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科創(chuàng)院士談 | 鄭海榮:一定要讓“腦”控制“機(jī)”,而不是“機(jī)”控制“腦”
腦機(jī)接口(BCI)無(wú)疑是當(dāng)下最熱門的前沿科技話題之一。近日,馬斯克旗下腦機(jī)接口公司Neuralink展示他們最新的研究進(jìn)展,將各界對(duì)這一話題的討論推向新的高潮。
在此背景下,6月30日上午,在位于河套深港科技創(chuàng)新合作區(qū)的深圳創(chuàng)新發(fā)展研究院“院士報(bào)告廳”,中國(guó)科學(xué)院院士、南京大學(xué)副校長(zhǎng)鄭海榮,為觀眾做了一場(chǎng)“腦機(jī)接口與生物智能”的演講。
鄭海榮認(rèn)為,腦機(jī)接口是掌握未來(lái)人工智能最高形態(tài)的重要抓手,也是解決未來(lái)重大醫(yī)療需求的關(guān)鍵路徑?;谄浼婢咦兏镄耘c顛覆性的雙重特征,亟需科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界及國(guó)家戰(zhàn)略層面的協(xié)同關(guān)注與投入。
最需要腦機(jī)接口的領(lǐng)域
“人類大腦就是一個(gè)生物的宇宙,我們外面是一個(gè)物理的宇宙。如何把生物的宇宙和物理的宇宙連接起來(lái),這是重要的科學(xué)命題?!编嵑s說。
他以科幻電影《阿凡達(dá)》中通過意念駕馭飛龍的場(chǎng)景為引,闡釋了腦機(jī)接口技術(shù)“讀取”大腦神經(jīng)信號(hào)并“寫入”反饋指令以實(shí)現(xiàn)控制的核心原理。
鄭海榮指出,當(dāng)前腦機(jī)接口研究的核心目標(biāo)之一,是深入解析大腦的功能特征,尤其是與疾病相關(guān)的神經(jīng)機(jī)制。例如,通過植入式裝置,有望幫助中風(fēng)患者或失明人士重建因疾病受損的運(yùn)動(dòng)或感覺功能——這正是BCI技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用方向。
他進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),腦機(jī)接口技術(shù)的下一代突破,不僅依賴于新型電極材料和器件的開發(fā),更需在以下關(guān)鍵領(lǐng)域取得進(jìn)展:包括跨尺度神經(jīng)生物學(xué)的深入理解;復(fù)雜神經(jīng)信息的精準(zhǔn)解碼與翻譯技術(shù);高效、安全的無(wú)創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控(即“寫入”)技術(shù)。
在鄭海榮看來(lái),醫(yī)療、教育和智能駕駛是最需要腦機(jī)接口的應(yīng)用領(lǐng)域。有了這項(xiàng)技術(shù),無(wú)人駕駛將真正實(shí)現(xiàn),讀書不再需要死記硬背,疾病診治將更加準(zhǔn)確容易。對(duì)人類而言,最重要的事將是訓(xùn)練大腦活性。
“腦機(jī)接口未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)不在于硬件材料,而在于對(duì)神經(jīng)功能連接的理解、神經(jīng)信息的翻譯,和無(wú)創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控寫入技術(shù)?!编嵑s認(rèn)為,沿著這個(gè)方向,腦機(jī)接口技術(shù)可能率先在醫(yī)療康復(fù)上實(shí)現(xiàn)突破。比如,對(duì)于視聽殘疾人和中風(fēng)偏癱病人,借助腦機(jī)接口技術(shù),可能實(shí)現(xiàn)視聽感知、運(yùn)動(dòng)指揮信號(hào)和大腦的重新連接,從而恢復(fù)視覺、聽覺和運(yùn)動(dòng)功能。
不看好侵入式腦機(jī)接口技術(shù)
鄭海榮判斷,作為人工智能的核心突破方向,生物智能與腦機(jī)接口技術(shù)將深度重塑未來(lái)產(chǎn)業(yè)形態(tài)、科學(xué)范式與社會(huì)結(jié)構(gòu)。
近期,國(guó)內(nèi)多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)宣布腦機(jī)接口進(jìn)入臨床階段,能夠幫助患者重建肢體運(yùn)動(dòng)功能,并取得了積極進(jìn)展。對(duì)此,鄭海榮指出,當(dāng)前腦機(jī)接口仍以科學(xué)研究為主,科學(xué)研究以原理驗(yàn)證和可行性探索為核心目標(biāo),要將腦機(jī)接口技術(shù)轉(zhuǎn)化為安全、有效且可推廣的臨床診療方案,仍需克服重大技術(shù)挑戰(zhàn),并經(jīng)歷嚴(yán)格的臨床驗(yàn)證過程,確保其對(duì)廣泛患者群體的適用性和安全性。
在全球范圍內(nèi),馬斯克旗下Neuralink公司在侵入式腦機(jī)接口的臨床推進(jìn)方面較為領(lǐng)先,已實(shí)現(xiàn)脊髓損傷患者完成打字以及玩馬里奧賽車等復(fù)雜任務(wù)。然而,侵入式腦機(jī)接口是有創(chuàng)的,電極使用壽命有限,并且只能解讀電極所接觸腦區(qū)的信號(hào)。
鄭海榮認(rèn)為,侵入式電極面臨的核心挑戰(zhàn)在于生物相容性。人腦歷經(jīng)漫長(zhǎng)進(jìn)化形成的精密免疫防御機(jī)制,會(huì)對(duì)植入的異物產(chǎn)生排異反應(yīng),導(dǎo)致電極性能隨時(shí)間顯著下降甚至失效。因此,開發(fā)無(wú)須開顱手術(shù)、具有更高生物安全性的非侵入式腦機(jī)接口技術(shù),通過外部設(shè)備解讀和翻譯神經(jīng)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)控制,是目前重要的研究方向和理想目標(biāo)。

人工智能可能的演進(jìn)路徑(圖片來(lái)自鄭海榮演講材料)
當(dāng)前,人工智能已深度融入人類社會(huì),尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域推動(dòng)著基因解碼、藥物研發(fā)及精準(zhǔn)診療的革命性突破。展望未來(lái),鄭海榮認(rèn)為,人工智能將沿著“數(shù)據(jù)智能→物理智能→生物智能”的路徑演進(jìn):數(shù)據(jù)智能依托算力與算法挖掘信息價(jià)值;物理智能賦予機(jī)器感知與行動(dòng)能力;而生物智能將通過腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能深度融合,最終構(gòu)建無(wú)創(chuàng)腦際通信——以神經(jīng)信號(hào)直連替代傳統(tǒng)通訊(如電話/微信),成為生命體間信息自由交互的終極載體。
幾個(gè)有意思的問題
在演講現(xiàn)場(chǎng),有觀眾提問:人類大腦有830億~860億個(gè)神經(jīng)元,而現(xiàn)在臨床上最多只能同時(shí)采集1000個(gè)通道的信息,如此巨大的差距意味著腦機(jī)接口技術(shù)面臨怎樣的挑戰(zhàn)和機(jī)遇?
對(duì)此,鄭海榮回答:“的確,我們現(xiàn)在還是盲人摸象似地、非常片面地去理解人類大腦。在理解單個(gè)神經(jīng)元的特征時(shí),是用電極記錄幾十個(gè)、幾百個(gè)、幾千個(gè)神經(jīng)元的信息。為了更好地理解大腦,我覺得可以發(fā)展一種宏觀分析的方式,比如成像,這種方式可能更容易理解混沌中的確定性、定量性?!?/p>
又有觀眾提問:人類似乎并不能完全掌控自己的大腦,有時(shí)候可能產(chǎn)生一些不好的想法,比如暴力沖動(dòng)。腦機(jī)接口將如何過濾這些噪音信號(hào),避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的行為?對(duì)此,鄭海榮表示,大腦是一個(gè)需要馴化、教育、引導(dǎo)的生物體。從技術(shù)層面講,未來(lái)腦機(jī)接口肯定會(huì)有一個(gè)非常成熟、安全的技術(shù)體系,以確保它運(yùn)行在技術(shù)向善的軌道上。當(dāng)然,對(duì)它的監(jiān)管十分重要,國(guó)家在這塊也非常強(qiáng)調(diào)。
接著這個(gè)話題,有觀眾繼續(xù)問:據(jù)說現(xiàn)在人工智能已開始跟人體博弈對(duì)抗了,照此趨勢(shì),未來(lái)人工智能把人類滅掉的可能性有多大?
這個(gè)問題引來(lái)一陣笑聲,鄭海榮也莞爾一笑,隨即嚴(yán)肅回答:“人工智能可能產(chǎn)生強(qiáng)大的威力,如果操作不慎,將對(duì)人類造成很大的損害,這是可能的。這也是為什么我倡導(dǎo)要發(fā)展生物人工智能的原因。因?yàn)橹挥猩锟刂频娜斯ぶ悄?,也就是我們大腦控制的人工智能,才是可以有效降服的?!?/p>
“未來(lái)一定要讓‘腦’控制‘機(jī)’,而不能讓‘機(jī)’控制‘腦’。所以大模型的監(jiān)管規(guī)則非常重要,我覺得對(duì)這塊要有非常謹(jǐn)慎的態(tài)度?!编嵑s最后說。
(文章來(lái)源:第一財(cái)經(jīng))
(原標(biāo)題:科創(chuàng)院士談 | 鄭海榮:一定要讓“腦”控制“機(jī)”,而不是“機(jī)”控制“腦”)
(責(zé)任編輯:137)
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