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脑机接口真的能否实现?

传感器技术 来源:传感器技术 2023-06-07 12:56 次阅读

比较搞笑的一件事情,马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink,宣布已获得美国食品药品监督管理局(FDA)的批准,将启动植入式脑信号采集的人体临床研究。

而就在去年12月,Neuralink还因为在猪和猴身上做实验,涉嫌违反《动物福利法》,遭到美国有关部门的调查。

这充分说明,人不如狗啊……

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脑机接口,十多年前就陆陆续续收到过不少bp,有做信号采集的,有号称做脑机交互的,也有应用于临床治疗的……在最近几年,因为元宇宙的巨大想象空间,让大家又把这个终极的人机交互方式,放在了聚光灯下。

在元宇宙的终极逻辑下,谁敢保证我们当下生活的世界,不是缸中之脑?

对于脑机接口,我一直有个说服不了自己的悖论,如果人类连人脑意识和意图的工作机理都没有弄清楚,如何实现人脑的信息处理?

就如同今天上午,我一边费着脑细胞,一般研究脑细胞的工作原理,看似懂了,其实又没懂,我在敲下这这段文字的时候,意识流是如何形成的,并如何转化为我的关节指尖的机械动能?

不过年初大火的ChatGPT,似乎从另一个角度,指出了我的这种偏见的狭隘性。ChatGPT,为什么喂进去海量的数据,就能靠暴力地方式,训练出一个逻辑性如此强大的硅基大脑?背后的运行机制和原理,可能到目前都没有人说得清楚,就像一个奇点来临的时刻。

科学向来就是一个黑盒子,很少有哪些领域,可以依据严格的理论支撑,能够按图索骥地去实现新发现。新材料合成是如此的,药物研发也是如此,不断地尝试,不断地摸索,总能碰运气式地找到一个突破点。

虽然很多宣传稿中,时不时就会出现某些公司的突破,号称能够实现意识和思维的文字化,但实际上稍微鉴别一下,还是掺杂了不少水分在里面的。就像早些年央视播出的脑控小白鼠一样,从演示画面看,说不清是脑电还是肌电,反正小白鼠是被电得不轻。

就比如大家最喜欢谈的脑控打字,可以帮助瘫痪者或者行动不便者,通过大脑想象去打字,究其本质,跟霍金曾经打字的原理并无本质的差别,都是通过虚拟键盘,不管是手指、眨眼、肌肉运动、脑电波,来操纵光标运动,选择字母键。

到目前看,大脑也还是一个黑盒子。

从按照信息流向的角度,脑机接口技术的应用场景分为脑状态检测、神经调控和对外交互三类,类似于通信领域的单向或者双向通信。

脑->外部设备:外部设备接受脑传来的命令,根据大脑的命令来触发相应的行为,主要应用于协助行动不便的人的行为。

外部设备->脑:外部设备根据外部环境,发送信号到脑,用于人类大脑的意识重建。比如盲人感知色彩、聋哑人听觉回复、无手臂残疾人触觉重建等等。

脑<->外部设备:即双向脑机接口,允许脑和外部设备间的双向信息交换,既可以通过大脑控制外部设备,又可以进行感觉和意识的重建。

但这些的前提,就是能够读懂大脑的意识。

信号是信号,意识是意识。信号可以通过植入式或者非植入式的方式来采集,但是信号的解码,也就是解码大脑的意识信息,复杂程度可能远远超出我们想象,大脑的意识、意图与响应活动千变万化,对于不同的意识、意图、动作,所需要处理的信息也不同,就跟人工智能的各种垂域场景一样。

这在脑机接口技术里面,被归类为解码范式,来表征对预定义的大脑意图的编码方案。将与大脑意图对应的大脑信号,可检测、可采集、可区分、可理解,从而实现对大脑意图的数字化理解。范式也是垂域的,比如已经出现的脑机接口范式,有运动想象范式、稳态视觉诱发电位范式、P300 范式……最好理解的就是运动想象范式,用于识别大脑对身体零部件运动的控制意图。

但是,不同人的大脑工作机理是完全一致的么?就像同样是特斯拉自动驾驶算法,放在不同的车型上面,放在比亚迪的车上面,肯定不适用。

总不能为每一个人都单独个性化训练一个模型吧?比如前几年发表在《自然》期刊上的一项研究,科学家首次成功解码了手写的脑信号,读懂了“意图手写”的动作。身体不动,只要想象自己脑海里有一只手在写字,屏幕上就写出来了……不过实际效果一般,而且样本量很少,只在一个人身上试验过,而且模型对其他人的效果也是未知的。

一提到脑机接口,大家普遍想象的就是“读心术”,意识的解码比较吸引眼球而已,但实际上距离尚远,人类总喜欢给自己制造焦虑,就像ChatGPT刚一推出来,话都讲不利索的时候,人们就已经担心硅基生命统治地球了……

目前国内也出现了一众的脑机接口创业公司,不过大都瞄着可商业化落地的医疗健康领域:

比如刚刚拿到融资的柔灵科技,主打非侵入式脑机接口,应用于睡眠监测、干预;

比如脑虎科技,微创侵入式高通量柔性脑机接口,应用于神经、精神系统疾病的检查诊断、筛查监护、治疗与康复;

比如星愿智能,基于头皮脑电信号(EEG)与心率变异性(HRV),利用脑机接口等可穿戴设备,对精神疾病进行辅助诊疗与筛查;

比如博睿康,医疗级脑电设备,应用于癫痫、脑肿瘤、脑血管病等疾病的诊断与监护……

编辑:黄飞

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原文标题:脑机接口,距离读心术还有多远?

文章出处:【微信号:WW_CGQJS,微信公众号:传感器技术】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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