转自:北京头条
专访全国人大代表、电子科技大学信息医学研究中心主任尧德中——
脑机接口技术能帮助人类实现记忆复制吗?
我国在“十四五”规划和2035年远景目标中,将“脑科学”列为国家重点前沿科技项目。脑机接口可以做些什么,将如何改变人类生活?全国两会期间,北京青年报记者专访了全国人大代表、电子科技大学教授、四川脑科学与类脑智能研究院院长尧德中。
北青报:脑科学的研究探索在您看来有何意义?
尧德中:人的大脑不仅是人类认知、行为的中枢机关,同时也是各种神经、精神疾病的载体,要想有效的学习知识、塑造人格,或者进行有效的脑疾病治疗,都必须要搞清楚相关的机理。
目前来看,人类对大脑的认知还非常初级。一些此前认为和大脑无关的疾病,追根溯源下来可能也是大脑异常所导致的。比如,有些时候拉肚子并非肠胃出现问题,可能是过度紧张、压力甚至焦虑导致大脑向肠胃传递了错误信号。因此,脑科学研究对整个人体健康都意义非凡。
北青报:能不能简单介绍何为“脑机接口”?
尧德中:脑机接口作为一项具体的技术,就是指大脑与外界交流的一个新的通道(有别于传统的视听触味嗅)。
随着电子信息、计算机等技术的发展,我们具备了获取大脑信号的能力。通过采集大脑的信号并进行分析,我们可以了解大脑的一些基本状态、包括简单的意愿或者存在的不足(比如情绪不佳)。而后可以借助计算机去完成大脑的简单意愿,或者提供一些有助于改变大脑状态的有利信息,从而引导大脑的正向变化,实现依靠外界的机器和大脑“交互”。例如,干预、治疗脑部疾病或达成人脑控制机器人等目的。这就是所谓的脑机接口技术。其实说白了也并不神秘,和我们平常眼睛看东西、耳朵听声音一样,脑机接口就是采用了基于人脑散发的信息和外界进行“交互”的一种途径。
北青报:脑机接口的短期内可应用的现实场景有哪些?
尧德中:聚焦医疗领域,传统的脑健康诊疗方式大多依靠药物治疗、行为干预、心理情绪调节。但从实践来看,针对一些重大的脑疾病,传统治疗手段是不够的,治疗效果欠佳。脑机接口技术非常有可能带来一些新的改变,成为新的选择之一。医学界也已形成共识,物理治疗方式对脑疾病诊疗非常重要,这中间脑机接口技术是其中的一个重要角色。
脑机接口技术的提出至今已经有50多年了,我认为相关技术的广泛应用已经来到了一个所谓“前夜”的阶段,很快将迎来“黎明”。当然这还需要持续的努力,同时也需要社会各界给予更多的帮助和支持。针对“一些已经研究清楚证明有效的手段”,需要通过政府层面去推广,让其成为医院、医生在诊疗相关疾病时可以应用的常规手段之一。
北青报:我国脑机接口技术水平如何?
尧德中:在无创脑机接口领域,我国和国际先进水平没有什么明显的差距。有创脑机接口领域,我个人认为仍存在三至五年的差距,其难点在芯片、材料等方面。但中国的赶超速度还是非常快的,可以认为已在快速逼近。
所谓无创脑机接口,即通过脑电放大器采集头表面的信号,它获得的是上百万的神经元群的集体活动,反映的是偏高级的脑功能,比如认知、情绪等。有创的技术,需要植入电极,大多是收集单个或少量神经元的活动,聚焦的是一些更加精细的脑功能。
从应用上讲,无创脑机接口技术关注患者的精神状态(或疾病),与一些有针对性的电磁物理信号刺激相结合,可干预抑郁症、失眠等疾病。有创脑机接口方面,成功的案例包括对帕金森病的干预。
北青报:通过人脑控制机械甚至机器人,现在实现了吗?
尧德中:通过脑机接口技术,使得人脑直接控制机械进行一些简单动作,是最早开展研究的问题之一,主要的方案已经比较清楚。目前还面临的是一个达成程度的问题,比如控制的精度、速度、灵敏度等。影视作品中,依靠人脑去控制机器人或者机械假肢进行自由活动都是可以的,需要改进的是控制的自由度的多少,控制的效率和准确性等。因此,这方面仍然需要在应用中继续发展。
北青报:影视作品中的记忆复制、意识留存,有望实现吗?
尧德中:短期内是难以实现的,要走的路还很长。拿记忆留存来举例,我们现在对于大脑有关记忆的部位是哪里还没有完全搞清楚。以往认为,记忆主要与海马体相关,但现在发现,大脑很多区域都和记忆有关。那么基本的机理都还没弄清楚,相关读取和存储就更无从谈起了。但从长远地看,这确实也是一个有趣的探索方向。
文丨北青报记者 李岩