作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2024/2/28 9:11:14
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专访“脑机接口之父”:我为什么担心马斯克在误导

 

当地时间19日晚,美国企业家埃隆·马斯克在社交媒体平台采访活动中表示,旗下脑机接口公司神经连接(Neuralink)完成的首例大脑芯片植入的患者,已经可以通过思考移动计算机鼠标。

“进展很好,病人似乎已经完全康复……并且能够控制鼠标,仅仅通过思考 就能在屏幕上移动鼠标。”马斯克说。

像1月29日马斯克在社交媒体上宣布神经连接公司完成首例人脑设备植入时一样,这一消息再次引发热议。不少人欢呼:

 “他已经创造了历史。”

 “神经连接公司开创的脑机接口时代,终于来了!”

“马斯克离自己的星辰大海,又近了一步”……

不过,“脑机接口之父”、美国杜克大学荣休教授米格尔·尼科莱利斯(Miguel Nicolelis)在接受《中国科学报》独家专访时却十分担心马斯克的“商业营销”会误导公众。

 “马斯克先生围绕这个话题制造了太多的幻想,以至于让很多人对什么是真实的脑机接口技术感到困惑,可能会对这个科学领域造成严重伤害。”尼科莱利斯说。

 “你必须意识到这与神经连接公司的动物实验存在联系。2023年,他们失去了15到17只试图植入设备的猴子,他们正在美国接受相关部门的调查,这是一个相当严重和必须要解释的事情。这么高的受试动物损失率是我这辈子都闻所未闻的。在我的整个职业生涯中,我大约曾和30只猴子一起工作,我从来没有因为手术失去过一只猴子。所以,这一相当严肃的事实也说明了他们的实验质量不过关,他们的技术远未到能够在人体商业应用的程度。”他说。

进入2024年以来,“脑机接口”已成为热搜度最高的科技名词之一。相关技术被国际知名科学期刊《自然》推荐位2024年值得关注的七大技术。值得注意的是,伴随着舆论的升温,近日,中国科技部官网发布《脑机接口研究伦理指引》,为相关研究划定“红线”和“底线”。

米格尔·尼科莱利斯。受访者供图

“这不算什么进展”

《中国科学报》:马斯克近日在社交平台推特上发文称,“第一名人类患者接受了来自神经连接公司的植入手术,目前恢复良好。”作为脑机接口领域的创始人,你如何评价神经连接公司最近的进展?

尼科莱利斯:这不算什么进展,只是商业营销,就像电视上的广告,甚至不是新技术。

首先,“首次将脑机接口芯片植入人脑”是一种误导性的说法。通过在人脑植入芯片验证脑机连接在20年前就完成了。2003年至2004年,我的团队通过手术在帕金森患者大脑内植入芯片,使其通过虚拟现实完成目标任务,证明人类可以和其他动物那样使用脑机接口。2006年,大脑之门(BrainGate)公司为四名患者植入脑机接口芯片,此后多家公司也开展了相关研究。

其次,没有人会通过社交媒体上的一条信息来评估一项技术,因为它没有任何数据支撑。这是埃隆·马斯克的又一次营销,病人恢复情况如何,我们并不知晓,他们所做的只是开发芯片。我们团队在10年前就获得了相关的芯片专利,通过猴子实验开展的脑机接口蓝牙无线传输研究以封面论文形式发表在《自然—方法》期刊上,被引用了数百次。这才是报告科学领域进展的方式,你可以发表研究,然后允许同行做出独立判断。

《中国科学报》:当前脑机接口技术的商业化发展方向与你的预期是否存在差异?

尼科莱利斯:我认为脑机接口非常有用,但从商业化角度说,不一定需要将其植入大脑之中。过去10年,我们在美国、巴西的实验室对脊髓损伤截瘫患者使用非侵入式脑机接口治疗范式,取得了非常有意义的结果,在中国、欧洲的各个研究组对该项目的重复验证也证明现有的非侵入式脑机接口范式可以取得显著临床效果。非侵入式意味着,你无需为手术花费一大笔钱,也无需承担芯片植入大脑的风险。这使该技术具有商业前景,应用规模有机会扩展到数百万人。

从这个角度来说,神经连接公司的商业计划是存在缺陷的,将不会赚到钱,该公司的大批投资者也将会很煎熬,因为它没有(想象中那么大的)市场。与能够让数百万量患者受益的非侵入式脑机接口相比,侵入式脑机接口最大的区别是适用患者群体很小,主要针对非常严重瘫痪或其他严重疾病的患者。

神经连接公司是由我的三个学生创立的,他们是非常优秀的工程师,擅长制造电极芯片、发明设备记录大脑活动,但他们没有接受过任何临床培训,对医学毫不了解。

在医学上,从动物实验到药物开发再到临床应用,必须引入相关评价标准。脑机接口技术真正发展和广泛使用需要有三个主要标准:安全、有效、可负担。神经连接公司发布的侵入式脑机接口植入范式违背了这三个原则,它并不完全安全,植入式设备可能会在大脑中产生炎症反应;其读取传输效率并不能弥补大脑内植入物带来的风险;而且其价格目前也非常昂贵。

神经连接公司的脑机接口植入物。由生物相容性外壳、电池、芯片和电子设备、线程等部分组成。图片来自:Neuralink

神经连接公司的外科手术机器人。由于植入物线程非常细微,人手无法介入。手术机器人可以将其植入到所需要位置。图片来自:Neuralink

《中国科学报》:你曾说马斯克夸大了脑机接口的作用,是什么让你相信他的言辞存在误导性?

尼科莱利斯:马斯克先生承诺将可以用神经连接的这种脑芯片下载大脑信息,或将知识上传到大脑,这完全是荒谬的,永远不会发生。脑机接口不是电影《黑客帝国》,只要给主角尼奥的大脑上传格斗技巧,他就能飞快地学会功夫。这是科幻小说的情节,在现实中是做不到的,大脑和电脑的学习方式完全不同。

马斯克先生还声称要用神经连接公司的这种脑机接口范式来治疗精神分裂症和自闭症,(基于他的现有技术)这也是他们做不到的。因为神经连接发布的这种芯片只是在记录大脑的活动、采样来自大脑的信号,据我所知他们还没有任何治疗病症的方法。

最近,神经连接还声称要通过脑机接口让先天失明的人群看得见,这个想法也并非他们的原创。从上世纪60年代开始,人们就在视网膜、大脑视觉皮层做这类尝试,但并未获得多少成功,这涉及到多方面的复杂技术问题。后来我的实验室发表了脑机接口感官赋予方面的开创性论文,我们向老鼠大脑的控制触摸区域传递红外信号,让它们能够触碰和感知到红外光,而红外光对大多数哺乳动物是不可见的。在过去15年中我的团队已经在该领域发表了数篇论文。

由此可以看出,人们关注的只是马斯克传递的各种错误表述信息,或者是他自己永远不会兑现的误导性承诺,就像全自动驾驶汽车或者火星移民一样。现在,他声称有了可以下载传输大脑信息的芯片,(以他们的现有技术基础)这是不可能达成的,任何一个对科学有基本认知的人都会了解这是不可能的,因为这违背了物理规律。

《中国科学报》:人们对脑机接口的概念仍然不是很清楚,也由此产生了对脑机接口的伦理疑虑。脑机接口概念的核心是什么?

尼科莱利斯:脑机接口最初是用于记录患者大脑的一部分运动指令,在临床上帮助人们实现行动的意愿。由于患者不能移动身体,可以使用神经指令控制机械臂、机械腿或电脑光标生成运动,大脑电信号是经典脑机的关键组成部分。

到目前为止,神经连接公司所展示的也是记录大脑活动的芯片,而不是刺激大脑。神经连接公司目前的脑机接口电极阵列(脑芯片)只能记录来自大脑的电信号,它不能用来控制任何人。

我担心的是马斯克先生对神经科学不了解,围绕这个话题制造了太多的幻想,以至于让很多人对什么是真实的感到困惑,对这项技术能做什么和不能做什么产生了混淆。我担心他会误导他人,他永远不会兑现的、信口开河的承诺可能会对像我这样工作了几十年的严肃人士所创建的整个科学领域造成严重损害。

非侵入式脑机接口是未来数年“主流”

《中国科学报》:《自然》杂志将脑机接口推荐为2024年最值得关注的创新技术之一。你如何看待这一评价?

尼科莱利斯:事实上,过去很多年,脑机接口一直是受到关注的前沿技术,包括《科学》杂志的很多次报道,将我的实验室作为行业的典型。早在2001年,在我们发表第一篇脑机接口论文两年后,《麻省理工科技评论》就拜访了我的实验室,将脑机接口列入当年改变世界的“十大突破技术”,那时我们是世界上唯一一个做脑机接口的实验室。

《中国科学报》:经过23年的发展,你认为现在的脑机接口研究发生了哪些变化?

尼科莱利斯:最初,我们通过老鼠和猴子做实验,条件非常简陋。现在,我的实验室已经证明可以让多个大脑同时工作,控制一种叫作“共享脑机接口”或“脑联网”的设备,并且已经在人体实现了这一步——我们把几名患者的大脑活动相结合,来控制一个虚拟手臂。所以,事情已经向前推进了几个数量级,我们已经提升了这一技术领域的方方面面。比如,我们已经开发出具备实用价值的可转化脑机接口疗法,不仅有控制控制设备移动的方法,还有通过不同方式向大脑提供反馈的途径。我们还创建了“脑-机-脑界面”,大脑可以通过它控制设备,设备也可以直接向大脑传递反馈。

所以,这一时期的进步是巨大的,不过,直到最近脑机接口技术进入商业应用,大多数科学家才开始对它感兴趣。考虑到像马斯克这样的商人会用其信口开河的言论威胁到这个领域,我觉得自己必须站出来说“不”,并告诉他们要怎么做才是正确的。

《中国科学报》:2012年以来,你创建并带领实施“重拾行走计划”(WAP)这个由世界各地的科学家和工程师组成的国际网络。您认为它是成功的吗?目前全世界有多少患者接受了WAP的治疗?

尼科莱利斯:我可以不假思索地确认它已经被证明是成功的,我们在世界上最好的期刊上发表了数百篇的论文,我们让瘫痪了20年的人再次行走。所以,结果非常明显。

如果综合全球所有相关的研究,我们招募了近50名病人,通过不同研究,已经证明了WAP治疗范式的有效性。我们正在计划扩大这个网络的规模,把这个康复计划推到更大层面,使其成为“治疗10亿人”(Treat One Billion)项目的基础。近几年,由于新冠疫情,我们的一些临床试验被中断,耽搁了进程,现在正在加速弥补失去的时间。

《中国科学报》:为什么要提出“治疗10亿人”?

尼科莱利斯:据世界卫生组织统计,全世界约有10亿人罹患大脑紊乱病症,这也是我把这个项目命名为“治疗10亿人”的原因,它长期目标是提供负担得起的、安全、有效神经系统康复疗法。这不会在一夜之间发生,而需要很多年的努力。现在,我们正在创建一个新的机构来监督“治疗10亿人”的项目,它就是尼科莱利斯先进大脑研究所。

通过这个项目,我们希望与神经连接公司之间形成直接竞争,向公众证明脑机接口技术实际上可以推广至数百万人,而不仅仅是少数人,并且不会让他们受到伤害。你必须意识到这与神经连接公司的动物实验存在联系。2023年,他们失去了(23只中的)15到17只试图植入设备的猴子,他们正在美国接受相关部门的调查,这是一个相当严重和必须要解释的事情。这么高的受试动物损失率是我这辈子都闻所未闻的。在我的整个职业生涯中,我大约曾和30只猴子一起工作,我从来没有因为手术失去过一只猴子。所以,这一相当严肃的事实也说明了他们的实验质量不过关,神经连接的技术远未到能够在人体商业应用的程度。

“治疗10亿人”项目所基于的临床范式不需要脑部植入物,患者也无需承担感染脑膜炎、产生排斥反应、大脑植入探针停止工作等风险。例如,当大脑内探针停止工作时,要把它们取走,就必须破坏脑组织,这是一个非常大的问题,因为现有的探针往往不能持续使用很长时间。据我所知,还有一些相关公司最终破产了,就是因为他们使用的植入式探针短短几个月后就停止了工作,而他们对此能做的并不多。

《中国科学报》:所以,安全是第一原则。

尼科莱利斯:是的。我是一个经过医学院专业训练的医生,作为一名医生,我学到的第一件事就是不能伤害自己的病人,要确保只使用安全的程序,而神经外科手术存在危险性,不管它有多简单。

我是脑机接口多电极植入设备和植入范式的发明人,在动物身上做过数百次实验。我知道这有多困难、有多紧要,必须非常小心地避免感染、癫痫、排斥。事实上,这中间有很多风险因素。即便你非常小心,植入时仍然可能会出血。而如果采用非侵入模式,就没有这些方面的风险。

《中国科学报》:脑机接口的一个植入式应用案例是斯坦福大学教授弗朗西斯·威利特(Francis Willett)团队在临床试验中治疗肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者。你了解这个团队和他们开展的研究吗?能否评价他们在这一领域取得的进展?

尼科莱利斯:我知道这个团队,他们都是非常优秀的科学家,做出了很好的工作。但我仍然认为,只有在非常极端的少数情况下,除非是像罹患ALS一样,病人的整个身体已经失去所有运动能力,才需要植入脑机接口设备。这是适用于少数情况的做法,因此你可以看到他们发布的研究中只有一个受试患者。

而当使用非侵入式范式时,我们的研究总是有很多受试患者的。我们即将发表的一项研究招募到了前所未有的大规模对照组,因为它采用的是非侵入式的治疗。非侵入式脑机接口可以扩展应用到大量患者,这是它治疗神经系统疾病,甚至是精神疾病的主要优势之一。

尽管我发明了侵入式脑机接口,在这方面有20年的专利,但我认为对大多数病人和商业企业来说,非侵入式脑机接口才是未来数年(在医学康复领域大规模商业应用)的发展主流。

我们正在完善这一领域。自2009年我们以封面文章在《科学》杂志发表关于帕金森症动物模型的研究以来,我们已经展示了一种新的方法,通过连接脑机接口,对大脑进行电刺激以治疗帕金森病动物。现在,科学界已经在人体上复现了我们的结果,我们也在巴西复现了这些人体临床结果。所以,我认为非侵入脑机接口技术是非常成熟的,也是我现在想要去做(应用)的原因。

《中国科学报》:你如何看待中国脑机接口研究现状?

尼科莱利斯:中国已经有很多研究脑机接口的小组,去年,我在很多城市受邀访问了这方面的研究组,大家都在关注这个领域,但都仍处于起步阶段,所以仍要继续向前推进。

总的来说,我很高兴看到很多中国科学家对这个领域感兴趣。25年前,我与博士后时期的导师、时任哈内曼大学教授约翰·切宾(John Chapin)开创脑机接口研究时,我没有想到有一天会走遍世界,看到各地的实验室都在开展脑机接口研究,从拉丁美洲、非洲到亚洲、欧洲,无处不在。现在,脑机接口正处于现代神经科学的前沿,而在中国各地也有实验室在研究脑机接口,这非常棒,让我感到由衷地欣慰。

尼可莱利斯实验室的研究人员在尝试通过脑机接口操纵机械臂。受访者供图

商业化时代呼之欲出

《中国科学报》:可以谈谈当下你在脑机接口领域的工作吗?

尼科莱利斯:我们正在努力实现针对诸如帕金森病、慢性癫痫、中风等各种疾病的无创、高效、负担得起的脑机接口治疗技术。

我们的研究表明,脑机接口作为一种治疗方法,不仅可以报告大脑活动,还可以与大脑互动,就像过去10年我们对脊髓损伤患者所做的那样,不仅首次让患者重新获得了移动、行走的能力,还改善了其部分运动神经的恢复,如腿部的触觉灵敏度,甚至是内脏控制功能,后者也是脊髓损伤病患受到的重要负面影响之一。

所以,现在我所做的是,把近40年的动物试验成果转化为临床疗法,惠及更多患者。正是出于这一原因,我提出了“治疗10亿人”的项目。未来几周,我们会宣布一个计划——建立全球性的合作伙伴网络,为更多患者提供非侵入式的脑机接口疗法。

《中国科学报》:你认为这一技术是否已经足够付诸实践,进入商业化?

尼科莱利斯:我认为可以,如果埃隆·马斯克能把现有的植入式脑芯片付诸商业化,我们就能把更安全和高效的技术进行商业化。正如我前面所说的,非侵入式脑机接口是负担得起的,不需要手术,通过监管机构的批准也会容易得多,因为它没有任何危害,病人尝试这种技术没有风险。事实上,在不久的将来,我们可能会给马斯克先生带来一些惊喜。

尼可莱利斯实验室的康复患者。 受访者供图

《中国科学报》:你提出脑机接口概念至今已有25年,你如何看待相关技术的应用前景?

尼科莱利斯:1999年,我与约翰一起做脑机接口研究,一起发表论文。此后二十年,我们一直合作,直到约翰几年前去世。我们开发了一种在全球遥遥领先的技术,可以同时记录成百上千的神经元活动。那时没人知道如何将它大规模植入大脑,所以后来我在杜克大学的实验室完成了相关实验。然后,我们又开发了分析数据的方法,包括没有人尝试过的算法。最后,我们开发了与大脑互动的方法,使用虚拟现实或电刺激大脑的某些部位。将这些发现完全转化为商业产品需要很长时间,但我认为我们现在已经非常接近了。这就是现在市场上如此喧嚣的原因,也是像马斯克这样的商人能误导这么多人的原因,因为这个领域已经太令人兴奋了。

《中国科学报》:当前,脑机接口技术大规模商业应用还面临哪些挑战?

尼科莱利斯:肯定会有挑战,但最艰难的时候已经过去了。

《中国科学报》:最艰难的是什么时候?

尼科莱利斯:经过25年的深入的基础研究和临床研究,我们去除了脑机接口领域那些无效的解决方案,专注于那些有效的,已经取得实质性进展。所以,现在比前几年更接近这一目标。

当前行业的难点在于区分什么是真实的,什么是虚构的,区分谁真的想要治疗病人,谁只是想通过误导人们来赚快钱,这是现在最大的挑战。从科学角度来说,我们(脑机接口)已经准备好了(应用),科学家们能做到承诺的事情。在现有技术条件下,最先能在真实应用上实现突破的就是医学康复领域的非侵入式脑机接口方法。

思维的力量“最非凡”

《中国科学报》:你在《脑机穿越》一书中表示,脑机接口能将人类大脑从身体的物理限制中解放出来,“超越界限”,体验“心灵的融合”,甚至走向“数字不朽”的宏伟愿景。你如何看待脑机接口的未来?

尼科莱利斯:我在2010年写这本书时,只是以诗意的修辞表述,希望展示我们的大脑是多么美丽,大脑是一切事物的真正的创造者。我明确表示,脑机接口是一种疗法,尽管在医学之外它可以用于其他目的,但我不认为机器会取代人类,或人工智能会取代人类。

事实上,我们作为人类对科技太过于着迷,忘记了人类思维的力量是多么非凡。而人类思维的力量比我们所能创造的任何算法都要重要得多,毕竟算法也是由人类创造的。从这个意义上说,我们需要非常小心。现在有研究表明,在职业系统或儿童发育早期引入计算机并没有产生那么多优势,反而会给这些孩子带来困难,在学习上产生一些认知问题。现在,瑞典、芬兰等一些国家正在学校低年级中去除电脑,他们认识到(电脑依赖)对各种创造力和认知功能造成了严重损害。所以对于如何应对技术,以及如何让孩子和自己持续沉浸在数字技术中,我们应该慎之又慎。

《中国科学报》:在看好脑机接口技术发展的同时,你在最近出版的《脑机革命》一书中也说到技术的发展所带来的由时间、空间和数学构建的抽象宇宙可能会把人类变成平庸的“数字僵尸”。脑机接口技术的发展与人工智能的发展密切相关,你如何看待这一技术潜在的伦理影响?

尼科莱利斯:当我谈到“数字僵尸”时,它与脑机接口无关。我说的是我们作为人类所面临的风险,我们把大部分时间花在了这些智能设备上,而不是锻炼我们天生的创造力和思维技能。所以这与脑机接口的发展并没有矛盾。

比如我喜欢用钢笔或毛笔写中国书法或阿拉伯书法,因为这是我用双手做的创造力练习;我喜欢绘画,因为绘画时我觉得非常自由、富有创造性,可以把我的思想解放出来,不再看手机;我喜欢游泳,因为在水里你会沉浸在一种不同的、对我们来说非常自然的媒介之中,因为我们生命的9个月都是在母亲的子宫里度过的。至少对我来说,游泳是一个非常放松的时刻,我可以天马行空地思考,可以忘记忧心的事情,只想那些出了泳池后想做的富有创造力、想象力的事情。

孩提时代,我放学后大部分时间都在街头和其他孩子一起踢足球。那时,我们没有鞋子,光着脚玩。我有很多从赤脚踢球开始练习的玩伴后来都成了非常好的足球运动员。过去几周,我遗憾地看到中国在亚洲杯上出师不利,我建议每个人在开始学习足球时都练习如何用光脚踢。在我看来,这可以很好地练习创造力,你能感受到球,就像孩提时代我在沙滩上或光秃秃的地面上跑步一样,它可以让你在对付球的过程中发展运动技能,比你穿着漂亮的鞋子在草地上玩会更精确、更有创意。最好的巴西球员像罗纳尔多、罗梅罗、里瓦尔多都是世界著名球星,他们的孩提时代都是光着脚在地上玩,这就让人体运动系统得到了很好的训练,大脑可以训练得非常灵活、脚也会非常自如。

而当我们把思想分包给智能设备时,我们会丧失作为人的能力。现在,人们阅读越来越少,写作越来越少,情绪表达也越来越少,大家总是处于虚拟环境中,很少去社交。这不是好现象,大脑是在与人交往中进化的,在融入世界中发挥创造性。当下,我们(社会大众)在这方面做得并不多,这是我所担心的。这与脑机接口无关。

人物简介:

米格尔·尼科莱利斯,医学博士,哲学博士,生于1961年3月7日,脑机接口(BMI)概念提出者和领域创始人,法国科学院、巴西科学院和梵蒂冈宗座科学院院士,美国杜克大学荣休教授,巴西桑托斯·杜蒙研究所创始人,国际纳塔尔神经科学研究所联合创始人,世界著名的“重新行走计划(WAP)”创始人,他评为美国50强科技领军人物,2015年入选《外交政策》杂志全球百位思想家,2016年获世界资讯科技与服务联盟年度杰出人物奖,2017年获国际电气与电子工程师协会新兴技术奖。

 

 
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