猴子雙手被綁下用「意念」成功取食物　國產腦機接口實現全球首例

通過意念完成行為是許多人想像過的事情，近日，天津南開大學段峰教授領銜的團隊就完成全球首例非人靈長類動物（猴）「介入式腦機接口試驗」，讓一隻雙手被綁的猴子在想伸手拿食物吃時，能通過意念（腦電信號）操縱機械臂運動，結果成功把食物送到自己口中。
據介紹，相比於美國富豪馬斯克（Elon Musk）旗下的Neuralink公司需要在猴子腦袋上打洞，今次使用的是醫療領域成熟的神經介入技術，安全性相對較高。段峰更將該技術稱為突破國外技術封鎖、實現「降維打擊」的一步。

電影《銃夢：戰鬥天使》有這樣一幕：在26世紀的未來世界中，街頭賣藝的殘疾人士可以用機械臂自如地彈吉他，只有大腦保存完好的女主角艾莉達在安裝機械肢體後重生。

上述情境離我們有多遠？據《每日經濟新聞》報道，近日，段峰的團隊就利用國產腦機接口讓猴子通過意念取食，透過驗證「介入式腦電信號解析」這一新技術，實現主動意圖識別對機械臂的控制。未來還將開展人體試驗，實現「人機協同介入式腦機康復系統構建」這一新應用。

近年來，歐盟、美國、日本皆耗費大量人力、物力、財力開展腦機接口技術研究與應用。包括馬斯克旗下Neuralink公司在內的科技巨頭公司，投入了超過3億美元（約23.48億港元）在非侵入式「腦機語音文本界面」技術、人腦記憶功能、神經假體等腦機接口細分領域，美國國防高級研究計劃局還開展了以控制神經元增強士兵認知和決策能力為目的的下一代無外科手術神經技術項目。目前腦機接口在軍事上的應用已佔全球腦機接口總應用的25%，而據中國電子技術標準化研究院公佈的《腦機接口標準化白皮書2021》預測，腦機接口技術潛在市場快將達數百億元人民幣。

不過，Neuralink公司的侵入式技術，是需要在猴子腦袋上鑽一個洞，將電極插入其大腦皮層內部，並將大腦連接一台外界設備，雖然最終使猴子們藉助「意念」在電腦上玩遊戲或者打字，但23個試驗猴中有過半已死亡，Neuralink亦因涉及違反《動物福利法》受查。

相反，段峰採取非侵入式腦機接口，是隔著頭皮採集腦電信號。

段峰發現，其實兩種技術各有不足之處，侵入式腦機接口對試驗者的傷害很大，安全性難以保障，但非侵入式腦機接口採集信號的準確性和長期識別的穩定性亦有待提高，考慮到頭皮表面腦電信號的客觀干擾過於複雜，技術壁壘一時三刻難以突破。

最後，他聯手神經介入器械公司心瑋醫療，共同研發介入式腦機接口，涉及到前端的腦電信號採集傳感器（在支架上放置電極）和後端的信號放大器。

具體操作上，介入式腦機接口不需要對試驗者開顱並切除大塊頭骨，只需在其頸靜脈刺個小口，再通過頸靜脈導管將裝有傳感器的支架送入位於大腦運動皮層腦區的血管。而導管被移除時，支架在血管壁內擴張，貼近血管內壁，從而採集腦電信號。

採集到的腦電信號經濾波、降噪等處理後，會導入電腦並進行解析，電腦識別到運動意圖後便會發送控制命令，從而操縱機械臂運動。因此，當被綁住的猴子想吃食物並產生伸手衝動時，就會持續產生腦電信號操縱機械臂的運動，最終實現把食物送入口中。

未來，團隊還將從動物試驗拓展到人體試驗，但難度亦會增大，除了需要找到更好的合作平台，倫理審批各項工作進展的不確定性也比較大。段峰表示，後續仍要繼續監測試驗羊和猴的各項生理指標，以評價試驗的有效性和安全性，但他希望在半年之內完成人體試驗前的工作。