腦機接口的商業(yè)化道路,還要走多遠多長(cháng)?
腦機接口,有時(shí)也被稱(chēng)為“大腦端口direct neural interface”,即“腦機融合感知brain-machine interface”,是一種直接連通人類(lèi)或動(dòng)物腦(或腦細胞培養物)與外界裝置之間的直接聯(lián)系。在單向的腦機接口中,電腦可以接收來(lái)自大腦的指令,也可以將信號傳送給大腦(比如,視頻重構),但是無(wú)法同時(shí)傳輸和接收這些信號。而雙向的腦機接口則可以讓大腦與外界的裝置進(jìn)行雙向的交流。
目前,腦機接口由淺入深的研究已經(jīng)進(jìn)行了40多年。從20世紀九十年代中期開(kāi)始,通過(guò)試驗得到的這方面的知識有了很大的提高。經(jīng)過(guò)多年的動(dòng)物試驗,研制和生產(chǎn)了一種適用于人類(lèi)的早期植入裝置,用以修復受損的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和肢體的活動(dòng)。這項研究的主要線(xiàn)索是,腦皮質(zhì)的異乎尋常的可塑性,這種可塑性與腦機界面相匹配,能夠像正常的肢體一樣,對植入的義肢進(jìn)行控制。隨著(zhù)科技和知識的進(jìn)步,腦機接口的研究先驅們有了很大的信心,他們可以用大腦和計算機界面來(lái)提高人類(lèi)的能力,而不是單純的恢復人類(lèi)的機能。這是一項只有在科學(xué)幻想中才會(huì )出現的技術(shù)。
近代以來(lái),早期Phillip Kennedy和他的同事們利用錐狀營(yíng)養性電極在猴子體內建立了首個(gè)皮質(zhì)內腦機接口;布朗大學(xué)的研究組于2006年成功地完成了第一個(gè)腦部活動(dòng)皮質(zhì)裝置的植入,該裝置可以用于操作鼠標;2008年,美國匹茲堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家宣布,通過(guò)腦機接口,猴子可以通過(guò)控制機器人手臂來(lái)進(jìn)食。這意味著(zhù),這項技術(shù)的發(fā)展,可以讓人類(lèi)直接把動(dòng)物的大腦和外界的儀器連接起來(lái),到了2022年,中國神經(jīng)外科將迎來(lái)一次重大的突破,一種可以提升手術(shù)精度,保護神經(jīng)功能的重要技術(shù),可以讓醫生更加準確地“看”到大腦的神經(jīng),保護大腦。
毋庸置疑的是,腦機接口技術(shù)的研發(fā)需要大量的資金投入和昂貴的技術(shù)設備支持,以及人類(lèi)對腦機接口目前研究時(shí)間尚短,尚處于培育期,但可預測的是,其研發(fā)成熟后所帶來(lái)的醫學(xué)、科技乃至社會(huì )的影響,必定是人類(lèi)探索史上的一重要研究發(fā)現。
醫學(xué)史上又一步的科技化,腦機接口凸顯優(yōu)勢
腦科學(xué)是當今世界科技領(lǐng)域中最主要的競爭力量,而腦部疾病給人類(lèi)帶來(lái)的巨大的醫療負擔也日益沉重。腦機接口、人工智能和微納傳感器方面的權威專(zhuān)家陶虎曾表示,他們已經(jīng)研發(fā)出了一種可免于開(kāi)顱手術(shù)的微創(chuàng )型的柔性腦機接口技術(shù),將作用于治療漸凍癥、截癱、失明、失語(yǔ)等臨床重要疾病。
雖然現在的技術(shù)還沒(méi)有科幻小說(shuō)中所說(shuō)的那么厲害,但近二十年來(lái),各國的實(shí)驗室都在做動(dòng)物和人體的實(shí)驗:
2005年,Cyberkinetics公司在美國FDA的批準下,由九名患者接受了首次腦機接口的運動(dòng)皮層臨床實(shí)驗。肢體麻痹的Matt Nagle是首個(gè)利用植入式腦機接口控制機械臂的患者,他實(shí)現了根據自己的腦電意圖進(jìn)行機械臂控制和計算機指針控制。
2020年8月29日,埃隆·馬斯克自己旗下的腦機接口公司Neuralink舉行發(fā)布會(huì ),找來(lái)“三只小豬”向全世界展示了可實(shí)際運作的腦機接口芯片和自動(dòng)植入手術(shù)設備。
諸多事例都證實(shí)了,如腦機接口技術(shù)發(fā)展成熟的一定階段,是非常有可能可以讓人在現實(shí)生活中,通過(guò)與大腦相連,讓人具備一定的行為能力的實(shí)用型現實(shí)意義科技。
近年來(lái),大腦科學(xué)已經(jīng)成為硬技術(shù)投資的一個(gè)熱點(diǎn)。根據動(dòng)脈網(wǎng)的數據,2016年,腦科學(xué)公司的投資規模出現了拐點(diǎn),在過(guò)去的18個(gè)項目中,有18個(gè)項目被投資,而在2017年-2021年,這些項目的投資規模都在30起以上,2021年更是達到了38起的歷年高峰。國內腦科學(xué)領(lǐng)域的企業(yè)100多家,國內90多家科研機構,投資200多家,投資過(guò)百億。在這六個(gè)項目中,有66個(gè)是腦電相關(guān)項目,占了50%以上,是腦科領(lǐng)域的主流。
腦機接口的兩種接入模式,可分為侵入式與非侵入式,其中非侵入式接口只需要在頭皮穿戴信號采集設備即可鏈接腦波電流接受感應,但受制于人的頭骨材質(zhì)不導電,天然想象空間受限。
而目前通往元宇宙的接口主要是虛擬現實(shí)眼鏡,也就是VR頭顯,但是VR頭顯最大的不足就是需要佩戴在頭上非常不方便,而腦機接口技術(shù)將彌補這一重大缺陷,并且將大大增強人在虛擬世界的誠信感,腦機接口讓線(xiàn)下與線(xiàn)上、真實(shí)與虛幻、現實(shí)與夢(mèng)境的界限逐漸消融,數字世界與物理世界共生共存,新的文明將由此誕生。
腦機接口技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,有望成為下一代人機交互技術(shù),同時(shí)未來(lái)隨著(zhù)元宇宙的不斷發(fā)展,以及腦科學(xué)的不斷探索,腦機接口或將成為繼VR、AR之后下一代元宇宙入口。
綜上所述,雖然腦機接口還處于市場(chǎng)培育的階段,離真正的商業(yè)化還有很長(cháng)一段路要走,但科學(xué)技術(shù)本身和醫療行業(yè)有著(zhù)天然的相輔相成作用,再加上腦科領(lǐng)域從人類(lèi)的可持續長(cháng)久發(fā)展來(lái)看必定是一個(gè)熱門(mén)行業(yè),也足以支撐腦機接口產(chǎn)品未來(lái)可拓展的市場(chǎng)空間,可以見(jiàn)的是在不久的未來(lái),無(wú)論是教育、游戲、電商,只要是大腦能夠控制的,都能用腦機接口完成。
隨著(zhù)腦機接口技術(shù)已經(jīng)成為了世界上最熱門(mén)的技術(shù)之一,很多相關(guān)咨詢(xún)公司都對腦機接口的前景抱有很大的信心,光是腦機接口技術(shù),就能在特定的適應癥上占據一席之地,例如醫學(xué)界中,像是漸凍癥、高位截癱、癲癇、帕金森等,都是價(jià)值幾十億美元的市場(chǎng);VR/AR市場(chǎng)中,也是眾多企業(yè)或專(zhuān)注研究或跨界研究的賽道,總的來(lái)說(shuō),每多出一種新的適應場(chǎng)景,都會(huì )擴大腦機接口技術(shù)一大片的藍海市場(chǎng)。
但在現實(shí)中,這些已實(shí)現的或可預見(jiàn)式的腦機接口技術(shù)給人類(lèi)科技、醫學(xué)、社會(huì )帶來(lái)的影響,或許還遠遠沒(méi)有達到腦機接口技術(shù)在不久的將來(lái)所能達到的水平。但隨著(zhù)人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、科技的不斷進(jìn)步,腦機接口技術(shù)將會(huì )成為一次新的科技革命,也是一次新的行業(yè)變革,對人類(lèi)的發(fā)展以及社會(huì )進(jìn)步的推動(dòng)將是無(wú)可預估的重大受益。
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