之江實驗室國際領先的腦機融合技術 許你怎樣的夢幻未來？

腦機融合是在人與外部設備間創建的直接信息連接通路。

一方面，將大腦信號轉化為機器可識別的信號，實現對機器的有效控制。

另一方面，將外部設備信號轉化為大腦可識別信號，從外部對大腦進行直接幹預。

馬斯克認為，腦機融合技術可大幅提高人機互動速度，有望最終解決「人機共生」問題。

之江實驗室特聘專家、浙江大學教授王躍明介紹說，智能方面人與機器各有所長——

機器能在1000萬張人臉裡識別出一張人臉，人就做不到；

人在推理情感方面，機器也做不到。

把各有所長的兩者互補，實現腦機相互融合，達到生物智能與機器智能的融合。

現在的人工智慧基本上是從機器運轉的模式去模仿智能，所謂「深度學習」並沒有類似人腦的運作方式。

類腦是模仿大腦的運轉方式來模擬大腦，這是實現智能的另外一種方式。

20世紀20年代科學家發現腦電波後，對腦機融合的探索就已開始，目前較成熟的應用主要集中在神經康復和輔助醫學領域，如人工耳蝸，在重症醫學領域的應用還十分有限。

近年來，隨著人工智慧等技術的發展，腦機融合在多個領域開展了應用嘗試，比如——

機器翻譯、意念控制機械臂、腦控電子遊戲。

目前，實現腦機融合的路徑主要分為——

侵入式、非侵入式、半侵入式。

侵入式：將腦電波檢測電極植入大腦，這樣採集到的腦信號強且穩定，但會對人體造成創傷；

非侵入式：通過可穿戴腦電波檢測設備獲取信號，對人體無傷害，但信號穩定性弱、速度慢、正確率低、穿戴不便。

半侵入式：優缺點介於上述兩者之間。

馬斯克希望在這兩條路徑間找到最優平衡：儘可能的低損傷和高效信號傳輸。

腦機融合近幾年大熱，成為資本追捧的大風口。去年夏天，臉書投資的「語音解碼器」研究發布成果引發關注。

馬斯克此次展示的腦機接口技術，有三隻實驗小豬——

第一隻在兩個月前被植入了腦機接口設備；

第二隻未植入任何設備；

第三隻曾植入過腦機接口設備、後被取出。

當植入了設備的小豬的口鼻碰觸到物體時，設備會獲取神經元發射的信號，在顯示屏上呈現點狀圖像並發出聲音，顯示它的大腦信號可實時被採集。而植入設備後又取出的小豬表現得非常健康，與普通小豬無異。

這次展示的亮點在於——

實驗動物從去年的大鼠升級為小豬，後者與人類更相似；

植入物很小，僅有硬幣大小；

手術全過程僅一小時，並可「當天出院」。

現有的技術，觀測模態比較單一，光成像、電成像與磁共振很難共同使用，同時，觀測大腦變化非常困難。

浙江大學計算機科學與技術學院教授潘綱介紹說，之江實驗室的大腦觀測與腦機融合科研裝置，實現光、電、磁、聲等多模態並用的大腦觀測與調控，能比較精準地呈現從微米到釐米、從微秒到生命周期的大腦活動過程，實現輸入-讀出的實時反饋。

該項目以 7T 核磁共振為核心，融合光、電、聲等非侵入/半侵入/侵入式腦信息讀出與腦行為調控手段，通過聚焦超聲、電極陣列等前沿技術，實現多模態 7T 磁兼容的腦觀測與調控。

據王躍明說，馬斯克8月展示的產品解析度很高，但只能做一個非常小的區域，很難做到跨腦區；之江實驗室的技術既可以觀察大腦局部，也可以觀察全腦。

這可以幹什麼事情呢？

第一，可以支撐腦科學研究，多維度、多模態地觀測大腦。

第二，為現有的腦疾病提供了更廣泛的方案，可極大降低藥品的副作用。

第三，更有利於開發類腦計算機。

首先，需要基礎科學進展。

我們對於大腦的了解還遠遠不夠，「讀懂」腦信號很難。如果得不出準確的數學模型，後續的軟體設計、應用開發等就缺乏可靠基礎。

第二，需要關鍵技術突破。

腦機對接、腦機交互、腦機融合三個發展階段，當前正由第一階段向第二階段過渡，主要瓶頸包括傳感精度低、集成計算效率差、編解碼能力弱、互適應手段少等。

第三，需要更多實驗和數據。

這類技術通常要先以猴子為實驗對象，然後才能以截癱病人進行臨床試驗，但目前全球只有少數團隊能做猴子實驗，能做臨床試驗的機構更是屈指可數。

第四，安全風險不容忽視。

電極植入、信號輸入或輸出的過程，都有可能造成腦部傷害；而腦電波信息收集和使用，有可能涉及對個人隱私的侵犯等。

第五，倫理問題也需要規範化。

有專家提出，使用腦機融合技術至少應遵循知情同意、患者自主性和必要性原則，以及對人有利、不會對他人和社會造成傷害等原則。