精度與安全，似乎是腦機介面的兩難選擇——如何在最低限度損傷大腦和最大限度利用大腦之間達到平衡，是腦機介面技術的核心挑戰
當機器一步步深入人類的大腦，諸如我還是我嗎、機器還是機器嗎、人類還是人類嗎等人機關係的討論，將持續不斷
文 |《瞭望》新聞周刊記者 朱涵
腦機介面的技術爆發期正在到來。
6月中旬，一項來自東南大學等機構的研究表明，科學家利用非侵入式的腦機介面，實現了用意念控制超材料，並將意念遠程傳輸。該成果在《光：快訊》發表後，旋即引發關注。
意念控制是影視作品中經久不衰的經典場景。從中國武俠劇中的御劍飛行，到電影《阿麗塔》中人機融合極為普遍的未來世界，無不折射著人類對通過機器拓展能力邊界的期待。
腦機介面技術讓意念控制不再止於想像、科幻。據了解，作為生命科學和信息技術交叉融合的前沿顛覆性技術，腦機介面歷經近50年發展，已經走過科學幻想和概念驗證階段，正逐漸通過臨床研究應用於癲癇等腦部疾病治療，以及讓視障人士「重返」光明，讓殘障人士、癱瘓病人重新獲得運動能力等。
腦機介面實現更多的科學想像，還有待技術的突破。但可以肯定的是，連接人腦與電腦的步伐正越來越快。
面對腦機介面這一充滿未來感的研究，以及可能的人機共生時代，人們想要知道：腦機介面技術的應用邊界在哪裡？「打開」大腦後，我們是否會被外界控制？人類的大腦應該被「傳輸」嗎？
幻想照進現實
腦機介面技術是一種在腦與外部設備之間建立通訊和控制通道，用腦的生物電信號直接操控外部設備，或以外部刺激調控腦的活動，從而增強、改善和延伸大腦功能的技術。
該技術探索始於20世紀70年代。近50年來，全球不少高校、研究機構、企業等紛紛布局腦機介面，從科學原理、技術優化、臨床轉化、商業應用等方面快速推進。
腦機介面之所以令眾多研究者孜孜以求，在於它被認為既是神經修復最有效的工具，是目前解決癱瘓、中風、帕金森病等患者神經功能受損的有效手段，此外它還是全面解析認識大腦的核心關鍵技術，是國際腦科學最前沿研究的重要工具。
眾所周知，大腦是人體最複雜的器官，也是理解自然和人類本身的「終極疆域」。大腦中，1000多億個神經元形成100多萬億個神經元連接，讓「讀懂」大腦成為世界性難題。
腦機介面的目的之一，即是讀取，乃至「讀懂」大腦信息。
據了解，腦機介面的技術流程主要分為採集和解讀腦電波兩步，解讀腦電波是搭建腦機介面系統的關鍵環節。
受訪專家表示，腦電波的解讀過程非常繁瑣，需要事先在腦信號與思維任務之間建立映射模型。腦機介面系統則利用映射模型，實時處理在線記錄的腦電信號並將其轉化為機器指令，從而控制外部設備。與此同時，大腦實時接收腦機介面的反饋結果。
在信號採集方面，根據腦電信號採集器件是否需要植入人腦，腦機介面可分為侵入式（植入人腦）和非侵入式（覆蓋在頭皮上）兩類。
通常而言，侵入式腦機介面獲取的信號質量較高，信號解讀更為精準。21世紀以來，隨著神經科學、計算科學、材料科學的進步，侵入式腦機介面技術成為全球研究的熱點和難點。
近年，美國匹茲堡大學、加州理工學院等多個研究團隊已成功通過侵入式腦機介面，讓癱瘓病人用大腦直接控制機械手完成抓握、攪拌動作，將腦電波直接轉化成文字和語音等。
國內的腦機介面研究也在醫療健康等領域取得一定成果。2020年，浙江大學團隊完成我國首例侵入式腦機介面的臨床轉化研究，一名72歲的高位截癱患者通過腦機介面控制機械臂，重獲進食、握手等運動能力。
「每一個微小動作的背後，都是信號發送、傳輸和解碼等一系列複雜的過程。」浙江大學醫學院附屬第二醫院神經外科主任張建民說。
精度與安全：腦機介面的兩難選擇
腦機介面承載著患者功能康復、提升生活質量等的期望，但其技術本身仍有諸多需要完善之處。
張建民介紹，任何一項基礎醫學的最終目的都是為病人解決實際問題。腦機介面研究對偏癱、失語患者的臨床治療和康復具有重要意義，但相關技術要真正應用到現實生活，還要克服一些技術瓶頸。比如如何解決植入電極後信號衰減、如何最大限度避免晶元植入對大腦的損傷等。
據了解，大腦植入電極後一段時間，電極會被膠質細胞包裹，監測到的神經元活動越來越少甚至消失。美國公開資料顯示，腦機介面最常使用的電極是猶他電極，其植入腦部後的壽命大約在2～5年。此後，若要維持腦機介面功能，就要重新植入電極，這也意味著患者將經歷再次手術的風險。
晶元植入對大腦的損傷同樣不容小覷。侵入式腦機介面能深入採集神經信號，獲取更多高質量腦電信號，但對人體有創傷、排異風險高，可能帶來手術傷害和長期植入風險、設備生理排斥安全風險、信號傳輸或軟體演算法導致失誤的風險等。
如果採用相對溫和、安全的非侵入式技術路線，則可能很難實現腦電信號的持續、穩定、精準捕捉。
「如果把人類大腦想像成一個在歌劇院演出的合唱團，每一位成員都是一個神經細胞，那麼使用非侵入式腦機介面技術，相當於讓觀眾在歌劇院門外聽大合唱，觀眾沒法聽清某一個歌唱家的聲音。」浙江大學求是高等研究院教授許科帝說。
精度與安全，似乎是腦機介面的兩難選擇——如何在最低限度損傷大腦和最大限度利用大腦之間達到平衡，是腦機介面技術的核心挑戰。
一名高位截癱患者通過腦機介面控制機械臂，重獲進食、握手等運動能力（2020年1月攝） 盧紹慶攝
誰將擁有大腦信號
人們對腦機介面技術的猶疑，並不只是人身安全。腦機介面還面臨隱私泄露、操縱思維等法律倫理困境。人們的疑問包括：如果腦機介面設備被大規模使用，誰將擁有我們的大腦信號？又有誰有權讀寫，甚至篡改大腦信號？
2020年，在葡萄牙里斯本舉辦的歐洲最大科技會議「網路峰會」上，神經權利倡導組織「莫寧賽德小組」（Morningside Group）發起者、美國哥倫比亞大學教授拉斐爾·尤斯特（Rafael Yuste）表示，從深層大腦刺激到可穿戴儀器等腦科學技術進步，使外力操縱人類大腦的可能性越來越大。
研究人員已經證實，通過大腦成像和神經信號可以判斷思維，進而干預行為。美國科學家2013年發表論文稱，可以從大腦活動中推斷出人們的政治觀點，比如區分民主黨和共和黨。
在動物實驗方面，浙江大學的研究人員發現，刺激大腦的特定區域能夠改變動物的行為。例如讓動物變得更具攻擊性，或是改變動物行進路線等。
在商業領域，一些檢測大腦活動的可穿戴設備，也已經能夠用來追蹤情緒、情感或判斷精神狀態。例如由美國公司開發的「XWave」耳機，已被允許插入蘋果手機並讀取腦電波。該產品稱能通過頭骨額頭的表面，檢測微弱的腦波信號，並把這些模擬信號轉換成數字信號，從而探測到注意力和冥想水平。
學者們擔憂，腦電信號包含健康狀況、生活經歷、財產婚戀、社會關係、信仰心理等隱私信息，具有「讀心」能力的腦機介面技術，容易導致數據、隱私等的泄露。
360集團董事長兼CEO周鴻禕在接受媒體採訪時明確表示，腦機介面有可能打開了「潘多拉魔盒」，主張「人類應該嚴格限制腦機介面的使用範圍。」
此外，腦機介面技術還可能帶來操縱思維等倫理挑戰。
北京大學哲學系教授陳少峰認為，通過腦機介面對人的身體、意向、記憶和情感進行生理性直接操控而產生的因果性影響是史無前例的，這使從客觀視角甄別自主決策或機器決策成為困難。腦信號的商業化分析，可能讓企業得以通過解碼用戶神經信號反向操縱用戶的思想傾向和購買選擇等。
陳少峰進而表示：「是否仍應該讓渡一部分決策權給腦機介面演算法，如何判定行為主體是受自身支配還是受設備支配？當用戶腦信號與機器演算法結果衝突時，最終仲裁者是誰？在道德和法律層面都需要重新界定。」
腦機介面技術的倫理影響，還包括技術增強、賦能人類等的邊界探討。
有專家認為，腦機介面技術一旦成熟，人類將擁有一種嶄新的、電子化下的「超級力量」，沒有「外掛」的普通人可能處於競爭劣勢，使社會階層分化加劇。這一數字鴻溝能被人們接受嗎？
如何避免「科林格里奇困境」
學界、業界對腦機介面的種種法律倫理疑慮，反映出腦機介面相關立法規制的滯後。
這是一個世界性難題。據媒體報道，西班牙、美國、法國、阿根廷等都已開始研究這一問題，一些國家已經推進有針對性的相關立法。比如2021年，智利立法者通過一項法律，確立了個人身份、自由意志和精神隱私權，成為世界上第一個對可以操縱大腦的神經技術進行立法的國家。
2022年2月，公安部第三研究所網路安全法律研究中心與360集團法務中心共同發布的《全球網路安全政策法律發展年度報告（2021）》預測，全球網路安全政策立法的七大態勢之一，就是「量子計算、腦機介面等領域將進入法律規制視野」。
據腦電企業回車科技CEO易昊翔介紹，在隱私保護方面，回車科技提出了一些行業規範。比如在任何條件下，技術使用權和數據所有權屬於用戶；服務商必須在提供服務前獲取用戶書面許可，不可存儲下載涉及用戶個人信息的任何數據等，但目前這些還是企業自發行為。
而在陳少峰看來，「只有在投入廣泛應用之前實施倫理解決方案並設立技術紅線，才能避免進入『亡羊』亦無法『補牢』的『科林格里奇困境』。」
「科林格里奇困境」是英國技術哲學家大衛·科林格里奇1980年在《技術的社會控制》中提出的觀點。它是指一項技術的社會後果不能在技術生命的早期被預料到。然而，當不希望的後果被發現時，技術卻往往已經成為整個經濟和社會結構的一部分，以至於對它的控制十分困難。
從這個意義上，陳少峰呼籲建立健全技術安全性原則、腦隱私保護原則、自主決策原則、分配正義原則和政策保障原則，有助於客觀理性地看待腦機介面技術為人類帶來的風險與收益，推動其以合倫理性的方式全面健康發展。
大腦應該被「傳輸」嗎
在法律倫理之外，當機器一步步深入人類的大腦，腦機介面的發展還橫亘著人機關係的命題。
「腦機介面需要通過電極搜集並讀取大腦的電信號，這些信號形成了一個原始的數據集。在一些實驗標註相關信號含義的基礎上，我們可以利用機器學習演算法『讀取』相關的記憶內容。」浙江大學馬克思主義學院教授潘恩榮說。
有學者認為，未來腦機介面或許能夠成為超越智能手機的智能終端，引領人類走向人機融合。
受訪專家表示，腦機介面及腦機智能，將深刻改變現有人工智慧過於側重模仿腦的現狀，產生兼具腦-機優勢的智能，改變現有思維、交流及生產方式，替代人類未來部分生產、生活、學習甚至思維，有可能對科技、工業、經濟及社會產生深遠影響。
換言之，當計算機成為人類思維的一部分，人類的自我概念可能受到挑戰。
可以預見，隨著腦機介面技術的發展，諸如我還是我嗎、機器還是機器嗎、人類還是人類嗎等人機關係的討論，將持續不斷。
比如腦深度電刺激技術（Deep Brain Stimulation，DBS），它是將電極插入患者大腦中，通過電流刺激抑制異常的局部神經活動，常常用於強迫症、癲癇、抑鬱症等的治療。但隨即就有觀點提出：通過改變神經活動使一個重度抑鬱者重新快樂起來，這種快樂還是真正的快樂嗎？■
