脑机接口是一项充满未来想象的技术。科技界“网红”马斯克旗下的神经科学公司Neuralink就一直在研发脑机接口技术，据报道，该公司的脑机接口系统将最早于2020年开始对人类进行临床试验。

近日，斯坦福大学和伦敦大学学院(UCL)等的研究人员也开发了一种新的方法，可以在一定范围内精确记录大脑活动。

这项技术可能会应用于新的医疗设备，帮助截肢者、瘫痪者或患有运动神经元疾病等神经疾病的人。

发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项针对老鼠的研究，开发出了一种精确且可扩展的方法，可以同时记录大范围(包括表层和深层)的大脑活动。

利用最新的电子和工程技术，这种新设备结合了硅芯片技术和超细微型电线，比人的头发还要细15倍。

这些电线非常细，它们可以被植入大脑深处，而不会造成严重的损伤。除了能够准确监测大脑活动，该设备还可以将电信号注入大脑的精确区域。

“这项技术为神经科学研究之外的许多激动人心的未来发展奠定了基础。这可能会带来一种能将大脑信号传递给机器的技术，比如帮助截肢患者控制假肢握手或站立。”

伦敦大学学院(UCL)神经科学教授Andreas Schaefer表示:“比如在运动神经元疾病中，当神经元受损、无法自我激发时，这项技术也可以在大脑中产生电信号。”

当该设备连接到大脑时，来自活跃神经元的电信号通过附近的微导线传到硅芯片上，在硅芯片上对数据进行处理和分析，显示大脑的哪些区域是活跃的。

研究人员确保该设备的设计可以根据动物的大小方便地进行缩放，一只老鼠需要几百根电线，而较大的哺乳动物需要超过10万根。这是该设备的一个关键特性，因为这意味着它在未来有可能被用于人类。

联席作者Mihaly Kollo说：“记录大脑活动的一个伟大挑战，特别是在更深层的区域，如何让电线，或称之为电极，在不会引起很多组织损伤或出血的适当位置。我们的方法通过使用足够薄的电极来克服这个问题。”

“另一个挑战是记录许多神经元的活动，这些神经元在三维空间中以复杂的形状层层分布。同样，我们的方法提供了一种解决方案，因为这些导线可以很容易地排列成任何3D形状。”

侵入式与非侵入式之争

研究人员们这次提出的脑机连接方案其实与Neuralink所给出的类似。据此前报道，Neuralink的脑机接口系统也是采用粗细只有4至6微米、比人类头发丝还细的柔性电线，这些电线由特制的外科机器人插入大脑中。

为此，Neuralink将不得不采用钻孔的方式在头骨上打洞。尽管Neuralink给出的数据是，仅需4个直径为8毫米的微小孔洞，还有着高端光学设备、镜片和计算机视觉软件等种种高科技设备来尽量减少对大脑的损伤，但这种侵入式手术始终需要较高的医学知识，有着脑部感染的风险，在应用上也有所局限。

另一些人则给出了较为安全的非侵入式脑机接口技术的选项。2019年7月，卡内基梅隆大学与明尼苏达大学合作，利用无创神经成像技术和机器学习技术研发了一种新型脑机接口技术。实验中，人类受试者以无创的方式控制机械臂，机械臂以一条平滑、连续的路径跟踪计算机屏幕上的光标。

与马斯克相反，另一位科技大佬、Facebook的创始人扎克伯格就更偏向于非侵入式一侧。在2019年外媒The Verge发布的一份泄露的文字记录中，扎克伯格与Facebook员工讨论了他们的想法，称：“我认为作为增强现实和虚拟现实的一部分，我们会有手接口和语音接口、甚至还有脑接口……但这不会以一种侵入式的方式进行。”

为此，Facebook也收购了EMG手势识别和神经接口公司CTRL-labs。

比起马斯克屡放豪言，甚至声称自己的长期目标是让人类与人工智能相互融合，Facebook就显得低调许多，也“实际”许多：CTRL-labs的技术有望在未来几年内率先应用于AR/VR领域，可能会与一种穿戴式设备集成。

我们有望在不久的将来就能在某些科技界新品中看到这些技术的身影——可能只是一次小打小闹，也可能是一个全新时代到来的遥远的预兆。

参考文献：