文/阿斌? 【原創】

01

在電影《阿凡達》中有這樣的情節，男主人公杰克以前是海軍陸戰隊隊員，受傷后以輪椅代步。他接受政府招募，來到潘多拉星球接受實驗。杰克因下半身癱瘓躺在密封艙里，通過設備和精神控制系統，讓自己的意識宿主在阿凡達體內，將杰克的精神轉移到阿凡達的身上，并使自己的身體和克隆體合二為一，結果杰克也變得行動自如。杰克打入納美部落，說服他們自愿放棄世代居住的家園，使人類開采地下昂貴的超導礦石。杰克最終和納美人妮特莉結為夫妻，成為了納美人的領袖。

當然，這只是電影編劇編出來的故事。不管人們對電影《阿凡達》如何評價，但影片中已經包涵了腦機接口最初的想象。

科幻作家劉慈欣這樣說：

科學是一座美的礦藏，但科學之美同傳統的文學之美有著完全不同的表現形式，科學的美感被禁錮在冷酷的方程式中，普通人需經過巨大的努力，才能窺見她的一線光芒。但科學之美一旦展現在人們面前，其對靈魂的震撼和凈化的力量是巨大的，某些方面是傳統文學之美難以達到的。而科幻小說，正是通向科學之美的一座橋梁，它把這種美從方程式中釋放出來，展現在大眾面前。

02

你見過猴子玩乒乓球游戲嗎？

你見過不用乒乓球拍也能打乒乓球嗎？

一只名叫帕格的猴子一邊吃著香蕉奶昔，一邊緊盯著電腦屏幕，在玩乒乓球游戲。它沒有用乒乓球球拍，也沒有用游戲手柄，更沒有鼠標鍵盤，它究竟是怎樣玩游戲的呢？

讓人簡直不敢相信，猴子是用意念在玩乒乓球。

這，不是科幻，是馬斯克腦機接口公司Neuralink的最新研究成果。

這只猴子是如何做到不用乒乓球拍也能打乒乓球的？

原來，研究人員在帕格的左右腦運動皮層中各植入了一塊芯片，每塊芯片有1024個電極，它們可以記錄帕格大腦神經元產生的電信號。研究人員開始給帕格一根操縱桿，訓練帕格在電腦前打球。它每打一個球，研究人員就獎勵帕格一杯奶昔。兩塊芯片捕捉到帕格大腦中的信號，這些電信號記錄了帕格的手部動作，通過藍牙傳輸給電腦。

研究人員在此基礎上，根據采集到的帕格大量的腦信號，預測帕格的手部動作，然后通過數學建模，精準校驗，最終解譯器取代了游戲操縱桿。當研究人員再給帕格奶昔時，帕格便知道它該上場打球了，于是實現了意念游戲。

2021年4月，馬斯克這項最新成果的問世，引起了全世界的轟動。這項腦機接口技術，被稱為當今世界上的“硬核”技術。

03

所謂腦機接口，腦機接口(Brain-Computer Interface,簡稱BCI)技術，作為一種將人腦與計算機或其他電子設備直接連接的方法，這一技術是在人腦（包括動物腦）與計算機或其他電子設備之間建立起控制通道，這是一種全新通訊和控制技術。說的直白一點，就是在人腦中植入一塊芯片，借助建立起來的控制通道，用戶可以直接通過大腦思想來表達想法或操縱設備。

“腦”意指有機生命形式的腦或神經系統；

“機”意指任何處理或計算的設備，其形式可以從簡單電路到芯片到外部設備。

“接口”意指用于信息交換的中介物質。

腦機接口技術將是未來推動社會發展的一項極為重要的關鍵技術。目前，腦機接口多是侵入式腦機接口，即通過手術在人的頭腦中植入芯片，還有非侵入式和半侵入式等。

腦機接口不僅是一項嶄新的門檻最高的硬核技術，它重要的是顛覆了人類的認知和想象。你想什么，它就能做什么，還能預測將要做什么。

馬斯克腦機接口公司Neuralink的最新研究成果，很有可能在不遠的將來，使腦機接口產品化，并把腦機接口技術進行普及應用。這項技術可能會為許多患者帶來福音。在人腦中植入芯片，可以治療神經系統的疾病，改善患者的大腦功能。例如治療帕金森病、癲癇、失眠等；讓癱瘓的病人重新站立起來，幫助殘障人士恢復運動能力；讓語言障礙者恢復語言功能，完成他的語言表達。

目前，在全球范圍內從事侵入式腦機接口研發的公司，僅有少數幾家。

2022年1月，成立數月的上海腦虎科技公司宣布完成了9700萬元的融資，這是目前國內腦機接口領域最大規模的早期融資。腦虎科技帶頭人表示，依托中科院科學家團隊，憑借去年世界人工智能大會最高獎的原創核心技術，腦虎科技對標美國企業家埃隆·馬斯克的腦機接口公司Neuralink，聚焦全球范圍非常稀缺的侵入式腦機接口設備研發。

從植入的方式來看，馬斯克公司的技術需開顱，創口直徑大于2厘米；而上海腦虎科技可以免開顱，屬于半自動植入，創口直徑小于0.7毫米。

作為國家首批支持科研成果轉化的試點單位，中科院上海微系統和信息技術研究所對腦虎科技給予了大力扶持。

腦虎科技創始人、首席科學家陶虎告訴解放日報·上觀新聞記者，他們獨創的柔性電極可以暫時硬化，在頭顱上打個微孔插入腦部后又會變軟，因此對大腦的損傷很小。在2022年的世界人工智能大會上，這一核心技術獲得了最高獎“卓越人工智能引領獎”。

“80后”科學家陶虎，是一位科幻迷，他自稱非典型科學家。

他在完成了中科大本科和中科院碩士學位后，前往美國攻讀博士學位和從事博士后研究，2014年回到祖國。他認為，腦機接口技術現在可以幫助病人接受治療，比如腦外科手術中進行更精準的腦區定位，幫助癱瘓病人操控機械手等。

陶虎認為，未來這項技術能夠提升人的健康程度。腦機接口手術會像治療近視眼的手術一樣，風險和創傷都會越來越小，效果也會越來越好。這樣就會有越來越多的人容易接受。他甚至還認為，腦機接口技術，還可以提高人的智力水平，提高人的記憶能力，使人類更容易掌握知識。

04

早在1924年，德國精神病學專家、腦電圖之父漢斯伯格實現了對人腦神經電信號的無創記錄。這被廣泛認為是腦機接口最早的神經生理學發端。

1968年，科研人員首次嘗試在神經生理學的基礎上控制大腦信號。科學家記錄了貓的感覺運動節律，建立起了初步的正反饋實驗范式。大腦活動引發的電現象已經被正式作為一種生理信號進入了研究人員的視野之中。對動物大腦生理學的研究和對工具的研究，這兩大板塊的跨界研究是腦機接口的前世，共同構成了腦機接口的研究基礎。

1973年，比利時學者、美國加州大學教授雅克·維達爾最早提出了“腦機接口”一詞。

1989年，美國率先提出全國性的腦科學計劃，把20世紀最后10年命名為“腦的10年”。美國科學家們在探索人類大腦工作機制、繪制腦活動全圖、推動神經科學研究、針對目前無法治愈的大腦疾病等內容進行了大量的開發研制。

1991年，歐洲出臺了“歐洲腦10年”計劃。2013年1月，歐盟委員會宣布人腦工程入選“未來新興旗艦技術項目”，并設立專項研發計劃“人類大腦計劃”，可在10年內獲得10億歐元的研究經費。

2006年，世界一流工程學院美國布朗大學研究團隊完成首個大腦運動皮層腦機接口設備植入手術。四肢癱瘓的病人能夠通過運動意圖來完成機械臂控制、電腦光標控制等任務。

2008年，匹茲堡大學神經生物學家宣布利用腦機接口，猴子能用操縱機械臂給自己喂食，這標志著將動物腦與外部設備可以直接連接。

2012年，腦機接口設備已能夠勝任更復雜的操作，讓癱瘓的女病人通過對機械臂的操控，可以自己喝水、吃飯、打字與人交流。

2014年巴西世界杯開幕式上，一位名叫朱利亞諾·皮諾特的高位截癱青年在腦機接口與人工外骨骼技術的幫助下開出一球。

2019年，約翰斯·霍普金斯大學一項腦機接口研究的參與者，通過長達 10 小時的手術，將六個微電極陣列（MEA）植入大腦兩側。研究者試圖通過不斷的改善和訓練，讓參與者獲得控制假肢的能力。

2022年，中國神經外科領域的一項新突破，腦機接口柔性電極技術在世界頂級學術期刊《科學》雜志上發表。這項研究由首都醫科大學附屬北京天壇醫院研發，是提高手術精準度、保護神經功能的關鍵技術。

近十幾年來，各國都在致力于研究腦機接口的新技術，這一技術不斷接近人們過去在科幻作品中的想象。特別是國內的腦機接口應用與醫療健康的研究也正在雨后春筍般的勃勃興起。未來腦機接口技術或許最先應用于對人類部分疾病的治療中。

讓我們拭目以待。

（注：此文中部分內容，之前分享過，此文首發于《美少年》雜志2023年第10期）