直播：2021腾讯科学WE大会：跟“天字号”科学家一起洞察天机
2011年4月12日，当时58岁的瘫痪女子凯茜哈钦森，用意念驱动一只连在电脑上的机械臂，抓起了一瓶咖啡送到自己面前，然后通过吸管喝到了咖啡，她为此兴奋不已，而这一幕也让所有脑机科学家M ) J 2 T 0 e C u一同欢呼。从此，脑机接口技术开启了一场声势浩大的“身体革命”[1]。
丨Paralysed woman moves robot with her mind，Nature
“身体革命”可以有多重含义，但“身体平等”可以说是革命的基本，因为身体是我们人类接触世界的唯一渠道，身体的差异会造成“体验世界”的差异。
因此，脑机接口g _ u ` M 8 ;技术首m d 1先力图攻克的，就是帮残障人士找回享受平等的权利，它通} V 4 9 t X 5 @过读取人脑的动作信号，解码再编码后发出动8 ; w ~ W #作指令，连通大脑与义肢之间的信息通道，让残障人士可以重拾行动能力，回归正常生活。
当然，2 : + v 2 E A 0 t脑机接口技术始于身体的治疗，但不会仅止于此。当我们利用脑机接口治疗某一种疾病时，比如帮下肢瘫痪的病人重拾行动能力，如果我们能够重建大脑与行动的连接，那就属于治疗，而如果我们让他的步速快于常人，那就属于增强这方面的能力了。
于是，大家对脑机技术产生相当多的幻想：人类是否可以突破生理极限而变得更高、更快、更强？C i 9从而V e & i诞生“最强人类”？如果大脑可以与机器相连，是否可以实现“数字”永生？我们距离赛博朋克i \ ) )的世界还有多t V L X J远？……
丨Ne0 ( X c ~ M 1 D ;ural dust swept up in latest leax C Z r \p for bioelectroni1 – kc medicik f [ B 3 ine
对脑机技术的探讨，是关于想象边界的探讨，也是关乎人类终极未来的探讨。
在这场科技改变命运的探索中，无法避开一位天才般的“革命者”，他` v z S V u \ ?冲破脑机技术的固有思维，试图挑战人脑860亿个神经元，将向大脑输F ` O入信息转变为解读大脑信号，并成功通过脑机接口“解读人类、助力交流”，让脑机接口从科学幻想到技术爆发有了新的征途。他，就是Krishna Shenoy。
脑机接口，开启现代“读心术”？
在《圣经》中有一个神话T z Y ] v l故事，大洪水后，天下人都在讲2 – H n x ` r +同一种语言，于是人类y & W的科技突飞猛进，他们甚至决定盖一座高塔来直通天宇，欲与天公试比高，也就是传说中的巴别塔（通天塔）。
上N o E帝看到后十分愤怒，觉得人类就像当年在伊甸园吃了禁果一= * ^样犯了巨大的错误，为了惩罚人类，于是他让人类开始讲不同的语言，很q F ] k m s x快人类就开始分崩离析并因为语言不同而逐步陷入混乱。
这个故事告诉了我们一个事实，对于人类来说，语言交流的意义堪比灵智开启这样的重大进程。
而Krishna ShenZ I `oy团队从事的工作，或许可以帮助重建人类语言的“巴别塔”。
丨Tower of Babev \ p \ k )l – Wikipedia
; q .这些年来，a H J脑机接口进展迅速N $ I u {，各种新闻层出不穷。不过如果你仔细留意这些新闻，会发现绝大多数脑_ k 1 n ; M机接口，其实本质上是行动类的脑机接口，就像前文所提到的，也就是用来完成人体肢体替代之类的工作，而这些信号，属于我们的大脑运动功能区。
但是，我们人类的日常活动中，肢体行动只是一部分，而绝大多数时候，我们~ ! ]更多的是在交流和思考。
如何通过脑机接l J 2 C O S k (口帮助那些因为肢体或发声肌肉受损而无法打f d ! F 5 – q y m字或说话的患者，让他们重新恢复与世界的交流和连接？
在经过多年的不断实验和迭代后，Krishna Shenoy和同事决定直接读取人的语言区，看看人类的语言区到底是如s l ! U p何} e q o % , D进行表达E y = Y 3 } g N的。他L # a Y B ! } l选q ? ; o Q J ,择了人类最常! h [ & B {见的表达方式：书s 4 B 9写文字，也就是“笔迹”。
这可不容易。尽管我们经常w @ * 2夸赞四肢的灵活，但这种灵活其实是相对粗糙的，而书写就要C / V 8 J复杂多了。不同的人有不同的书法，即便是同一A \ $ ! 8 Y O个人也会有不同的笔迹。这种细微的信号极大地增加了我们读取大脑信号的难度，也对机器和算法有了更高的要求。
为了更精准的捕捉大脑信号，Krish8 y Rna Shenoy团队开发出了一套脑机接口系统，它可以直接嵌入到大脑皮层，从中获取人们想象中的手写动作，再通过反复脑补“手写”，电脑记录下每个m | ; h # l a V字母在脑内对应的“记忆点”，最终通过分析将这些手写动作实时转换为文本。
在Krish: \ una Shenoy团队的调试和优化下，参与实验的瘫痪患者用“意念”写字的速度刷新了记录，每分钟可以写大约90个字母，而准确率更是超过了99%。相比身体健全的人用智能手机每分钟打出23个单词，患者每分N ) 4 ]钟大约能生成18个单词，已经可以实现正常速度交流。这是人类前所未有的进展，因此以封面文章的形式发表在了2021年5月份的 N: J B K v : u 6 yature上。
可以说，c H 4 G rKrishM ! # – i T a ;na Shenoy和同事为我们打开了一扇新的大门，那就是：读心。
我O s { f 2 @们的思考、推理、内心活动，基本上都是以文字和符号的方式进行，如果读取了这些信号，那么就相当于读取了我们的内心，这是KrisX 4 Rhna Shen{ k ? O ! , Roy及其团队的巨大贡献。
可以想象，这一技术的推出，不仅对瘫痪患者有用，可以让失去了书写能力的人重新执笔，而且对于失去了语言能力的人，也可以让他重新“发声”，毕竟文字转语$ J $ k W音已经是非常成熟的技术了。
而更引人遐思的是，这项m { t @ , 0 w [技术在未来的发展，或许可以推动全人类的交流，如果能把人类的想法用文字书写在屏幕上，结合AI翻译技术，或许就能建立人类的新巴别塔，让全世界扫清语言障碍。
h R 6 7 y 4脑机接口，还有更广阔的天地
或许有一天，脑机技术可以让瘫痪、中风的患者拥有更自如、更自由的活动能力。
可以帮助植物人患者做出重要的人生决定，从简单的吃住需求，到是否继续接受治疗，甚至做出临终的决定。
可以帮助神经外科手术医~ l 3 Z生做出最准确的判断。对于脑肿瘤患者，在医生进行手术时，切除过多的脑组织可能会造成永久性损伤，而切除过少可能会导致治疗不彻底，因此，迫切需要脑机技术可以绘制精准的“大脑地图”，医生就可以精确识别脑部结构和功能区域的位置，确保只切除所需的组织，同时保留其他重要区域。
这F @ e ! m – M 7 b些都是目前脑机科学家们致力研/ b 8 A i ? @究的方向。
丨Shenoy group 研究内容
“数字永生”还u Q ? }有多远？
回到开篇提到的问题，如今我们已经可以解读人类的思维，那距离实现存储记忆、“数字”永生还有* n C多远？
答案是还有很长的一段路要走。大脑有860亿个神经元，有些想法需要诸多神经元共同配合，而目前我们却只能记录几百到L % c R m V N几千个神经元。对于大脑的研究，我们仍然处于初级阶段，对于大脑的解读还有很长远的路要走。尽管很难，` ! B J P F W但目前神经科学和q ~ q b 6 n { 4脑机接口的发展，已经在逐步为我. K r们打通这条路。
相信未/ h B (来有一天，我们一定会彻底破解大脑的秘密，那么那个时候，人类将进入全新的时代。也许，} L k n我们甚至, t \可以和现实世界彻底分离，完全实现思维意识感知和控制一切。那将是一个怎样的世界？是否会像现在热议的元宇宙？我们拭目以待。
11月6日腾讯科学WEk / F g z –大会，Krishna Shenoy将带着他的最新科研成果和对未来的思考，为我们解读脑机接口这一领域的前沿进展。一起来线上赴约吧！
[1]《脑机接口与身体革命》，探w | P v索与争鸣，肖峰，2021年9月
作者|李雷
中国科学院生物学博士
助理研究员
生命科学和医学领域科普作者
本文转自腾讯科学WE大会
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