科技日報記者 劉霞

自工業(yè)革命以來，人與機器融合的腦機接口技術(shù)，激發(fā)了人類無窮的想象力。歷經(jīng)半個多世紀(jì)的探索，大腦芯片這項曾被視為實驗室奇觀的腦機接口技術(shù)，如今正悄然走進現(xiàn)實。

據(jù)美國石英財經(jīng)網(wǎng)站報道，盡管成就斐然，但大腦芯片技術(shù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。無論是提升識讀精準(zhǔn)度，還是應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護等難題，都亟須產(chǎn)業(yè)界和技術(shù)界持續(xù)攻堅。

“神經(jīng)連接”領(lǐng)跑技術(shù)應(yīng)用

在國外大腦芯片技術(shù)領(lǐng)域，埃隆·馬斯克創(chuàng)立的“神經(jīng)連接”公司備受矚目。目前，已有七位受試者成功植入了該公司研發(fā)的“神經(jīng)感應(yīng)”大腦芯片。2024年1月28日，因跳水事故導(dǎo)致肩部以下癱瘓的31歲青年阿博，成為首位植入“神經(jīng)感應(yīng)”芯片的用戶。術(shù)后初期，他主要用這項技術(shù)來操作電子游戲。如今，他已經(jīng)借用這一技術(shù)將日常工作生活的觸角延伸至收發(fā)郵件、網(wǎng)頁編輯、學(xué)術(shù)研究、金融理財?shù)龋瑤缀踔孬@獨立生活能力。他在接受美國媒體專訪時坦言，“神經(jīng)感應(yīng)”芯片讓他如獲新生。

邁克作為“神經(jīng)連接”公司第四位受試者，現(xiàn)已成為全球首位借助腦機接口實現(xiàn)全職工作的人士。這位測量技術(shù)員在家中就能熟練操作CAD設(shè)計軟件。另一位受試者亞歷克斯雖喪失手臂功能，卻依然能借助“神經(jīng)感應(yīng)”芯片繼續(xù)從事3D零部件設(shè)計工作。

能真實改變患者的人生路線，這似乎標(biāo)志著大腦芯片技術(shù)正邁向成熟應(yīng)用階段。

群雄逐鹿間的創(chuàng)新博弈

在大腦植入芯片的科技競速中，“神經(jīng)連接”絕非唯一玩家。多家企業(yè)正以迥異的技術(shù)路線展開角逐。

據(jù)美國消費者新聞與商業(yè)頻道網(wǎng)站報道，總部位于奧斯汀的Paradromics公司5月迎來重大突破，他們成功完成首例大腦芯片人體植入實驗。該公司大腦芯片搭載了1600個電極，較“神經(jīng)連接”公司1024個電極的芯片設(shè)計更具技術(shù)優(yōu)勢。一旦監(jiān)管機構(gòu)批準(zhǔn)，Paradromics公司計劃今年晚些時候啟動一項臨床試驗，研究其技術(shù)在人體使用中的長期安全性。

由“神經(jīng)連接”前高管本·拉波波特聯(lián)合創(chuàng)立的“精準(zhǔn)神經(jīng)科學(xué)”公司則另辟蹊徑，采用的是不穿透腦組織的表面薄膜技術(shù)。這種侵入性更小的方法，已獲得美國食品和藥物管理局的有限使用許可。

“同步生物技術(shù)”公司則在微創(chuàng)領(lǐng)域取得進展。該公司通過血管植入電極的方案避免了開顱手術(shù)，目前已為10名患者成功植入。在杰夫·貝索斯與比爾·蓋茨的資本加持下，該公司有望很快推出全球首個支持藍牙連接蘋果設(shè)備的大腦芯片產(chǎn)品。

美國加州大學(xué)戴維斯分校、布朗大學(xué)、哈佛醫(yī)學(xué)院附屬麻省總醫(yī)院等攜手開發(fā)的語音合成系統(tǒng)，首次實現(xiàn)了通過腦信號直接轉(zhuǎn)成自然語音（延遲僅10毫秒）的技術(shù)，讓一位因漸凍癥失去發(fā)聲能力的患者“重新開口”。今年6月發(fā)布的這一最新成果，徹底摒棄了傳統(tǒng)腦信號轉(zhuǎn)文本再轉(zhuǎn)語音的繁雜過程，為神經(jīng)疾病失語者恢復(fù)對話能力提供了無限可能。

美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)則證明，非重塑人機交互范式侵入式技術(shù)同樣前景可期。他們借助腦電波讀取帽，實現(xiàn)了對機械手指的實時操控，為未來無需手術(shù)的腦機交互提供了生動范例。

大腦芯片這場融合神經(jīng)科學(xué)、工程學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的科技革命，正在重塑人機交互的范式。不同技術(shù)路線各放異彩，如百川奔涌，歸于造福人類的星辰大海。

仍需翻越技術(shù)倫理高山

盡管腦機接口技術(shù)已取得重大突破，但要真正普及應(yīng)用，仍需跨越技術(shù)與倫理的雙重險峰。

以最先進的語音解碼系統(tǒng)為例，雖然能將患者原本模糊不清的語音識別準(zhǔn)確率顯著提高，但43.75%的單詞錯誤率表明，其距離實現(xiàn)自然流暢的溝通仍有差距。

技術(shù)層面尚存諸多其他挑戰(zhàn)：如何從“指令響應(yīng)”升級為“自由表達”？如何降低植入創(chuàng)傷、提升長期穩(wěn)定性和兼容性？這些問題的解決程度，將決定該技術(shù)能否從實驗室走向廣闊的現(xiàn)實應(yīng)用場景。

與此同時，隱私與安全防護亦不容忽視。承載人類思維活動的神經(jīng)數(shù)據(jù)，需要比金融系統(tǒng)更嚴(yán)密的保護機制。而解碼神經(jīng)信號的人工智能算法，則需像精通多國語言的翻譯官，能準(zhǔn)確理解不同使用者、不同狀況下的“思維方言”。