腦機接口(BCI)無疑是當下最熱門的前沿科技話題之一。近日，馬斯克旗下腦機接口公司Neuralink展示他們最新的研究進展，將各界對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“院士報告廳”，中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)副校長鄭海榮，為觀眾做了一場“腦機接口與生物智能”的演講。

鄭海榮在“院士報告廳”發(fā)表演講

鄭海榮認為，腦機接口是掌握未來人工智能最高形態(tài)的重要抓手，也是解決未來重大醫(yī)療需求的關(guān)鍵路徑。基于其兼具變革性與顛覆性的雙重特征，亟需科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界及國家戰(zhàn)略層面的協(xié)同關(guān)注與投入。

最需要腦機接口的領(lǐng)域

“人類大腦就是一個生物的宇宙，我們外面是一個物理的宇宙。如何把生物的宇宙和物理的宇宙連接起來，這是重要的科學(xué)命題。”鄭海榮說。

他以科幻電影《阿凡達》中通過意念駕馭飛龍的場景為引，闡釋了腦機接口技術(shù)“讀取”大腦神經(jīng)信號并“寫入”反饋指令以實現(xiàn)控制的核心原理。

鄭海榮指出，當前腦機接口研究的核心目標之一，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動或感覺功能——這正是BCI技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用方向。

他進一步強調(diào)，腦機接口技術(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)信息的精準解碼與翻譯技術(shù)；高效、安全的無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控（即“寫入”）技術(shù)。

在鄭海榮看來，醫(yī)療、教育和智能駕駛是最需要腦機接口的應(yīng)用領(lǐng)域。有了這項技術(shù)，無人駕駛將真正實現(xiàn)，讀書不再需要死記硬背，疾病診治將更加準確容易。對人類而言，最重要的事將是訓(xùn)練大腦活性。

“腦機接口未來發(fā)展的重點不在于硬件材料，而在于對神經(jīng)功能連接的理解、神經(jīng)信息的翻譯，和無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控寫入技術(shù)。”鄭海榮認為，沿著這個方向，腦機接口技術(shù)可能率先在醫(yī)療康復(fù)上實現(xiàn)突破。比如，對于視聽殘疾人和中風(fēng)偏癱病人，借助腦機接口技術(shù)，可能實現(xiàn)視聽感知、運動指揮信號和大腦的重新連接，從而恢復(fù)視覺、聽覺和運動功能。

不看好侵入式腦機接口技術(shù)

鄭海榮判斷，作為人工智能的核心突破方向，生物智能與腦機接口技術(shù)將深度重塑未來產(chǎn)業(yè)形態(tài)、科學(xué)范式與社會結(jié)構(gòu)。

近期，國內(nèi)多個科研團隊宣布腦機接口進入臨床階段，能夠幫助患者重建肢體運動功能，并取得了積極進展。對此，鄭海榮指出，當前腦機接口仍以科學(xué)研究為主，科學(xué)研究以原理驗證和可行性探索為核心目標，要將腦機接口技術(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)歷嚴格的臨床驗證過程，確保其對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公司在侵入式腦機接口的臨床推進方面較為領(lǐng)先，已實現(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。

鄭海榮認為，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)漫長進化形成的精密免疫防御機制，會對植入的異物產(chǎn)生排異反應(yīng)，導(dǎo)致電極性能隨時間顯著下降甚至失效。因此，開發(fā)無須開顱手術(shù)、具有更高生物安全性的非侵入式腦機接口技術(shù)，通過外部設(shè)備解讀和翻譯神經(jīng)信號以實現(xiàn)控制，是目前重要的研究方向和理想目標。

人工智能可能的演進路徑（圖片來自鄭海榮演講材料）

當前，人工智能已深度融入人類社會，尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域推動著基因解碼、藥物研發(fā)及精準診療的革命性突破。展望未來，鄭海榮認為，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：數(shù)據(jù)智能依托算力與算法挖掘信息價值；物理智能賦予機器感知與行動能力；而生物智能將通過腦機接口實現(xiàn)人機智能深度融合，最終構(gòu)建無創(chuàng)腦際通信——以神經(jīng)信號直連替代傳統(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。

幾個有意思的問題

在演講現(xiàn)場，有觀眾提問：人類大腦有830億~860億個神經(jīng)元，而現(xiàn)在臨床上最多只能同時采集1000個通道的信息，如此巨大的差距意味著腦機接口技術(shù)面臨怎樣的挑戰(zhàn)和機遇？

對此，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。在理解單個神經(jīng)元的特征時，是用電極記錄幾十個、幾百個、幾千個神經(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。”

又有觀眾提問：人類似乎并不能完全掌控自己的大腦，有時候可能產(chǎn)生一些不好的想法，比如暴力沖動。腦機接口將如何過濾這些噪音信號，避免出現(xiàn)錯誤的行為？對此，鄭海榮表示，大腦是一個需要馴化、教育、引導(dǎo)的生物體。從技術(shù)層面講，未來腦機接口肯定會有一個非常成熟、安全的技術(shù)體系，以確保它運行在技術(shù)向善的軌道上。當然，對它的監(jiān)管十分重要，國家在這塊也非常強調(diào)。

接著這個話題，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抗了，照此趨勢，未來人工智能把人類滅掉的可能性有多大？

這個問題引來一陣笑聲，鄭海榮也莞爾一笑，隨即嚴肅回答：“人工智能可能產(chǎn)生強大的威力，如果操作不慎，將對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。因為只有生物控制的人工智能，也就是我們大腦控制的人工智能，才是可以有效降服的。”

“未來一定要讓‘腦’控制‘機’，而不能讓‘機’控制‘腦’。所以大模型的監(jiān)管規(guī)則非常重要，我覺得對這塊要有非常謹慎的態(tài)度。”鄭海榮最后說。

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