聽到腦機接口（BCI）這個詞，是不是有一種腦袋上被插入USB接口的意思？那麼，插什麼、插哪裡、怎麼插呢？

高級貨來了！9月2日，在2022世界人工智能大會（WAIC）開出的腦機接口賽道方向主題論壇上，腦科學相關院士、院長及企業創始人給出“人工智能 人腦智能=？”的結果，充滿了想象空間。

事實上，腦機接口不隻是臨床上或者科幻片裡的“硬連接”——如果誰的腦袋上多了幾根蠶絲蛋白，别誤解它們是什麼防秃植發，這就是最先進的人工智能腦機接口。

【插什麼】

一位長期卧床不起、無法自主活動的患者，“躺平”在病床上，他忽然想喝橙汁……而就在他“想”的那一刻，隻見病房裡的服務機器人，正将一杯橙汁遞到他的嘴邊。在“腦·機智能融合-讓大腦連接未來”主題論壇上，中國科學院上海分院院長胡金波帶來的腦機願景，其實已經在國内國外部分實現。從馬斯克讓猴子用意念打電子遊戲，到《自然》公布人類“意念打字”做到99%準确率，這些場景均成現實。

關鍵在于，人腦的信号靠什麼傳遞給機器？解放日報·上觀新聞記者了解到，主要靠3種電極與腦電波“接線” ：矽基硬質電極、血管電極、柔性電極。材料方面，與中科院上海微系統與信息技術研究所聯合組隊的腦虎科技則掌握一門獨門技術——中國傳統材料蠶絲蛋白包裹電極微創植入技術。

基于天然抗菌且可控降解的這種生物蛋白，就能開發出微創開顱、可自動躲避血管、可自愈的電極微創植入技術。腦虎科技創始人兼CEO彭雷透露，利用蠶絲蛋白把電極柔軟的表面固化，讓電極的硬度介于血管和腦組織之間，才能方便植入。

而植入完成後，蠶絲蛋白便會溶解，逐漸恢複之前的柔軟。“電極順應性和腦組織比較接近，在運動過程中，電極與腦組織直接保持相對靜止，不易引發炎症，”他表示，“亞毫米級的植入創口，也讓創口更小，恢複更快。”

【插哪裡】

腦機接口已成為當前腦科學和人工智能領域最活躍的研究方向。不過，人腦作為宇宙中迄今發現的最複雜物件，擁有超過800億個神經元，加之這些神經細胞上的無數突觸，其海量計算潛能亟待可持續開發。

人們常說“腦海”，在這片智慧大海中，形如發絲的腦機接口“連線”到底插哪兒合适，其實也有點大海撈針的意思。對此，複旦大學附屬華山醫院院長、中華醫學會神經外科分會候任主任毛穎，頗有實踐經驗。

毛穎告訴同行，在被稱為“清醒手術”或“喚醒手術”的腦外科手術中，他們讓接受手術患者的大腦保持着清醒狀态，而且還請她念唐詩、哼小曲，通過柔性皮層電極反饋出的腦電信号，精準定位與語言、音樂等相關的具體腦區。由此，在某些手術後，這些腦區的功能可以盡量保留，不受損傷或破壞。

同樣，以逆向驗證的方法，手術醫生可以針刺等方式刺激患者的手部、足部等部位，在相應的腦功能區收到腦電刺激反饋，這樣的定位準确率可以超過86%。有意思的是，經臨床研究，盡管負責語言功能的大腦皮層大體位置已知，但操漢語和英語的不同人群，其語言皮層的分布也略有不同。

【怎麼插】

深層設置腦機開口，一定程度上必須開顱，這對于非治療應用而言，讓不少人有點心驚肉跳。因此，腦機接口的發展方向，不僅要求類似摩爾定律一樣的高通量“通訊”，也不僅要求從一周、一月到一年甚至更長的“長期在體”，而且要求“低創傷”。

作為英國皇家工程院院士，上海交通大學醫療機器人研究院院長楊廣中帶領團隊，也正在研制電極裝配與植入機器人。他表示，神經介入機器人已在各國發展出多型，相比于其他科的手術機器人，它們不但需要5到6個靈活自由度，更需要從毫米級精度進入亞微米級、微米級甚至納米級。

這就要求神經介入機器人實現微驅動、微傳感、微制造、微控制，楊廣中認為其中的關鍵是新材料，而且這種材料最好與核磁共振醫學影像能夠兼容，也就是說，可以不受核磁共振影響，在介入過程中做到實時高精的影像“直播”。目前，上海交大神經介入機器人團隊可以實現60毫米的時間分辨率與1.17毫米的空間分辨率。

專家認為，通過腦機接口這一通道，人腦智能（HI）可與人工智能（AI）發展出交互、共生乃至“數字孿生”的關系，其應用不止于讓病人變為正常人，而可能讓正常人變為“超人”，前景必然超乎意料。

題圖來源：徐瑞哲 攝

本文圖片來源：徐瑞哲 等攝

來源：作者：徐瑞哲

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