清華教授高小榕談腦機(jī)接口:未來不科幻,醫(yī)療修復(fù)為主
在硅谷的設(shè)想里,腦機(jī)接口領(lǐng)域有著眾多美好的愿景。大腦不再只是醫(yī)學(xué)課本上的解剖圖,而是即將被技術(shù)改變的前沿領(lǐng)域。人們被描繪了這樣一個(gè)未來:大腦與機(jī)器深度融合,記憶和意識(shí)將突破生物學(xué)的限制。
在現(xiàn)實(shí)與想象交織的當(dāng)下,Neuralink 和 Synchron 等腦機(jī)公司持續(xù)推進(jìn)腦機(jī)接口的臨床試驗(yàn)。Neuralink 已在少量患者中完成開顱植入,重點(diǎn)嘗試恢復(fù)因癱瘓或神經(jīng)疾病喪失的運(yùn)動(dòng)和語言功能,并計(jì)劃在 2025 年第四季度開展言語皮層實(shí)驗(yàn)以解碼“意圖語言”。Synchron 則通過微創(chuàng)血管內(nèi)植入的方式,讓癱瘓患者用腦信號(hào)控制外部設(shè)備,已在臨床試驗(yàn)中驗(yàn)證了安全性和部分日常功能恢復(fù),這些成果都在逐步展示腦機(jī)接口技術(shù)的更多潛力。
面對(duì)技術(shù)的快速發(fā)展,公眾的目光被吸引到兩種不同的愿景上:一方面,腦機(jī)接口為失去部分功能的人帶來了恢復(fù)的希望;另一方面,馬斯克等科技大佬的宣傳,激發(fā)了公眾對(duì)意識(shí)上傳、“自我被數(shù)字化”等科幻未來的想象,但也引發(fā)了大眾的擔(dān)憂。在這種情況下,科學(xué)與科幻的界限變得越來越模糊。
當(dāng)前,腦機(jī)接口技術(shù)的實(shí)際落地能力進(jìn)展如何?未來世界是否會(huì)出現(xiàn)電影《黑客帝國》中人機(jī)大戰(zhàn)的場(chǎng)景?當(dāng)人工智能成為社會(huì)新的“智能體”,腦機(jī)接口又將扮演怎樣的角色?近日,我們與清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院長聘教授高小榕深入交流,聚焦這一技術(shù)的實(shí)際能力邊界。
高小榕的觀點(diǎn)更為理性:腦機(jī)接口并非通向“超人化”的捷徑,而是一項(xiàng)在倫理約束下、以修復(fù)與輔助為核心的技術(shù)探索。“馬斯克最初的愿景傾向于‘超人化’,這在倫理上是難以接受的”,他指出,像意識(shí)上傳、通過腦芯片直接讀取大腦信息等“超人化”設(shè)想,目前仍是不切實(shí)際的幻想。
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院長聘教授 博士生導(dǎo)師 高小榕
以下為騰訊科技和高小榕教授對(duì)話實(shí)錄(在不改變?cè)獾那闆r下,有所刪減):
騰訊科技:近年來,公眾對(duì)腦機(jī)接口這一技術(shù)抱有很多期待,甚至夾雜著一些幻想。尤其是隨著馬斯克頻繁對(duì)外宣傳腦機(jī)接口和其公司 Neuralink 的潛力,比如未來可以實(shí)現(xiàn)意識(shí)上傳、思維控制等概念,更加激發(fā)了社會(huì)的想象力。在您看來,腦機(jī)接口的真正邊界在哪里?類似意識(shí)上傳等真的可以實(shí)現(xiàn)嗎?
高小榕:從原理和目標(biāo)上看,腦機(jī)接口大致可分為兩類:一類是修復(fù)或替代,即當(dāng)人的能力低于正常水平時(shí),通過技術(shù)幫助恢復(fù);另一類是增強(qiáng),試圖讓人類擁有超越自然的能力,也就是“把人變成超人”。
所謂“超人化”在倫理上難以接受。如果真有技術(shù)能讓人類獲得超常能力,會(huì)帶來巨大的不公平。馬斯克最初傾向“超人化”,但在倫理約束下,現(xiàn)在轉(zhuǎn)向了臨床應(yīng)用。
另一方面,還有人機(jī)協(xié)同的目標(biāo)。隨著AI的發(fā)展,未來社會(huì)將同時(shí)存在人類智能體和人工智能體,二者的溝通是關(guān)鍵問題。腦機(jī)接口能填補(bǔ)這一缺口,實(shí)現(xiàn)“心想事成”,將人的意圖直接傳遞給機(jī)器。
從這個(gè)意義上講,腦機(jī)接口包含“超越人類自然極限”的成分,但這是必要的超越,并非為了制造超人,而是為了確保人類與機(jī)器能夠共存。至于“意識(shí)上傳”或“數(shù)字永生”,現(xiàn)階段無法實(shí)現(xiàn)。
在人機(jī)共存的背景下,我們要重新思考如何保持社會(huì)的“以人為本”。讓機(jī)器變得完全像人類是不可能的,因?yàn)槿祟惖囊簧挥幸淮?,而機(jī)器可以隨時(shí)開關(guān)重啟,它無法真正理解人類存在的獨(dú)特性,尤其是“死亡”這一終極經(jīng)驗(yàn)。而人類的許多問題都與死亡相關(guān)。
騰訊科技:拋開倫理考慮,從神經(jīng)科學(xué)原理和技術(shù)角度出發(fā),通過腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)意識(shí)上傳和思維控制等功能是否有可能?
高小榕:目前還沒有可能,從神經(jīng)科學(xué)原理上也不支持。
騰訊科技:馬斯克還提到過,腦機(jī)接口可以治療精神分裂癥或自閉癥,這可以實(shí)現(xiàn)嗎?
高小榕:這是有可能的。大腦存在“獎(jiǎng)賞中樞”,通過電刺激可以產(chǎn)生幻覺。如果能精確控制幻覺的程度,就能達(dá)到治療的目的。過去依靠藥物控制,如今電刺激提供了新的可能。人工耳蝸、人工視網(wǎng)膜就是成熟的例子。但這必須嚴(yán)格遵循倫理與監(jiān)管要求。
騰訊科技:您剛剛也提到,腦機(jī)接口可以作為人和機(jī)器之間的介質(zhì),甚至增強(qiáng)人類的某些能力,但這里的增強(qiáng)是有限度的,那么未來可以做到哪些程度?
高小榕:一些有限的“外掛”能力是可行的。比如記憶增強(qiáng),阿爾茨海默癥患者見到熟人無法立即認(rèn)出,如果腦機(jī)接口能檢測(cè)腦活動(dòng)并提示“這是誰”“曾在何時(shí)何地見過”,交流就會(huì)更順暢。
健康人也適用,比如見到熟人一時(shí)想不起名字,系統(tǒng)能即時(shí)提醒。這種增強(qiáng)可理解為“外掛”,包括記憶外掛、計(jì)算外掛、認(rèn)知外掛、行為控制外掛。它們不會(huì)讓人類成為“超人”,但能提升效率與體驗(yàn)。
騰訊科技:根據(jù)您的研究經(jīng)驗(yàn),目前在臨床實(shí)驗(yàn)中,哪些方向的可靠性較強(qiáng)?
高小榕:主要是和腦機(jī)接口應(yīng)用相關(guān)的幾個(gè)方向。第一,運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和康復(fù),如控制假肢、手的運(yùn)動(dòng),這方面已有不錯(cuò)進(jìn)展。馬斯克的植入、中國洪波教授的研究、北腦一號(hào)、上海團(tuán)隊(duì)的研究都在這方面。第二是言語功能方面,幫助說不出話的人恢復(fù)語言,這其實(shí)也是運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),只不過增強(qiáng)的是舌頭。之后可能拓展到認(rèn)知、情感、文化娛樂等場(chǎng)景。
從技術(shù)層面看,信號(hào)讀取、信息解碼、刺激反饋等環(huán)節(jié)都在進(jìn)步。植入設(shè)備可穩(wěn)定使用一至兩年,但要突破三年以上仍有挑戰(zhàn)。電極放在腦硬膜外壽命更長,放在頭皮上可隨時(shí)使用,但信號(hào)質(zhì)量較弱。
騰訊科技:現(xiàn)在最大的挑戰(zhàn)是在硬件層面,還是在軟件信號(hào)處理層面?
高小榕:兩者都有挑戰(zhàn)。過去30年的進(jìn)展主要依靠材料科學(xué),電極越來越小、越來越柔軟。但如今面臨新瓶頸,記錄通道數(shù)大幅增加,如何解析龐大的數(shù)據(jù)需要人工智能。
AI的進(jìn)步速度遠(yuǎn)快于材料科學(xué)。模型能力可能百日內(nèi)翻倍,而材料改進(jìn)通常每年才有百分之一的增量。因此,未來腦機(jī)接口的突破更大程度上取決于AI,而非僅材料。
騰訊科技:腦機(jī)接口的技術(shù)路徑上,有侵入、半侵入、非侵入幾類。您更看好哪種方式?
高小榕:三種路徑都在探索,目前無法判斷優(yōu)劣。我曾提出“腦機(jī)星鏈”的比喻,就像衛(wèi)星與手機(jī)通信,隨著衛(wèi)星數(shù)量增加,通信覆蓋問題得到解決。同理,未來如果腦機(jī)接口的“節(jié)點(diǎn)”足夠多,就可能實(shí)現(xiàn)隨時(shí)連接。
騰訊科技:從大家的反饋來看,對(duì)侵入式的擔(dān)憂會(huì)更多,您怎么看待這里的風(fēng)險(xiǎn)?
高小榕:擔(dān)憂是合理的。非侵入式可以隨時(shí)摘掉,不再讀取腦信號(hào);而侵入式一旦植入,使用者無法確認(rèn)它是否在持續(xù)運(yùn)行,也更容易被攻擊。
騰訊科技:很多人會(huì)聯(lián)想到腦機(jī)接口和機(jī)器人結(jié)合。相比傳統(tǒng)控制方法,它的提升點(diǎn)在哪里?
高小榕:差別很大。傳統(tǒng)控制只能讓機(jī)器人執(zhí)行簡單動(dòng)作,不知道人的真實(shí)意圖。腦機(jī)接口可以直接傳遞目的,比如“想吃一個(gè)蘋果”,機(jī)器人會(huì)自主規(guī)劃路徑并完成,而不是逐步等待指令。這種差異就像導(dǎo)航,過去需手動(dòng)告訴每一步,現(xiàn)在只需輸入目的地。
騰訊科技:在延時(shí)性或續(xù)航方面,會(huì)不會(huì)有不同?
高小榕:這是技術(shù)問題,隨著迭代可以解決。
騰訊科技:目前,腦機(jī)芯片的應(yīng)用主要集中在醫(yī)療領(lǐng)域,未來還可能拓展到哪些其他應(yīng)用場(chǎng)景?
高小榕:我特別看好養(yǎng)老領(lǐng)域。老年人遇到不會(huì)操作的事情,可以直接提出需求,由機(jī)器人協(xié)助完成。除此之外,還包括運(yùn)動(dòng)康復(fù)、認(rèn)知康復(fù)、情感支持,以及文化娛樂。需要強(qiáng)調(diào)的是,進(jìn)入情感和娛樂領(lǐng)域時(shí),幾乎不會(huì)采用侵入式,而更多依賴非侵入或可穿戴方案。
騰訊科技:中美兩國作為全球腦機(jī)接口研究的領(lǐng)跑者,在該領(lǐng)域的研究進(jìn)展上存在哪些主要差異?
高小榕:總體而言是“并跑”。中國在無創(chuàng)和半侵入式研究上更領(lǐng)先,美國在侵入式研究方面更強(qiáng)。
騰訊科技:到技術(shù)成熟大約還需要多少年?
高小榕:我最初認(rèn)為需要60年,后來改為30年?,F(xiàn)在看來,時(shí)間可能會(huì)進(jìn)一步縮短,大約在15到20年內(nèi)就有望出現(xiàn)更成熟的成果。不過必須承認(rèn),當(dāng)前的技術(shù)仍存在明顯局限。以植入設(shè)備為例,它的壽命仍然只有“以年為單位”,最長案例也僅維持了幾年。馬斯克曾宣稱設(shè)備可穩(wěn)定工作一年,但實(shí)際上三個(gè)月電極就會(huì)部分脫落。這也說明,我們距離實(shí)現(xiàn)“終身植入”仍有不小差距。
本文來自“騰訊科技”,作者:海倫,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
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