fù)中心里，這項(xiàng)由腦科學(xué)與AI共同驅(qū)動(dòng)的技術(shù)正為很多患者帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的希望。

音樂會(huì)上，在上一支樂隊(duì)激情獻(xiàn)唱后，幾名頭戴如蜘蛛網(wǎng)般‘神秘設(shè)備’的志愿者悄悄登上舞臺(tái)。當(dāng)觀眾還在好奇節(jié)目?jī)?nèi)容時(shí)，大屏幕上出現(xiàn)了代表幾人大腦活動(dòng)情況的圖像。接著，或歡欣、或平靜的不同音樂片段響起，圖像也隨之改變。

舞臺(tái)上的工作人員向觀眾解釋，這些志愿者佩戴的是腦機(jī)接口設(shè)備，能通過(guò)帽子上的多個(gè)電極記錄大腦活動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)，從而繪制出反映不同腦區(qū)活躍情況的圖像。當(dāng)佩戴者聽到不同音樂時(shí)，大腦活動(dòng)會(huì)改變，這些數(shù)據(jù)有助于科學(xué)家更好地研究和干預(yù)抑郁癥、失眠乃至阿爾茨海默病。

在這些圖像中，紅色代表腦區(qū)活躍，藍(lán)色代表平靜，每位志愿者的分布差異很大。當(dāng)音樂從《泰坦尼克號(hào)》切換到《西游記》時(shí)，他們的腦圖發(fā)生了一些肉眼難辨規(guī)律的變化。一位在場(chǎng)觀眾疑惑地說(shuō)：‘根本就沒變嘛?！?/p>

這是近日在上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院校友音樂會(huì)上發(fā)生的一幕。生產(chǎn)這些腦機(jī)接口設(shè)備的上海念通智能創(chuàng)始人束小康告訴澎湃科技，每個(gè)人的腦電圖差別很大，音樂刺激與大腦活動(dòng)的關(guān)系需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析才能知曉。即便如此，他認(rèn)為腦機(jī)接口以這種形式‘亮相’很有意義，能向公眾展示其應(yīng)用前景。

音樂會(huì)上，佩戴腦機(jī)接口設(shè)備的志愿者們正在等待登臺(tái)。圖片由受訪者提供

應(yīng)用的局限

這次演示背后的原理是‘音樂治療’，即通過(guò)音樂刺激改變大腦活動(dòng)以達(dá)到治療目的。例如，近期一項(xiàng)國(guó)內(nèi)研究指出，多人共同聆聽音樂時(shí)，大腦活動(dòng)高度同步，彼此會(huì)更親密，或可據(jù)此為孤獨(dú)的人設(shè)計(jì)治療場(chǎng)景。

研究腦部規(guī)律或根據(jù)患者情況進(jìn)行干預(yù)，都需要收集大腦活動(dòng)的數(shù)據(jù)，這是腦機(jī)接口的主要功能之一。在理想應(yīng)用場(chǎng)景中，腦機(jī)接口可根據(jù)佩戴者大腦活動(dòng)情況自動(dòng)播放音樂，如睡不著時(shí)播放催眠音樂，難過(guò)時(shí)播放開心的音樂，當(dāng)然最終要有實(shí)際效果。

盡管這聽起來(lái)充滿想象空間，但束小康坦言，這次活動(dòng)只是概念演示，這樣的產(chǎn)品還需神經(jīng)科學(xué)家和腦機(jī)接口企業(yè)共同研究開發(fā)。

束小康表示：‘我們公司主要做的是神經(jīng)康復(fù)的腦機(jī)接口，就是給中風(fēng)引起的偏癱患者用腦機(jī)接口訓(xùn)練，以恢復(fù)肢體功能?！?/p>

他指出，腦機(jī)接口的最大特點(diǎn)是大腦與機(jī)器‘實(shí)時(shí)雙向互動(dòng)’。國(guó)家藥監(jiān)局今年9月發(fā)布的中國(guó)第一份腦機(jī)接口國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)明確定義：從中樞神經(jīng)系統(tǒng)（大腦或脊髓）采集信號(hào)，要有實(shí)時(shí)的雙向互動(dòng)，即能看到大腦的變化并做出反應(yīng)，最終達(dá)到治療、診斷或增強(qiáng)功能?！绻麤]有這些功能，只是采集腦電信號(hào)，它也不叫腦機(jī)接口?！?/p>

從這個(gè)角度看，腦機(jī)接口領(lǐng)域的應(yīng)用目前仍有很大局限性，‘最有可能落地的是中風(fēng)患者的肢體康復(fù)，其次是睡眠、阿爾茨海默病以及癲癇等腦疾病?！?/p>

束小康認(rèn)為，無(wú)論是侵入式腦機(jī)接口（信號(hào)更清晰但需開顱植入大腦）還是非侵入式腦機(jī)接口（如腦電帽），都面臨大腦復(fù)雜性這一根本性難題。他舉例，在目前最成熟的運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)接口技術(shù)中，即便有人工智能算法加持，也僅能識(shí)別大腦的‘二分類’指令，如‘抓’與‘放’。

他說(shuō)：‘但凡加一個(gè)動(dòng)作類別，它的準(zhǔn)確度基本上就會(huì)從百分之八十掉到百分之五六十。人工智能的計(jì)算邏輯跟大腦的計(jì)算邏輯完全不一樣，我們很難把里面的運(yùn)行規(guī)律找到?！?/p>

泡沫毋庸置疑？

即便應(yīng)用場(chǎng)景有限，腦機(jī)接口仍是當(dāng)下熱門的科技賽道之一。國(guó)家‘十五五’規(guī)劃建議等政策文件明確提及它的重要地位，大量資本涌入，媒體關(guān)注度增加，創(chuàng)業(yè)企業(yè)紛紛出現(xiàn)。

束小康說(shuō)：‘存在很大的泡沫，這是毋庸置疑的?！菽牡谝粋€(gè)表現(xiàn)是預(yù)期過(guò)高。普通公眾對(duì)腦機(jī)接口的想象常停留在科幻電影層面，如用意念控制機(jī)器人、穿外骨骼重新行走，甚至把知識(shí)直接灌進(jìn)大腦。

束小康說(shuō)：‘有人會(huì)問(wèn)我，小孩子不愿意學(xué)習(xí)，是不是可以直接把知識(shí)灌進(jìn)去。這些想象很美好，但太夸張了，做不到的。’一些企業(yè)和媒體也樂于放大這些想象，在宣傳腦機(jī)接口控制功能時(shí)夸大其詞，宣傳某款設(shè)備能讓患者‘用意念玩游戲’或‘控制機(jī)器人’，卻忽視了核心問(wèn)題：這些應(yīng)用的實(shí)際醫(yī)學(xué)價(jià)值有多大？

相比通過(guò)其他技術(shù)更易實(shí)現(xiàn)的控制應(yīng)用，目前腦機(jī)接口技術(shù)在神經(jīng)損傷患者康復(fù)訓(xùn)練等醫(yī)療場(chǎng)景可能更有作用。束小康說(shuō)：‘對(duì)于康復(fù)來(lái)說(shuō)有很重要的意義，因?yàn)槟X機(jī)接口實(shí)現(xiàn)的是大腦跟外周神經(jīng)的閉環(huán)調(diào)控，通過(guò)這種閉環(huán)調(diào)控可以帶來(lái)神經(jīng)功能重塑?！?/p>

許多企業(yè)探索用腦機(jī)接口治療抑郁癥、焦慮癥等心理疾病，但挑戰(zhàn)在于背后的腦科學(xué)依據(jù)尚不明確。束小康認(rèn)為，這樣的產(chǎn)品要成功落地，首先需加深對(duì)疾病背后科學(xué)規(guī)律的認(rèn)知。

泡沫的第二個(gè)表現(xiàn)是資本錯(cuò)配。在侵入式（需開顱植入）和非侵入式（佩戴外部腦電設(shè)備）兩條技術(shù)路線中，大量資本涌向侵入式，因其指標(biāo)更高、控制更精準(zhǔn)。但問(wèn)題是，侵入式需開顱手術(shù)，每次臨床試驗(yàn)投入可能達(dá)數(shù)千萬(wàn)，且適應(yīng)癥和治療效果可能不明確。

束小康認(rèn)為：‘非侵入式腦機(jī)接口跑得太慢?！@是一種不健康的發(fā)展模式，‘侵入式腦機(jī)接口確實(shí)可以做到更高的控制精度，但是非侵入式腦機(jī)接口可以在有限的控制精度下達(dá)到更廣泛的應(yīng)用效果?！?/p>

在監(jiān)管層面，‘現(xiàn)在國(guó)家基本上就是把侵入式跟非侵入式的腦機(jī)接口同時(shí)作為三類醫(yī)療器械監(jiān)管，導(dǎo)致非侵入式的（審批）也變得很難?！?/p>

下一個(gè)重大突破的方向

束小康認(rèn)為，腦機(jī)接口的下一個(gè)重大突破可能來(lái)自兩個(gè)方向：人工智能算法的升級(jí)和腦科學(xué)本身的進(jìn)展。

腦機(jī)接口并非新概念，近年來(lái)的飛速發(fā)展得益于人工智能算法，使復(fù)雜的大腦信號(hào)模式能更好被識(shí)別。但束小康表示，目前腦機(jī)接口采用的是高校研究已久的成熟算法，企業(yè)創(chuàng)新空間有限?！鋵?shí)到企業(yè)說(shuō)實(shí)話不可能非常創(chuàng)新了，模型都已經(jīng)研究得大差不差，算法方面的提升可能有限?！?/p>

更關(guān)鍵的制約來(lái)自腦科學(xué)本身。束小康強(qiáng)調(diào)：‘腦科學(xué)的發(fā)展本身肯定是腦機(jī)接口的一個(gè)上限的瓶頸?！簿褪钦f(shuō)，腦機(jī)接口無(wú)法做出我們未理解的事情。如果不清楚音樂如何治療失眠、何時(shí)該給什么刺激能改善睡眠結(jié)構(gòu)，再先進(jìn)的設(shè)備也無(wú)法回答。

束小康認(rèn)為，腦科學(xué)研究需要更高效的腦機(jī)接口算法和設(shè)備，而腦機(jī)接口的研究和應(yīng)用也會(huì)促進(jìn)腦科學(xué)的發(fā)展。許多醫(yī)生與科學(xué)家接觸腦機(jī)接口產(chǎn)品和研究后，對(duì)大腦有了更全面的認(rèn)知，這可能會(huì)改變他們對(duì)患者診斷和治療的理解。

束小康對(duì)腦機(jī)接口的近期前景做出了相對(duì)保守但具體的預(yù)判：‘未來(lái)3到5年，神經(jīng)康復(fù)是腦機(jī)接口技術(shù)的主要落地場(chǎng)景之一?！?/p>

在這個(gè)場(chǎng)景中，癱瘓病人可通過(guò)腦機(jī)接口控制氣動(dòng)手套等設(shè)備完成抓握等動(dòng)作。目的不是用這些設(shè)備進(jìn)行日常生活，而是引導(dǎo)大腦重建對(duì)肢體的控制能力。

雖然神經(jīng)的‘可塑性’能力仍有很多科學(xué)謎團(tuán)，實(shí)際治療效果也因人而異，但總體而言腦機(jī)接口療法已顯示出不錯(cuò)的效果。束小康透露，念通智能的產(chǎn)品已完成數(shù)百例針對(duì)中風(fēng)偏癱患者的多中心臨床研究，結(jié)果顯示，在傳統(tǒng)康復(fù)手段50%左右有效率的基礎(chǔ)上，結(jié)合腦機(jī)接口技術(shù)后，整體有效率能提升到接近90%。

他說(shuō)：‘有些中風(fēng)患者，治療了不到20天，手腳都能動(dòng)了。后來(lái)其中還有一位患者跑了半馬，這讓醫(yī)生都很驚訝?！?/p>

音樂會(huì)上的實(shí)時(shí)腦圖演示，或許只是滿足觀眾好奇的‘演出效果’和對(duì)科研工作者的一種啟發(fā)。腦機(jī)接口并非包治百病的神器，也遠(yuǎn)未到能讓人類‘賽博飛升’的效果。但在康復(fù)中心里，這項(xiàng)由腦科學(xué)與AI共同驅(qū)動(dòng)的技術(shù)正為很多患者帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的希望。當(dāng)觀眾看到那些跳躍的彩色圖像是大腦在音樂刺激下的活動(dòng)縮影時(shí)，關(guān)于‘腦機(jī)接口到底能干什么’的討論也已從科幻想象落到了真實(shí)場(chǎng)景中。

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