脑机接口,人类第二酷的科技选项
“我已经做过了”
昨天早上,#马斯克称已将大脑上传到云端#冲上热搜榜,特斯拉CEO埃隆-马斯克表示,他已经将自己的大脑上传到云端,并已经与自己的虚拟版本交谈过。
相关消息一经报道,19日午后开盘脑机接口概念股大涨,创新医疗和新智认知直线涨停,浙大网新尾盘也封死涨停,复旦复华、汉威科技、汤姆猫等概念股快速上涨。
脑机接口是什么?
所以,脑机接口到底是什么?
简单来讲,脑机接口是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接,实现脑与设备的信息交换,具体工作方式如下图。
当然,这种信息交换是双向的,不仅可以读取人脑的意识,同时可以模拟人脑的记忆产生模式,给大脑写入一些记忆。只是受限于技术,目前绝大部分研究实践都在“读出”层面。
具体来讲,有三种实现方式。
一种是非侵入式的,就相当于戴个帽子,或者在脑袋上贴很多电极,根据电流等指标去推测我们的大脑正在干什么。
第二种是部分侵入式的,植入到颅腔里面,但是不碰到灰质。
而与另一个自己硬核对话的马斯克的 Neuralink 公司采用的则是第三种方式,即所谓「侵入式」的,就是往我们的脑袋里放一块芯片,通过这个芯片来采集神经元细胞的信号,然后传输到脑外。
脑机接口有什么用?
所以,我的想法我自己自然明白,为什么要让一个计算机,或者一个外部设备理解?
这就不得不提到脑机接口的作用。据QYResearch 的数据显示,就脑机接口应用领域而言,其在医疗领域的市场规模占比达62%,主要为康复医疗的应用。
正常来讲,你的大脑发出的指令自然会被身体所理解进而执行指令。但是,当你大脑受到部分损伤无法正常发出某种指令;或者当你部分肢体因为意外而被替换不再理解大脑指令时,便是脑机接口发挥作用的时刻。
脑机接口在康复上的应用主要体现在两个方面:1)替代失去的功能(如通信或运动功能)控制机器人设备以辅助日常生活;2)通过控制或自我调节神经生理活动来促进大脑功能和运动功能的(部分)恢复。
目前脑机接口应用在医疗康复领域上产品主要有智能轮椅、假肢、机器臂、神经刺激器等表现形态,或者通脑信号采集和算法解析,将采集到的生物电信号转化为控制指令,完成简单的语言交流,实现沟通意图。
当然,脑机接口在研究实践中也不断向大脑更高级的功能发起挑战,未来脑机接口有望解决大部分神经退行性疾病,包括老年痴呆、失明、瘫痪、抑郁、失眠、极度疼痛、中风、脑部损害等一系列问题。至于更远的未来,“数字永生”、“超级人类”,又有谁说得准呢?
脑机接口市场趋势
自2016年中国脑计划正式启动,2017年四部委联合印发《“十三五”国家基础研究专项规划》明确提出脑与认知、脑机智能、脑的健康三个核心问题,而后全国各地陆续出台相关政策鼓励支持脑科学行业发展,而作为脑机智能融合技术的脑机接口技术在其中扮演重要角色。
2021年发布的“十四五”规划和2035年远景目标纲要中强调发展壮大类脑科技类未来产业,随后北京、上海、浙江、重庆的文件中明确提到支持脑机接口技术的相关政策。
结合全球医疗+脑机接口的市场规模趋势图可以看到,该领域在2020年之前主要徘徊于低增长阶段,平均融资额较低;2021年,“十四五”规划和2035年远景目标纲要等相关政策发布,提出人工智能和脑科学为国家战略科技力量,强调脑机接口技术的重要性,给整个行业带来巨大的信心,全球医疗+脑机接口产业融资规模攀上新高峰,总额环比上升211%,整体融资规模突破十亿美元大关。
在国内,医疗+脑机接口融资主要集中在江苏、广东、北京等地。江苏省是国内医疗+脑机接口领域投资最为火热的地区。同时,国内BCI科研主体呈现多元化趋势,高校和科研院所成立的各类研究机构占比较大。江苏因拥有拥有以华中科技大学苏州脑空间信息研究院、北京大学分子医学南京转化研究院为代表的科研机构,进一步增强了地域优势。
医疗装备数字化论坛
20世纪末,100组通道是犹他电极利用传统医疗器械制备方法所能达到的极限;如今,一些头部企业已经利用柔性材料以类似集成电路的方式将通道数量提升至“千”的级别。但,人类大脑神经元的数量是860亿。
所以,脑机接口的所有幻想到底有没有实现?如果只能用是非二元论来回答,那答案则毫无疑问,“是”。尽管离终极目标还差的很远,但目前人类在大脑领域的足迹所致也比当初最乐观的估计还要好,以至于我们现在可以去想象更瑰丽更无垠的可能性。