作者:余山 来源: 中国科学报 发布时间:2020-8-27
选择字号:
“脑机接口”应用防护先行

 

余山

“脑机接口”技术在治疗脑疾病、改善残障人士的生活,以及最终增强和拓展脑功能等方面展现出巨大潜力。自上世纪90年代以来,脑机接口的相关研究稳步推进,并于近年取得较多引人注目的成果。但最近的一份报告称,植入式脑机接口技术可能让人类面临黑客攻击的风险,甚至宣称网络犯罪分子可以通过脑机接口来抹除人类的技能,读取想法或记忆。

首先要明确的是,脑机接口还处于早期的实验室阶段。在脑活动读取能力方面,即便是现在国际领先的研究机构,比如埃隆·马斯克的NeuraLink公司,最多也只能同时记录动物脑中数千个神经元的活动。7月,美国和比利时的一支联合团队开发了同时记录数万个神经元活动的系统,这是当前报道的最高水平。但是,这样的记录能力与人脑中近千亿个神经元相比,犹如沧海一粟。

在精细控制神经元活动方面,目前的技术成熟度更低。通过光遗传及电刺激等技术,研究人员仅能对啮齿类动物的记忆、前进方向等进行粗略控制。可以说,将人脑与计算机在信息交互的意义上真正连接起来还有很长的距离。

为了推动脑机接口实现应用,基础研究方面,还需要进一步了解大脑信息处理的原理和机制,阐明感觉、运动、记忆、情感、抉择等脑功能所对应的神经环路活动特征及其调控过程。技术方面,需要开发生物兼容性更好的微电极,从而实现对神经元活动长期、稳定、安全的记录和调控;此外,还需要研究能够微创植入电极的方法;同时,开发出能高速处理海量数据的专用芯片,安全、高带宽的信号传输系统,以及能准确理解神经信息的编解码算法等。

潜在风险也是脑机接口实现应用必须要解决的问题。从技术安全角度看,需要解决脑机接口系统植入人体可能带来的健康风险,比如植入带来的组织损伤、机体的排异、感染、系统异常对脑活动的错误解读和意外干扰等。从信息安全角度看,一旦未来脑机接口可以有效读取脑内信息,甚至通过对神经活动的调控向脑内“写入”信息,就会伴随信息内容泄露、对脑活动的恶意干扰甚至操纵等风险。可以预见,届时人类也需要针对脑机接口信息安全设计一系列软硬件,以应对外界入侵,正如现在网络信息安全领域的情景。但随着技术的进步,相信这些风险会逐渐降低,抵御风险的能力也会逐渐提高,总体来看是可控的。

目前,脑机接口领域的研究主要集中于接口系统本身的性能提升,以及利用脑机接口技术开展脑疾病的治疗等。针对脑机接口相关的技术风险,中国科学院脑智卓越中心和人工智能创新研究院的脑机接口攻关团队正致力于高生物兼容性电极材料、高性能脑机接口芯片、微创植入技术、高鲁棒性编解码算法等方面的研究。对于脑机接口相关的信息安全问题,目前国际上研究还不多,预计随着脑机接口应用领域的拓展,安全问题以及相关的伦理问题等将引起更多关注。

建议尽早制定更全面、更严格的身份认证、信息加密、系统防护标准,开发恶意侵入的检测技术和相应的保护机制,从而促进脑机接口的安全应用。

(作者系中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室副主任,本报记者卜叶采访整理)

《中国科学报》 (2020-08-27 第3版 信息技术)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
建在自然保护区里,LHAASO够环保吗? 原生生物缓解气候变化
超快磁性:加热磁铁,“冷冻”时间 镭核大小可影响同位素能级
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文