如果脑袋上多了几根蚕丝蛋白，别误解它们是什么植发，这是人工智能脑机新接口

转自：上观新闻

听到脑机接口（bci）这个词，是不是有一种脑袋上被插入usb接口的意思？那么，插什么、插哪里、怎么插呢？

高级货来了！9月2日，在2022世界人工智能大会（waic）开出的脑机接口赛道方向主题论坛上，脑科学相关院士、院长及企业创始人给出“人工智能+人脑智能=？”的结果，充满了想象空间。

事实上，脑机接口不只是临床上或者科幻片里的“硬连接”——如果谁的脑袋上多了几根蚕丝蛋白，别误解它们是什么防秃植发，这就是最先进的人工智能脑机接口。

【插什么】

一位长期卧床不起、无法自主活动的患者，“躺平”在病床上，他忽然想喝橙汁……而就在他“想”的那一刻，只见病房里的服务机器人，正将一杯橙汁递到他的嘴边。在“脑·机智能融合-让大脑连接未来”主题论坛上，中国科学院上海分院院长胡金波带来的脑机愿景，其实已经在国内国外部分实现。从马斯克让猴子用意念打电子游戏，到《自然》公布人类“意念打字”做到99%准确率，这些场景均成现实。

关键在于，人脑的信号靠什么传递给机器？解放日报·上观新闻记者了解到，主要靠3种电极与脑电波“接线” ：硅基硬质电极、血管电极、柔性电极。材料方面，与中科院上海微系统与信息技术研究所联合组队的脑虎科技则掌握一门独门技术——中国传统材料蚕丝蛋白包裹电极微创植入技术。

基于天然抗菌且可控降解的这种生物蛋白，就能开发出微创开颅、可自动躲避血管、可自愈的电极微创植入技术。脑虎科技创始人兼ceo彭雷透露，利用蚕丝蛋白把电极柔软的表面固化，让电极的硬度介于血管和脑组织之间，才能方便植入。

而植入完成后，蚕丝蛋白便会溶解，逐渐恢复之前的柔软。“电极顺应性和脑组织比较接近，在运动过程中，电极与脑组织直接保持相对静止，不易引发炎症，”他表示，“亚毫米级的植入创口，也让创口更小，恢复更快。”

【插哪里】

脑机接口已成为当前脑科学和人工智能领域最活跃的研究方向。不过，人脑作为宇宙中迄今发现的最复杂物件，拥有超过800亿个神经元，加之这些神经细胞上的无数突触，其海量计算潜能亟待可持续开发。

人们常说“脑海”，在这片智慧大海中，形如发丝的脑机接口“连线”到底插哪儿合适，其实也有点大海捞针的意思。对此，复旦大学附属华山医院院长、中华医学会神经外科分会候任主任毛颖，颇有实践经验。

毛颖告诉同行，在被称为“清醒手术”或“唤醒手术”的脑外科手术中，他们让接受手术患者的大脑保持着清醒状态，而且还请她念唐诗、哼小曲，通过柔性皮层电极反馈出的脑电信号，精准定位与语言、音乐等相关的具体脑区。由此，在某些手术后，这些脑区的功能可以尽量保留，不受损伤或破坏。

同样，以逆向验证的方法，手术医生可以针刺等方式刺激患者的手部、足部等部位，在相应的脑功能区收到脑电刺激反馈，这样的定位准确率可以超过86%。有意思的是，经临床研究，尽管负责语言功能的大脑皮层大体位置已知，但操汉语和英语的不同人群，其语言皮层的分布也略有不同。

【怎么插】

深层设置脑机开口，一定程度上必须开颅，这对于非治疗应用而言，让不少人有点心惊肉跳。因此，脑机接口的发展方向，不仅要求类似摩尔定律一样的高通量“通讯”，也不仅要求从一周、一月到一年甚至更长的“长期在体”，而且要求“低创伤”。

作为英国皇家工程院院士，上海交通大学医疗机器人研究院院长杨广中带领团队，也正在研制电极装配与植入机器人。他表示，神经介入机器人已在各国发展出多型，相比于其他科的手术机器人，它们不但需要5到6个灵活自由度，更需要从毫米级精度进入亚微米级、微米级甚至纳米级。

这就要求神经介入机器人实现微驱动、微传感、微制造、微控制，杨广中认为其中的关键是新材料，而且这种材料最好与核磁共振医学影像能够兼容，也就是说，可以不受核磁共振影响，在介入过程中做到实时高精的影像“直播”。目前，上海交大神经介入机器人团队可以实现60毫米的时间分辨率与1.17毫米的空间分辨率。

专家认为，通过脑机接口这一通道，人脑智能（hi）可与人工智能（ai）发展出交互、共生乃至“数字孪生”的关系，其应用不止于让病人变为正常人，而可能让正常人变为“超人”，前景必然超乎意料。

本文作者：徐瑞哲

题图来源：徐瑞哲 摄

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