腦機接口是一項充滿未來想象的技術。科技界“網紅”馬斯克旗下的神經科學公司Neuralink就一直在研發腦機接口技術，據報道，該公司的腦機接口系統將最早於2020年開始對人類進行臨床試驗。
近日，斯坦福大學和倫敦大學學院(UCL)等的研究人員也開發了一種新的方法，可以在一定範圍內精確記錄大腦活動。
這項技術可能會應用於新的醫療設備，幫助截肢者、癱瘓者或患有運動神經元疾病等神經疾病的人。
發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上的一項針對老鼠的研究，開發出了一種精確且可擴展的方法，可以同時記錄大範圍(包括表層和深層)的大腦活動。
利用最新的電子和工程技術，這種新設備結合了硅芯片技術和超細微型電線，比人的頭髮還要細15倍。
這些電線非常細，它們可以被植入大腦深處，而不會造成嚴重的損傷。除了能夠準確監測大腦活動，該設備還可以將電信號注入大腦的精確區域。
“這項技術為神經科學研究之外的許多激動人心的未來發展奠定了基礎。這可能會帶來一種能將大腦信號傳遞給機器的技術，比如幫助截肢患者控制假肢握手或站立。”
倫敦大學學院(UCL)神經科學教授Andreas Schaefer表示:“比如在運動神經元疾病中，當神經元受損、無法自我激發時，這項技術也可以在大腦中產生電信號。”
當該設備連接到大腦時，來自活躍神經元的電信號通過附近的微導線傳到硅芯片上，在硅芯片上對數據進行處理和分析，顯示大腦的哪些區域是活躍的。
研究人員確保該設備的設計可以根據動物的大小方便地進行縮放，一隻老鼠需要幾百根電線，而較大的哺乳動物需要超過10萬根。這是該設備的一個關鍵特性，因為這意味著它在未來有可能被用於人類。
聯席作者Mihaly Kollo說：“記錄大腦活動的一個偉大挑戰，特別是在更深層的區域，如何讓電線，或稱之為電極，在不會引起很多組織損傷或出血的適當位置。我們的方法通過使用足夠薄的電極來克服這個問題。”
“另一個挑戰是記錄許多神經元的活動，這些神經元在三維空間中以複雜的形狀層層分佈。同樣，我們的方法提供了一種解決方案，因為這些導線可以很容易地排列成任何3D形狀。”
侵入式與非侵入式之爭
研究人員們這次提出的腦機連接方案其實與Neuralink所給出的類似。據此前報道，Neuralink的腦機接口系統也是採用粗細只有4至6微米、比人類頭髮絲還細的柔性電線，這些電線由特製的外科機器人插入大腦中。
為此，Neuralink將不得不採用鑽孔的方式在頭骨上打洞。儘管Neuralink給出的數據是，僅需4個直徑為8毫米的微小孔洞，還有著高端光學設備、鏡片和計算機視覺軟件等種種高科技設備來儘量減少對大腦的損傷，但這種侵入式手術始終需要較高的醫學知識，有著腦部感染的風險，在應用上也有所侷限。
另一些人則給出了較為安全的非侵入式腦機接口技術的選項。2019年7月，卡內基梅隆大學與明尼蘇達大學合作，利用無創神經成像技術和機器學習技術研發了一種新型腦機接口技術。實驗中，人類受試者以無創的方式控制機械臂，機械臂以一條平滑、連續的路徑跟蹤計算機屏幕上的光標。
與馬斯克相反，另一位科技大佬、Facebook的創始人扎克伯格就更偏向於非侵入式一側。在2019年外媒The Verge發佈的一份洩露的文字記錄中，扎克伯格與Facebook員工討論了他們的想法，稱：“我認為作為增強現實和虛擬現實的一部分，我們會有手接口和語音接口、甚至還有腦接口……但這不會以一種侵入式的方式進行。”
為此，Facebook也收購了EMG手勢識別和神經接口公司CTRL-labs。
比起馬斯克屢放豪言，甚至聲稱自己的長期目標是讓人類與人工智能相互融合，Facebook就顯得低調許多，也“實際”許多：CTRL-labs的技術有望在未來幾年內率先應用於AR/VR領域，可能會與一種穿戴式設備集成。
我們有望在不久的將來就能在某些科技界新品中看到這些技術的身影——可能只是一次小打小鬧，也可能是一個全新時代到來的遙遠的預兆。
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