前言：

隨著科技發(fā)展以及醫(yī)療需求的增加，腦機(jī)接口成為極具潛力的新興科技領(lǐng)域。隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷突破，意念控制與大腦讀寫將在不久的將來(lái)成為平常，對(duì)于殘疾人群體而言，意念控制技術(shù)的假肢出現(xiàn)，將讓這個(gè)世界更美好。

建立直接通路的意義重大

腦機(jī)接口（Brain-computerInterface）：通過傳感器提取頭皮上、大腦皮層上電場(chǎng)或磁場(chǎng)等信號(hào)、參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、分類和分析，最終控制體外設(shè)備對(duì)人體周邊環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)或改善的人機(jī)交互裝置。

腦機(jī)接口的重要性在于，其可在人或動(dòng)物腦（或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)備間建立起直接通路。

一方面，腦機(jī)設(shè)備可以將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)器可識(shí)別的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的有效控制；另一方面也可以接收來(lái)自機(jī)器的反饋，從外部實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦的干預(yù)。

這與腦科學(xué)的進(jìn)步密切相關(guān)

大腦屬于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，其包含了大約870億個(gè)神經(jīng)元，大腦時(shí)時(shí)刻刻接受來(lái)自視神經(jīng)、聽覺神經(jīng)以及周圍神經(jīng)系統(tǒng)傳送過來(lái)的信號(hào)。

大腦將這些信號(hào)進(jìn)行解析，并產(chǎn)生感覺，進(jìn)而對(duì)外在環(huán)境做出反應(yīng)形成運(yùn)動(dòng)信號(hào)，運(yùn)動(dòng)信號(hào)再通過脊髓傳達(dá)到周圍神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而控制肌肉控制人的身體，做出復(fù)雜/高級(jí)運(yùn)動(dòng)行為。

當(dāng)腦神經(jīng)開始處理信息時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁信號(hào)。當(dāng)神經(jīng)元傳達(dá)信號(hào)時(shí)，神經(jīng)元內(nèi)外的帶電離子流動(dòng)形成電流，電流到達(dá)突觸后激發(fā)化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)傳遞信號(hào)給下一個(gè)神經(jīng)元。

當(dāng)一定數(shù)量的神經(jīng)元像集成電路一樣一起工作時(shí)，就可以產(chǎn)生能被宏觀的電極所探測(cè)到的電磁信號(hào)。而電磁型號(hào)的變化，則反映出當(dāng)前皮層區(qū)域的活躍程度。

這些信號(hào)經(jīng)過放大，編譯變成了包含信息的信號(hào)。這樣研究人員就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用算法推測(cè)出大腦想表達(dá)的東西。

腦機(jī)接口具有五步金字塔功能

①修復(fù)殘障生理功能：腦機(jī)接口技術(shù)能夠?qū)堈先耸康男睦硪饽钷D(zhuǎn)化為行為，通過心念操作智能機(jī)器，機(jī)器代替人的功能，實(shí)現(xiàn)殘障功能修復(fù)。

②讓人類永遠(yuǎn)年輕充沛：腦機(jī)接口技術(shù)將改善大腦的運(yùn)營(yíng)，讓人總是處于精神和精力充沛的狀態(tài)，就像剛剛睡醒了一樣，做事能力和效率都是最好的狀態(tài)；像腦電圖機(jī)器接口能夠改善提升學(xué)習(xí)能力2－3倍。

③增強(qiáng)人類知識(shí)學(xué)習(xí)能力和科技創(chuàng)造能力：腦機(jī)知識(shí)強(qiáng)化，可以快速將海量知識(shí)強(qiáng)化輸入給人腦芯片，芯片對(duì)人腦進(jìn)行知識(shí)訓(xùn)練，使人類達(dá)到快速學(xué)習(xí)的理想模式；可以通過腦機(jī)接口技術(shù)，將人的意識(shí)、知識(shí)和文化等反向輸入給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)制和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)人的意識(shí)永生存在。

④無(wú)語(yǔ)言溝通：腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)了人與人、人與機(jī)器、人與宇宙一切意識(shí)存在的直接溝通，不需要經(jīng)過語(yǔ)言這種模糊性、概念性的媒介幫助。

⑤控制和管理AI新物種：腦機(jī)接口技術(shù)使人類具有了同一切AI智能物種打交道的意識(shí)交流工具，人類可以同AI新物種交流溝通，共同探索和平相處的方式方法，不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

Neuralink映射馬斯克的規(guī)劃

埃隆·馬斯克旗下腦機(jī)接口初創(chuàng)公司Neuralink研究已取得很大進(jìn)展，其非侵入性設(shè)備有望今年就在人體身上進(jìn)行測(cè)試，其稱“腦機(jī)接口為恢復(fù)感覺和運(yùn)動(dòng)功能以及治療神經(jīng)疾病提供了希望”。

馬斯克的終極目標(biāo)是將人腦下載到電腦中，實(shí)現(xiàn)腦機(jī)融合，開啟“超人認(rèn)知”的全新時(shí)代。

該公司的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了3000條在柔性線上的電極，這些柔性線直徑3在4-6μm，使用激光在人的頭骨上鉆孔，以將柔性電極引入大腦。目前電極可以植入老鼠的大腦中。

Neuralink或在一年內(nèi)完成人類大腦植入，原則上可以修復(fù)任何大腦問題，包括提升視力、恢復(fù)肢體功能、治療老年癡呆癥等。

Neuralink創(chuàng)建了“一種神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人”，該機(jī)器人能夠以每分鐘192個(gè)電極的速度將其自定義線程植入大腦，并開發(fā)了一種低功耗芯片來(lái)實(shí)時(shí)處理信號(hào)。

8個(gè)月過去了，馬斯克再次出現(xiàn)在大眾的眼前，宣布了更多的細(xì)節(jié)，該芯片有可能被用于恢復(fù)視力、聽力和肢體運(yùn)動(dòng)，此外還可以治療精神疾病，未來(lái)該設(shè)備將直接植入顱骨，通過電極線與大腦的某些區(qū)域進(jìn)行對(duì)接。

各維度市場(chǎng)規(guī)模均可觀

據(jù)聯(lián)合市場(chǎng)研究公司（AlliedMarketResearch）的數(shù)據(jù)顯示，2020年BCI市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⑦_(dá)到14.6億美元；

《報(bào)告與數(shù)據(jù)》（ReportandData）雜志則預(yù)測(cè)，到2026年，全球BCI市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到26.7億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為11.1%。

2019年，醫(yī)療終端占BCI市場(chǎng)最大份額，達(dá)到37.8%，其中又以北美地區(qū)份額最大，約占42.3%。有專家預(yù)計(jì)，未來(lái)BCI需求將大幅提升。

麥肯錫研究顯示，在接下來(lái)的10到20年中，腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)每年直接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)規(guī)模可達(dá)700—2000億美元。

如果從腦機(jī)接口可影響到的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，不論是醫(yī)療、教育還是消費(fèi)，都將帶來(lái)遠(yuǎn)超于十幾億美金的巨額市場(chǎng)空間，未來(lái)，BCI可在物聯(lián)網(wǎng)、電子游戲等多方面的應(yīng)用落地，這一市場(chǎng)前景非常廣闊。

還應(yīng)審慎面對(duì)未來(lái)

①除了感覺和運(yùn)動(dòng)，腦的其他功能由機(jī)器來(lái)取代會(huì)面臨很多困難與挑戰(zhàn)。感覺和運(yùn)動(dòng)都屬于腦的一般功能，定位明確，神經(jīng)回路相對(duì)簡(jiǎn)單，電極只要插入感覺皮層或運(yùn)動(dòng)皮層就可以輸入和輸出指令。

②諸如睡眠、學(xué)習(xí)、記憶、語(yǔ)言、注意、思維、推理、聯(lián)想、決策等都屬于腦的高級(jí)功能，需要很多核團(tuán)之間傳遞信號(hào)來(lái)完成。但腦的高級(jí)功能牽涉的神經(jīng)元數(shù)量龐大、定位分散，相關(guān)的神經(jīng)回路到目前為止都沒有研究清楚。

③在可預(yù)見的未來(lái)，腦機(jī)接口不可能真的做到傳輸思維，只有腦科學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，超越了現(xiàn)有的理論體系，傳輸思維才有可能成為現(xiàn)實(shí)。

④需要一個(gè)在大腦和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換的工作協(xié)議。到目前為止，只能從運(yùn)動(dòng)神經(jīng)得到最簡(jiǎn)單的命令，將計(jì)算機(jī)信息通過神經(jīng)接口直接輸入到大腦仍在研究中。

結(jié)尾：

人工智能的發(fā)展會(huì)給人類大腦的發(fā)展插上翅膀，在這一發(fā)展過程中也要密切關(guān)注其可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)并加以控制。但當(dāng)我們進(jìn)入一個(gè)全新的數(shù)字時(shí)代時(shí)，人類的弱點(diǎn)和局限性就開始被放大了。