腦機暗戰(zhàn)：硅谷在“開顱”，深圳已量產(chǎn)

www.help-services.cn 2019-07-30 09:25

　　來源：界面新聞

　　記者 | 林騰余曉晨

　　“我看過科學家給猴子做開顱腦機手術(shù)，隔著一扇玻璃，都能聽見鐺得一聲巨響，那是把頭骨撞一個洞的聲音，我們鄙視侵入式的腦機方案。”BrainCo創(chuàng)始人韓璧丞對界面新聞記者說。

　　韓璧丞是哈佛大學腦科學中心博士，也是腦機接口公司BrainCo的創(chuàng)始人。他拿著一款頭戴式的腦機產(chǎn)品，只要三個點貼合頭顱，大腦信息就能在系統(tǒng)中展現(xiàn)。在他的公司里，這項技術(shù)正用于注意力的提升以及假肢的研發(fā)。

　　就在一周前，馬斯克的腦機研究公司Neuralink有了突破性的進展，它通過“線”（threads）”，“縫線機器人”，“芯片”，三者結(jié)合，將控制系統(tǒng)塞入頭顱之內(nèi)。雖然創(chuàng)傷程度已經(jīng)大大減少，但即便如此，這個裝置還是需要使用激光束來刺穿頭骨。按照馬斯克的預計，這套設備已經(jīng)在老鼠上進行了實驗，預計在明年第二季度進行人體試驗。

　　幾乎在同一個時期，韓璧丞公司的腦機產(chǎn)品已經(jīng)開始了量產(chǎn)，并且獲得數(shù)十萬臺產(chǎn)品訂單。目前兩款產(chǎn)品已經(jīng)投入了市場：一個是幫助學生提升專注力的頭環(huán)，而另一個是為殘疾人提供的肌電控制的智能假肢。

　　跟馬斯克的Neuralink最大的不同點在于，韓璧丞公司的產(chǎn)品全程不需要開顱，無創(chuàng)傷。

　　腦機接口（brain-computer interface，BCI）指的是通過一種獨特設備連接計算機和大腦，使人類可以從外部調(diào)控人的生理活動。將大腦以某種形式與外部設備連接，實現(xiàn)腦電波信號與相關(guān)指令信號間的轉(zhuǎn)換。

　　目前腦機的技術(shù)分為了兩個流派：一個是非入侵式，即通過外置設備來獲得大腦不同區(qū)域電流活動，通常是通過腦電帽接觸頭皮的方式，間接獲取大腦皮層神經(jīng)信號，另一個是侵入式，破開顱骨，將接口植入到顱腔內(nèi)，來接收神經(jīng)元信號。

　　而馬斯克與韓璧丞正對應著這兩個截然不同的技術(shù)流派，鈴村愛里在這背后，都集結(jié)了大量的頂尖腦科學家。

　　“我們跟侵入式之間互相鄙視了很久，他們覺得我們信號不準，我們覺得他們走入了死胡同�！表n璧丞說。

　　一方是為了獲取本源大腦信號而正在不斷改進的“開顱”工藝，另一方是正在投入產(chǎn)業(yè)應用的算法方案。誰才是控制大腦的主力軍？人類未來大腦的世界里，一場技術(shù)標準之戰(zhàn)正在暗流涌動。

　　技術(shù)之爭

　　韓璧丞今年30出頭，還曾與特斯拉的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克（Elon Musk）一同被美國媒體評為腦機接口領域五位創(chuàng)新者之一。

　　2011年，韓璧丞去美國研究腦科學時，發(fā)現(xiàn)在美國，這個技術(shù)已經(jīng)分成兩個非常明顯的學派：一個是以哈佛，麻省理工（MIT），布朗大學等美國東部的學院為主的學院派，他們主張非侵入式，而另一邊則是美國西部科技公司為主的激進派，主張侵入式獲取大腦信號，馬斯克的Neuralink是最有知名度的代表。

　　2019年7月，卡內(nèi)基梅隆大學與明尼蘇達大學合作，研究人員利用無創(chuàng)神經(jīng)成像技術(shù)和機器學習技術(shù)研發(fā)了一種新型腦機接口。實驗中，使用新型腦機接口的人類受試者以無創(chuàng)的方式控制機械臂，機械臂以一條平滑，連續(xù)的路徑跟蹤計算機屏幕上的光標。

　　非侵入式學派認為，侵入式可能100年內(nèi)正常人都不會選擇接受，因為付出的代價并非每個人所能承受的。

　　一方面，侵入式的整個手術(shù)周期和過程非常的復雜，而且令人感到恐怖，且開顱手術(shù)也有相當高的風險。據(jù)澳大利亞新南威爾士一所醫(yī)院的數(shù)據(jù)，在其71個癲癇手術(shù)前植入電極的人中，死亡2例，死亡率達2.8%。

　　另一方面，人體有排異反應，任何放到人體里面的東西都會結(jié)膜，結(jié)膜之后信號就會急速衰減。?句話說，即便通過手術(shù)將芯片插進了大腦，但很可能過一段時間就失效了，還需要拿出來再放回去。

　　但侵入式的學派則認為，大腦有860億-1000億個神經(jīng)元，這些神經(jīng)元對應無比復雜神經(jīng)網(wǎng)絡，所以只有獲取到本源的信號，才能進行有效的應用。

　　“舉個例子，比如說現(xiàn)在有很多人想偷聽我們講話，我在玻璃外面聽，當然有些減損和噪音，但是可以通過大量算法識別還原到相當好的程度。另一種為了拿到本源的數(shù)據(jù)，要拿一個機器在房間里鑿開一個洞，破壞了這個環(huán)境之后，其實他已經(jīng)不能像之前一樣說話了�！表n璧丞說。

　　韓璧丞堅定地認為，即便馬斯克的最新技術(shù)不會讓人感覺這么血腥，但是70微米的設備，扎進去之后也一定會破壞大量神經(jīng)元。

　　一個有意思的事情是，在學術(shù)界，只要侵入式流派發(fā)布了最新的技術(shù)進展，非侵入式則會立刻跟進，對外宣布非侵入式也能通過算法做相同的應用。

　　“我們公司內(nèi)部定的策略也很簡單，馬斯克想用侵入式的方法讓大腦控制手機，鼠標，鍵盤，我們也會讓一千人通過訓練，通過非侵入式的方法，同樣控制這些設備。”韓璧丞說。

　　三點連接大腦

　　在深圳南山科技園的北邊，韓璧丞已經(jīng)建立了腦機產(chǎn)品研發(fā)基地，殘疾人和學生絡繹不絕地來到這里進行訓練或參觀。

　　BrianCo介紹，公司收獲了包括Boston Angel Club，中國電子，騰訊聯(lián)合創(chuàng)始人曾李青的德迅資本，光大控股，鼎暉投資在內(nèi)的諸多投資機構(gòu)的青睞。

　　但即便是技術(shù)相對成熟的非侵入式，其發(fā)展也不是一蹴而就。

　　腦電是一個正負為微伏的非常微弱的電信號，因此如果非侵入式設備要采到高精度腦電，常規(guī)做法是需要先把頭發(fā)洗一下，然后需要涂上像牙膏一樣的導電膏，測試完之后再洗頭。

　　“我們最開始做研究的時候每天都要洗兩次頭，一年洗了大概800多次頭。”韓璧丞說。

　　要讓非侵入式腦機真正普及，便捷的導電材料是核心的技術(shù)關(guān)卡。只有讓大家不用洗頭涂上電膏的同時也能采集高清信號，腦機才能真正讓大眾接受。

　　因此在接下來的三年時間里，韓璧丞與他的團隊只做了一件事：研究腦電信號檢測材料。

　　在迭代了十幾款材料之后，他們終于發(fā)明了一種固態(tài)凝膠電極，這個固態(tài)凝膠電極可以脫離導電膏，采到非常高精度的腦電信息，精準度可到達醫(yī)療級。

　　按照BrainCo的說法，現(xiàn)在這個產(chǎn)品已經(jīng)被海外廣泛使用，包括美國宇航局NASA，美國的奧林匹克運動隊和意大利的方程式賽車隊等等。

　　腦機的商業(yè)未來

　　不可否認的是，相比需要進行外科手術(shù)的侵入式腦機，非侵入式的技術(shù)的確有更高的接受度，也得以更快的量產(chǎn)。但問題在于，哪個行業(yè)才最適合腦機呢？

　　一名腦機行業(yè)人士對界面新聞記者預測，只要是大腦可以控制的產(chǎn)業(yè)，都可以成為腦機未來的生意，因此這是一個龐大而充滿誘惑力的市場。

　　剛開始，年輕的韓璧丞開發(fā)的都是讓人感到酷炫的產(chǎn)品。比如腦控無人機，腦控車，腦控各類家電，腦控機械手等，但他最后發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)品根本沒有人愿意買單。

　　事情的轉(zhuǎn)機來自于一名腦科學研究者對韓璧丞說的一番話：“一個班級中，第一名和最后一名不是智商的差距，而是學習效率和大腦專注力的差距，有沒有什么辦法可以解決這個問題�！�

　　這個需求讓韓璧丞茅塞頓開。

　　BrainCo腦科學專家楊錦陳說，神經(jīng)反饋訓練技術(shù)是基于腦科學和行為科學學習理論發(fā)展起來的一種安全，非侵入式的改善大腦功能和結(jié)構(gòu)的方法。恰當運用神經(jīng)反饋訓練，可以有效提升大腦功能或者治療腦疾病引起的腦功能損傷。神經(jīng)反饋訓練領域進行了大量的基礎研究和臨床試驗，在提升認知能力和任務績效，治療注意缺陷與多動綜合癥 (ADHD，俗稱多動癥)，自閉癥，認知老化等方面都積累了大量證據(jù)，取得了許多成果。

　　在這樣的理論支持下，公司開始研發(fā)幫助學生提高學習效率的腦機接口頭環(huán)，只要三點接觸，即可獲得精準的腦機信號。BrainCo官方稱，這個產(chǎn)品已獲得數(shù)十萬臺產(chǎn)品訂單，目前的產(chǎn)品銷售觸達4個大洲的15個國家和地區(qū)，是腦機接口領域銷售數(shù)量最高的產(chǎn)品。

　　另一個產(chǎn)業(yè)方向是智能假肢。中國殘疾人聯(lián)合會的數(shù)據(jù)顯示，中國殘疾人總數(shù)為8502萬人，城鎮(zhèn)殘疾人可支配收入在15000元左右，農(nóng)村殘疾人士則更低。中國的假肢市場并不完善，幾乎沒有肢體殘疾人去佩戴有意識控制的智能假肢，原因在于，這些智能假肢的價格需要50萬-60萬人民幣，已嚴重超出他們的承受范圍。

　　其次，在提供假肢的公司中，德國企業(yè)奧索，奧托博克等占了大多數(shù)市場份額。這些公司主要將產(chǎn)品銷售給歐洲和美國受傷的士兵，鈴村愛里這一塊龐大的生意讓他們放棄了平民市場。

　　韓璧丞說，傳統(tǒng)的智能假肢是用肌肉信號控制，但是從大腦里面出來的信號會更加準確，信息量更好，但同時又不可能給殘疾人每天頭上再帶一個東西。因此他們尋找到了大腦和肌肉信號的關(guān)聯(lián)度，最終形成一個簡易的假肢。如今BrainCo的計劃是，研發(fā)出準確度更高的假肢，并將成本降到10萬人民幣以內(nèi)。