8月26日下午，163-2文匯講堂《腦機接口：生命進化新高度，BTIT時代新角色》在上海報業大廈43樓融媒創新空間演播室舉辦。中國科學院上海微系統與信息技術研究所副所長陶虎主講，華東師范大學腦科學與教育創新研究院常務副院長林龍年、哲學系何靜教授同臺對話。本次講座由文匯報與上海樹圖區塊鏈研究院共同主辦。
陶虎、林懷年、何靜展開多維度對話
上報43樓融媒創新空間內外，志愿者和技術團隊緊張監控線上線下狀態
文匯講堂首次嘗試線下演播室模式
嘉賓對話
何靜(對話主持人)：從2014年巴西世界足球杯開幕式上，一位高位截癱的青年球迷用腦機接口技術踢出了巴西世界杯的第一腳，到2020年馬斯克把腦機接口技術推向了風尖浪潮，精尖高深的腦機接口技術逐漸進入了公眾視野。陶老師深入淺出的技術講解，不但讓我們對腦機接口技術本身有了更深刻的認識，同時也引領我們進入一場關于人、世界和技術的人文對話。
意識和大腦的關系
何靜：腦機接口技術原理是從大腦中讀取信號并加以利用，這就涉及到意識和大腦活動的關系。有的哲學家認為，意識可以被還原到大腦神經元的活動。但有的哲學家持反對觀點，比如查爾莫斯認為意識和大腦活動之間存在解釋鴻溝。林老師你如何看待意識和大腦神經活動之間的關系？
只要設備足夠高級，意識可以通過神經元活動得到解釋
林龍年：作為腦科學家，我們傾向第一種觀點，無論腦子里產生什么樣的精神活動，只要技術足夠，捕獲到腦子里的各種信號變化，應該可以重構意識。如果有靈魂照妖鏡，的確可以把靈魂照出來，只是技術上還未達到。神經元放電不能解析，如果能觀測到所有化學過程和電過程，也許就能解釋了。
所以，精神是否獨立于物質？如果回答“是”，那就不能還原。如果回答“否”，只要技術足夠發達就能實現。
國外已初步做到讓猴子等通過“讀寫”獲得相同記憶
何靜：腦機接口技術除了解讀大腦意念、欲望，能否解讀諸如情感這樣復雜的意識活動？
陶虎：腦機接口目前研究最多的是運動和感覺的重塑和修復，這兩方面是由神經元放電產生特殊固定的圖案來形成的，我們的工作就是捕捉和理解它們。它的精細、準確、實時程度，就是工程上的挑戰難度。
一方面，記憶、情感對我們來說，關鍵是找到特定的神經環路的可重現方式。已有外國研究表明，包括猴子甚至較為低級動物的記憶可以被發現。不同記憶的內容，在大腦里會產生相應的神經元放電方式。所以理論上可以通過寫入類似的方式讓實驗動物獲取同樣的記憶。但目前的實驗還很粗淺，只有字母、數字的記憶內容，未來隨著技術的進步，理論上有可能實現更高難度的目標。
另一方面，短時間內捕捉時很難做到窮盡每一個神經元，我認為也沒必要，因為通常是一群或環路中的關鍵部分在起作用，我們抓的是它的規律。
人與工具的邊界
何靜：在腦機接口技術中，主要依賴人工智能技術來讀取大腦信號，因此我們似乎很難簡單地從原有的人與工具的關系來思考大數據時代人與智能體的關系，原本肉身的人，因為被植入了機械設備而成為“賽博格人”，而機器和動物也因為與人的聯結成為“擬人”的存在。那么，腦機接口技術是否意味著我們要對人和工具、智能體之間的邊界進行重新界定呢？
人自身仍在進化，大腦不是極限，更主張生命的數字化
陶虎：這意味著有兩個途徑，數字的生命化，生命的數字化。前者是把記憶、知識、經歷用數字方式存儲起來。后者是例如ChatGPT可以進化出自己的智能與想法。前者需要肉體，后者不需要肉體。
我目前堅定地認為需要肉體，我們沒有充分發揮身體特別是大腦的潛力，我不認為大腦數字化是極限。
何靜：心智哲學領域的中具身認知，強調身體在認知中扮演重要的作用。它起源于梅洛-龐蒂、海德格爾等哲學家對身體的思考。陶老師的講述中似乎隱藏著一種張力：身體既可以被延展也可以被“去身體化”。那么，腦機接口技術是否顛覆了哲學家所強調的身體在認知中的作用？如果身體可以被機器取代，那么是否會導致身體“用進廢退”？
“去身體化”的靈魂永存目前不現實，人腦機理研究尚未突破
林龍年：人類依靠身體而獲得自我意識。像馬斯克所說的把他的靈魂數字算出來，我個人覺得不太可能，因為靈魂怎么從腦子里抽出來取決于一些基本原理的突破，目前根本不知道腦子里意識是怎么回事，腦子里記憶藏在何處。如果突破，也可能會發現它不可復制，你照樣不能閃存。
陶虎：同意。技術工程領域目前要為兩類人提供很好的服務，一是前沿的腦科學神經科學家，用于前沿腦科學探索，二是為臨床醫生、病人提供更好的醫療器械，用于重大腦疾病診治。
硅基智能的出現讓人類碳基智能不再是唯一，帶來不確定性
林龍年：說到身體的邊界，必須明白人和動物的區別是什么？唯一區別是語言，在語言中構筑了精神世界，形成智能、意識等。人工智能的ChatGPT也叫大語言模型，表現出了智能。如此看來，這個世界上有兩套智能系統，一套基于硅基，一套基于碳基。
碳基接收信息非常慢，靠感官來改變語言結構，帶動神經元一起活動增加連接。但人類并非生來空白，而有四十億年的生物進化史，數億代個體通過進化把他們適者生存的經驗沉淀在先天的神經網絡中。人類的神經網絡耗能非常低，效率遠遠高于人工智能。
而人工智能依靠的是網絡節點權重，改變權重的機制就是大數據訓練。數據庫巨大但耗電也巨大。這波人工智能讓我覺得世界未來發展存在諸多不確定性。
倫理如何站崗
何靜：我曾經看到一個報道，一位無法正常行動的老人坐在高智能輪椅上街想按鍵過馬路，但智能輪椅注意到了對面是紅燈，它通過腦機接口技術發射信號到老人的大腦，從而抑制老人想要過馬路的意愿。由此延伸，如果機器反過來控制人的行動，由誰承擔這個責任？
林龍年：永遠是人類個體負責，不會是機器負責。以過紅綠燈為例，只是以前獲得信息的是感官，現在是可以把信息直接給到腦子里，最后做出行為判斷的必須是具有獨立意志的人，如果人類個體沒有獨立意志，安裝腦機接口意義也不大。
何靜：一旦腦機接口技術從治療到增強，我們如何通過倫理規范對它加以約束，使得這種技術的應用不違背社會公平公正，而不僅僅成為有錢人的專利。桑德爾曾提出“跑鞋案例”，很多人一起跑步，其中一人穿著跑鞋跑步，其他人光腳，跑鞋就是他的增強。而當人人都穿鞋跑路的時候，它就不再是增強而是必需品了。就腦機接口技術來說，似乎也蘊含著類似的隱喻。
陶虎：在科學界所做的所有動物實驗，包括臨床實驗室都有嚴格的倫理審批。“不要讓倫理管控成為科技進步的阻礙，但也不能讓科技進步作為倫理失控的借口。”
林龍年：規范永遠針對大多數，對于突破底線的行為只能依靠法律手段。不光腦機接口領域，所有科學領域都取決于用的人怎么用。
中美競爭態勢
何靜：您有沒有信心或者您是否認為，以腦機接口為代表的數字生命研發方面，若干年后，中國有望走上超車道居于世界前列？
個別點有優勢，系統合成上需要各領域開放合作
陶虎：我對于包括腦機接口在內的硬科技的認識在不斷的校正中。曾有一度相信中國的腦機接口未來一定會做得比美國更好，但做著做著覺得難度并不小。比較客觀的評價是，腦機接口是一個系統工程，包括我們團隊在內的很多科研人員在某些點上可能會做得很好，但整個系統與美國還有很大差距。馬斯克的Neuralink公司在每一個點上并沒有完全不可替代的技術，但是合在一起，系統優勢就很大。
你說有沒有信心？我非常有信心。因為腦機接口是一個前沿科技，無論美國還是中國，目前多數還是由科學家或科研團隊發起，包括Blackrock、Brain Gate、Synchron、Neuralink等商業化公司的技術大多都承延自高校及科研機構。
中國在這個領域并沒有落后太多，如何追趕和超越？最關鍵的是開放合作，與神經科學家、材料學家、機器人學家、醫生合作，與企業、資本、政府合作，和一切能做這件事情的機構合作。
上海團隊獲批臨床倫理早于馬斯克團隊15個月
如果說在哪個地方有突破的可能性？其中一個突破點是植入方式。中國在臨床手術上病人基數大、依從度很高，在臨床試驗方面比國外具備更大的優勢。如何把這個優勢轉化為腦機接口領域能夠加速發展甚至超越的機會？技術開發方與臨床醫生、神經科學家一起探討如何在創傷性、性能性上取得一個平衡，這可能就是我們突破的機會。
還有一個優勢，我們的臨床倫理批件比馬斯克更早獲得。從技術上來看，人體試驗上的迭代是最快的，但倫理要求也更高。我們與馬斯克都在做侵入式腦機接口，都屬于醫療器械。馬斯克的Neuralink今年5月獲美國FDA批準進入人體臨床試驗，而我們團隊在去年2月就已拿到柔性腦機接口相關臨床倫理批件，領先國外1年多時間，并且在今年7月6日的世界人工智能大會上也公布了我們人體試驗的進展，使用柔性腦機接口技術成功記錄到人類大腦單神經元精度神經活動信號。
聽眾提問
腦機接口起源：美國軍機高速飛行導致手腳失控
科技工作者韓立欣：科學認識是為了控制外物，而對外物的控制是因為人受到外界的控制，這往復與無止境是否是人類的宿命？
林龍年：這不是人類的宿命而是好奇心。腦機接口發展就是這樣起源的：40年前，美國軍方發現飛機高速飛行時，飛行員手腳包括眼珠都無法動彈，但大腦是清醒的。如果有腦機接口的延伸就可以按動導彈鍵攻擊目標。所以美國軍方開始資助腦機接口研究，慢慢拓展到民用、醫療等各個領域，尤其是馬斯克將此推到一個風口上。
人類大腦只能被一個東西控制，那就是信息。大腦本質上是信息處理器，把人類所有感官帶來的以及成長經歷中所有信息匯集于此，基于這些信息作出判斷。人類的記憶包括兩種成分，一種是外顯記憶，另一種是內隱記憶。內隱記憶本身不進入意識范圍，但在人作決策時卻起著非常重要的作用。很多時候都是內隱記憶的信息促使我們作出判斷，但我們卻以為是外顯記憶在幫助我們作出的判斷。
如發現植物人意識所在的靶點腦區，治療就會突破
自媒體運營者梁君勇：腦機接口技術能否運用在植物人身上？
林龍年：植物人和其他腦疾病最大的區別是沒有意識。現在所有深部腦刺激治療，必須有一個靶點腦區，才能實施大概方位的介入。現在還無從得知意識相關的靶點，導致難度直線上升。對腦科學家來說，雖然有模型理論試圖解釋意識是如何產生的，但實際上我們并不清楚。
有觀點認為，意識是大腦皮層的廣泛激活，當我們有意識時，總感覺腦中好像有一個意識指針，指向聽覺就有聽覺，指向視覺就有視覺，因此，所有皮層在意識狀態下是處于一種大面積的激活。
聽眾梁君勇提問
采集的電信號如能精確到單細胞，癲癇等有望干預
自由職業者雷政：植入腦部的電極，它采集的信號到底是什么？可否解釋？
陶虎：植入腦機接口采集的是電信號，有時候也有光信號。電信號分兩大類：電生理就是神經元放電信號，電化學主要是多巴胺、谷氨酸等神經遞質，泛泛來說，很多神經疾病電生理有直接反映，很多精神類疾病則需要和電化學相結合。
信號可否解釋與實驗設計的范式相關。有時測神經元放電動作的電位，電極不夠精準或者特別大，測到的是一群神經元的放電行為的平均值。如果能夠更加精準地采集和刺激到單細胞，就可以做更多的事情，比如精準調控元癲癇病神經發病原區，而不產生太大的負作用。
聯合國教科文組織和中國國內都在制定相關法律
上海高校老師王園：您說腦機接口目前主攻醫療，將來拓展到大規模的商用，如何立法以確保人的生命健康？
陶虎：非侵入式包括情緒頭環，更多當作消費品在出售，本身對大腦沒有太多的調控危害很小。侵入式更多作為科研臨床探索，或者是醫療器械的注冊。
在法律法規方面，7月13日聯合國教科文組織召開了一個神經調控會議，征集各國科學家和政府關于神經技術行業建立共同的倫理框架的意見。國內層面，由不同單位牽頭開展腦機接口臨床共識論證，希望盡快填補該領域的法律空白。
腦機接口的無線芯片為何難做？流片周期長
文化傳播者柴俊：您的團隊在做馬斯克線路上類腦機接口，可方便分享一下嗎？
林龍年：我們科研團隊目前在研發64通道的無線芯片,它可以進行實時神經元活動數據采樣，并且無線傳輸數據。我們也正在做與馬斯克對標的Neu ralink 2020版1024通道的芯片，希望這個芯片能夠先記錄神經元活動信號，最后變成閉環，把刺激給出去。
目前我們已做到第六版流片。流片（Tape-out）是指設計完整的芯片電路后，將其轉換為物理芯片的過程，是整個芯片制造過程中的一個關鍵步驟。自己實踐后才知道為何芯片制作難度那么大。芯片代碼不能像計算機軟硬件可隨時調整，流片做好后要花很多時間做功能測試，但凡發現一個問題就得重新流片，研發周期較長。
馬斯克從成立公司到推出第一版腦機接口芯片，兩年時間進行了八次流片。我們團隊需要六個月至一年才能流一次片，公司操作和科研團隊操作非常不同。我們未來也可能進入公司化的操作來推進國內腦機接口事業的發展。
學科協作愿望：神經科學家跳出原有范式參與工程
主持人李念：您剛才給我們描繪了非常美好的前景，您最希望什么樣專業的人來積極加盟合作的大團隊？
陶虎：從本性來說，我們希望有信心、尊重科學、敬畏技術的人。從學科來說，我們希望有更多神經科學家愿意跳出原有范式，與工程多結合，螺旋式地互相推進。
林龍年：目前我國還沒有商用的腦機接口芯片。這需要時間，需要積累，就像華為一樣有漫長奮斗的過程。在科學上的超車沒有捷徑，唯一捷徑是持久的人力投入。美國神經學會的年會約有3.6萬人參加，而中國的年會是3000多人。所以，如果能在五到十年內趕上，接著五到十年就可談超越了。
閱讀原文
來源丨文匯報
編輯丨王越月
編審丨戴琪
