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中科院深圳先进院李骁健:意念精确操控并非无法实现,但落地普及还需十几年

2023-06-15 17:13:37 来源:搜狐科技

搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第四期,对话中国科学院深圳先进技术研究院、深港脑科学创新研究院正高级工程师,脑机智能融合技术公司微灵医疗创始人李骁健。

嘉宾简介


(资料图)

李骁健博士毕业于中国科学院生物物理研究所,2010至2018年间曾先后在美国佐治亚医学院、美国西北大学芬博格医学院从事视觉和运动系统的植入式脑机接口技术研究。他在脑机接口方面的主要研究内容包括动态脑神经信息高通量采集技术、神经环路解析和解码技术以及神经调控新技术。标志性成果包括在国内率先贯通了植入式脑机接口全栈技术链,在国际上率先开发并持续引领了基于光纳米技术的非遗传神经遥控方法。

划重点:

1、意念操控落地普及,如果是给病人用,可能在5年之内或10年之内就能实现;但如果连健康人也用,可能还要十几二十年。

2、脑机接口这几年有火起来的趋势,主要在于有技术托底,脑科学研究也有提升,动物研究也比较多,起到互相促进的作用。

3、大脑本身就是一个非常巨大的模型,脑机接口可以帮助建立类脑的大模型,而AI大模型能够帮助分析采集出来的大脑数据,提取出有用的信息,两者可以协同促进、共同发展。

4、Neuralink获批人体试验并不在于技术上有多大的革新,而是在于美国FDA对于Neuralink的积极帮助,推动植入器械安全合规化,为进入临床阶段提供了可能。

5、脑机接口不是传统学科,甚至还没有形成学科,它是学科交叉,但并不是交叉学科,更需要有探索和开拓精神。

出品 | 搜狐科技

作者 | 梁昌均 钟昕格

在潘多拉星球上,下身瘫痪的前海军战士杰克·萨利躺在密封舱中,通过头上戴着的复杂设备,利用意念操控人造的混血阿凡达。

在拯救地球的过程中,科学家进行着数字生命实验,通过连接大脑的芯片,将思维意识上传到计算机,人靠意念指挥着机器人、机械臂等。

这些在电影《阿凡达》《流浪地球2》中关于意念操控的科幻故事,并非是天马行空的幻想,借助脑机接口这一技术正在逐渐变为现实。

中国科学院深圳先进技术研究院正高级工程师、微灵医疗创始人李骁健近日在与搜狐科技独家对话中表示,植入式脑机接口已在动物研究上证明,只要在脑内提取到信号,就比较容易把脑内信息提前解读出来。

在李骁健看来,意念操控的超能力并非无法实现,但要真正落地,还面临不少挑战。他表示,植入式脑机接口需要把传感器放入脑内,可以更容易和更准确地获取脑信息,但目前面临严格的监管,不大可能给正常健康人使用。

但他预计,意念操控可能还要十几二十年才能走进人类生活。“如果给病人用,可能在10年之内、5年之内就可以,如果连健康人也用的话,普及时间则会更长。”

意念操控的意念其实是脑电信号,且背后的脑机接口技术并非新鲜概念。1924年,德国医生汉斯·贝格尔首次发现并无创记录脑电信号,开启了人们对大脑与脑机接口的探索。

近年来,中外研究团队多次在动物身上开展脑机接口实验。不久前,南开大学研究团队完成了全球首例非人灵长类动物(猴)介入式脑机接口试验——双手被绑住的猴子,通过意念操纵机械臂运动实现进食。

最新的突破是,马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink在此前将芯片植入小猪和猴子大脑进行试验后,近日已获准进行人体临床试验。

李骁健认为,Neuralink获准人体临床并不在于技术上有多大革新,而在于其推动植入器械安全合规化,为进入临床阶段提供了可能。他也表示,人体试验可能会存在排异反应、伦理冲击、影响参与者健康等风险。

但在很长一段时间内,脑机接口给外界的感觉就如同空中楼阁,看不到应用落地的可能。李骁健解释称,除严格监管外,人类本身对大脑了解不多,植入式脑机接口对传感器的要求很高,同时脑信息的解析能力有待提高等都是影响这一技术普及的因素。

但他也表示,这几年脑机接口有火起来的趋势,主要原因在于有技术托底,能够实现脑机接口装置。同时,脑科学研究也在提升,动物研究也比较多,起到了借鉴和互相促进作用。

比如对于如火如荼的AI大模型,李骁健就认为,脑机接口可以帮助建立类脑大模型,而AI大模型能帮助分析采集出来的大脑数据,提取出有用的信息,两者可以协同促进、共同发展。

作为学科交叉属性显著的领域,脑机接口涉及脑科学、神经科学、生物科学、信息科学、材料和工程科学等诸多学科。李骁健强调到,脑机接口还没有形成学科,它是学科交叉,并不是交叉学科。

这也决定了它的研究发展需要来自多个学科研究背景的人才。李骁健就提到,团队会倾向引入人工智能、电子工程,甚至纳米技术等方面的人才,更重要的是要有探索开拓、自主学习的精神。

以下为对话实录(经编辑整理):

搜狐科技:近期美国有研究团队发现,GPT人工智能大模型感知语音的准确率可高达82%。现阶段对于人脑信息的识别准确度是否真的能达到这么高?

李骁健:这采用的是无创技术,比如功能性磁共振成像(FMRI),可以采集到人脑信息和状态。这种技术自身也有较大的局限性,空间精确度不是很高,时间上也不是很快。这个研究关注的是语言,GPT这种预训练生成模型通过关键词可以从无到有地编一些东西,这在脑机接口、回归算法上也会用得到。

搜狐科技:未来读心术的超能力是不是有望真的去实现?

李骁健:我们做的植入式脑机接口,把传感器放在脑内,这在几十年前动物研究上已经证明,比如说猴子,在它想做的动作之前,已经提前一秒钟从脑内采集到这个信息,其实都是先想好然后再做。只要是在脑内提取到信号,还是比较容易把它提前解读出来。

搜狐科技:对于解码大脑的技术,它是否会有偷走人类隐私信息的可能?

李骁健:这有一定可能性,所以早期这方面的监管非常严格。美国已经开始植入式脑机接口,FDA专门出了指南规定。这方面也很强调信息获取的限制,各国政府都会比较积极地去制定法规,来限制技术滥用。任何先进前沿技术都有点类似双刃剑,关键看它怎么样发挥好的地方,能够控制住它可能的不良的滥用。

搜狐科技:《流浪地球》中意念控制机械臂,意念操控是博人眼球的噱头,还是说真的可以规模落地实现的技术?

李骁健:我们从脑内获取的信号,可以进行比较精确的控制,这种是脑控。《流浪地球》里展示的是通过无创、穿戴方式采集的脑信号,实际上不能做到精确控制,比较简单的任务,比如说确定位置,比较容易实现。

搜狐科技:目前这方面的实现难点有哪些?

李骁健:植入式脑机接口虽然采得准,但目前需要把传感器放到脑子里,它属于三类的植入式医疗器械的管理范畴,所以目前这种方式不大可能给正常健康人使用,一般都是给残疾人,来帮助他恢复正常生活。当然穿戴式健康人也可以随意使用,但因为隔着头皮颅骨,特别是颅骨,它是绝缘性质,有一种低通滤波器,导致脑内采集的信号非常少,采集的信息不大能进行精确的控制。GPT这种模型可以帮它促进脑控信息的真实意图,提高它的准确率。

搜狐科技:未来意念操控它离完全走进我们的人类生活还要多久?

李骁健:可能还要十几二十年。如果是给病人用的话,可能在10年之内、5年之内就可以,如果是连健康人也用的话,普及时间可能还会长一些。

搜狐科技:脑机接口研究实际上已经有很多年,业内质疑发展有点缓慢,对此您怎么看?

李骁健:缓慢的主要原因在于,毕竟是从大脑内采集信息,前提就是对大脑要有了解。植入式要求传感器足够微小,否则大脑会有比较大的损伤。还有采集的脑信息,需要一定算力,才能把它解析出来,变成真正的信息。

不同国家监管力度不一样,中国现在还没有批准。植入式脑机接口是强制监管,不是说想创新就允许去做临床,这也是为什么这些年它没有太大普及开的原因。

但脑机接口这几年感觉有火起来的趋势,主要在于有技术托底,比如微纳加工技术、微电子技术、人工智能等,能够实现脑机接口装置。这些年脑科学研究对大脑的基本功能和理解上也有提升,动物研究也比较多,给了比较好的参考和借鉴意义,也在互相促进。

搜狐科技:谈到技术,现在AI大模型发展如火如荼,脑机接口跟它能碰撞出怎样的火花?

李骁健:大脑本身就是一个非常巨大的模型,只不过现在还被完全没有解读出来。脑机接口可以提取大脑信息,然后获得这些数据,去帮助建立类脑的大模型。人工智能大模型能够帮助分析采集出来的大脑数据,提取出有用的信息,两者可以互相协同促进、共同发展。

搜狐科技:马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink近日获准进行人体临床试验,您这么看?

李骁健:这对植入式脑机接口技术发展来说有积极的价值,以前用培养细胞、小老鼠做的试验从严格意义上来说不能算脑机接口的范畴。脑机接口不仅是采集信号,更重要的是交互,而交互要求试验对象的大脑必需足够聪明,能与计算机有真正信息的沟通。

Neuralink此次获得FDA批准的关键点并不在于技术上有多大的革新,而是在于美国FDA对于Neuralink的积极帮助,推动植入器械安全合规化,为进入临床阶段提供了可能。

搜狐科技:相较动物试验,脑机接口进行人体临床有哪些风险问题?

李骁健:从医生和手术角度看,这倒不是什么太大的风险。美国二十多年来陆续邀请志愿者参与植入试验,现在来说风险已经微乎其微了。但医疗领域不同于消费电子,本身比较忌讳革新,每一次革新意味着给患者带来更多不确定性的风险。

脑机接口人体试验的难点主要在于两个方面,其一是人类相较于小动物排异反应更猛烈,人体可能对于一些药物和电机的反应不明显。另一个难点在于打破伦理观念,需要人类逐渐接受试验手术。此外,人体试验可能会对试验参与者存在健康影响风险,风险主要在于设备被植入大脑后能否固定住,以及后期摘除过程对大脑可能造成的损伤。

搜狐科技:从您脑接接口领域来看,作为教师和科学家,需要具备哪些能力和素质?

李骁健:脑机接口属于学科大交叉的领域,我属于非主流的科研人员,很多学科都有涉猎,不是在某一个领域做深耕。我的学生来自多个学科研究背景,大家相互学习,很多时候我也需要向学生们学习。

搜狐科技:您在招募研究团队的时候,主要看是哪些专业背景?

李骁健:我所在单位是脑研究所,做脑科学研究的可能生物背景多一些,招的时候更倾向于人工智能、电子工程,甚至包括纳米技术。脑机接口技术链的相关人员都可以参与进来,学生学科背景比较宽泛。

搜狐科技:除专业背景之外,您在招募人才的时候还有哪些方面的考量?

李骁健:更重要的就是要有探索精神。脑机接口不是传统学科,甚至还没有形成学科,它是学科交叉,但并不是交叉学科,所以需要很愿意自主学习、愿意探索、有开拓精神的学生,或者动手能力强的学生。

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