美中競爭腦控技術 “腦控”是否會演變成“控腦”令人擔憂

美國史丹佛大學的一項腦機介面技術演示(資料圖片)

美國科技實業家伊隆·馬斯克(Elon Musk)最近透露Neuralink公司腦機接口人體試驗成功的消息後,中國科研團隊也立刻宣佈了讓癱瘓患者用意念操作機器的“腦控”技術突破。但腦控技術發展的同時也帶來巨大的道德隱憂。一些人擔心,“腦控”技術最終會演變成“控腦”術。中國“腦計劃”研究中將腦機接口的醫療用途和人工智能一起研究的做法尤為令人擔憂。

美中紛紛宣佈腦機接口技術進展

馬斯克1月29日在社交媒體平台X上透露,他旗下的腦機接口公司Neuralink已為首位人類患者植入了大腦芯片,植入者恢復狀態良好。Neuralink這一產品名為“心靈感應”(Telepathy)。馬斯克表示,初步結果顯示,初步結果顯示“神經元尖峰檢測很有前景”。

他在X上發文說:“只需要思考,就可以控制手機或電腦,並通過它們控制幾乎任何設備。”

腦機接口(Brain-Computer Interface, BCI)研究旨在將外部設備與人類或動物大腦創建直接連接通路,試圖通過解碼腦電信號,將信號傳輸到外部設備,讓設備執行各種操作。

目前,醫療領域是腦機接口最常見及最主要的應用領域。例如,為遭受嚴重創傷或患有先天殘障的患者製造可以憑“意念”控制的輪椅和假肢:讓同時患有語言和肢體障礙的患者憑藉腦機接口,將其所思所想呈現在電腦屏幕上,實現與外界交流。腦機接口技術也可用於腦部或神經受創的患者相關的康復訓練。

Neuralink將腦機接口試驗直接應用於人體的時間並不長。美國食品和藥物管理局(FDA)2023年5月才批准該公司進行人體試驗。同年9月,Neuralink開始為其首次腦機接口臨床試驗招募參與者。

據Neuralink介紹,其研究項目全稱為“精准機器人植入腦機接口”,是一項關於完全可植入的無線腦機接口醫療設備的試驗,旨在評估植入物和手術機器人的安全性,並評估腦機接口的初始功能,幫助癱瘓者用大腦的意念控制外部設備。

馬斯克說,這項試驗“就像用智能手錶代替人的一塊頭骨”,然後把線縫進腦組織,讓它們靠近神經元並傳遞訊號。

伊隆·馬斯克與Neuralink公司的標誌(2022年12月19日)

馬斯克的推文引發強烈反響後,中國的科研隊伍也不甘示弱。北京的清華大學在馬斯克公佈Neuralink腦機接口試驗的當天也對外宣佈,透露該校醫學院與北京宣武醫院合作,早在2023年10月24日就成功進行了“無線微創植入腦機接口”,通過在高位截癱患者顱骨中植入處理器,採集患者的腦區神經信號,讓患者通過意念“腦控”外部機器設備,實現自主喝水能生活功能。

Neuralink對人腦具有高侵入性

目前,腦機接口技術按照對外部干預對大腦的侵入程度,可以分為非侵入式、侵入式、半侵入式三類。把傳感器放置在頭皮上的腦機接口系統可以被歸類為非侵入式系統,測量大腦產生的電位(EEG腦電圖)或磁場(MEG腦磁圖)。

半侵入式的腦機接口技術將電極設備植入顱骨和大腦皮層之間的腦膜上,相比非侵入式距離神經元更近,但不直接接觸神經元細胞——清華大學的此次進行的試驗就屬於這一類。

馬斯克的Neuralink相關產品屬於侵入式,讓電極與神經元近距離接觸,可以獲得更高質量的神經信號。

世界上已經有多家科技機構研製出可以讀取神經信號、並將信號傳遞給外部電腦設備的技術。例如,Neuralink的主要競爭對手之一、2012年成立的美國Synchron公司腦機接口產品使用微創手術,將網狀材料製成的傳感器植入大腦運動皮層表面的血管,通過頸靜脈連接到身體外部的設備,讓身體活動受限的使用者用意念操作智能設備。

在馬斯克宣佈成功進行人腦植入芯片後,Synchron公司在2月1日宣佈收購了德國薄膜組件技術公司Acquandas的少數股權。分析認為,Synchron對德國Acquandas的收購,有利於這一產品的量產和商業化。

馬斯克的Neuralink技術的先進性在於其可以傳輸大腦數據的速度和數量。科學家普遍認為,侵入式腦機接口於構建腦與機之間的通路,徹底實現“人機合一”,是這項應用的未來走向。

Neuralink這款名為“N1”的大腦芯片有25美分硬幣大小,64條以特殊材質製成的柔韌線植入腦組織。每條線都有十幾個電極,可以跟蹤1024個大腦活動的位點。

《華爾街日報》援引麻省理工學院腦科專家的話說,Neuralink設備連接線的柔韌性可能也是其技術的先進之處。

英國牛津大學神經工程師蒂姆·丹尼森(Tim Denison)對《自然》(Nature)雜誌網站表示,Neuralink等機構在腦機接口技術領域取得的進展令人振奮,但還需關注這些技術的安全性、信號質量、耐用性以及用戶體驗方面。

美中誰在技術上更領先?

雖然還沒有中國科學家直接對人體進行侵入式腦機接口試驗的公開報導,但分析認為,中國在腦機接口領域的總體水平正在趕超美國。

中國“腦計劃”(全稱為腦科學與類腦科學研究計劃)是中國政府支持的最全面的腦機接口研究項目。該項目於2015年與“十三五”計劃一起開始籌劃,並在2021年正式啟動,獲得政府撥款超31.48億元人民幣。

加州大學伯克利分校哈斯商學院講師、智庫諮詢機構Cambrian Future首席執行官奧拉夫·格羅思(Olaf Groth)對美國之音表示:“考慮到增強和擴展腦機接口用例所需的基礎科學和基礎工程的大量工作還仍在進行,很難說(美國和中國)誰領先,而且(下這樣的結論)可能會適得其反。”

他說:“如果你只看企業和初創企業的發展,以及傳統的基礎神經科學和認知技術研究能力,美國可能在總體上佔據優勢,但中國的增長更快,例如在最近的專利活動方面。”

“腦控”還是“控腦”? 巨大道德問題令人擔憂

雖然腦機接口技術並未普及,但已經引起各方對這一技術應用帶來的倫理、隱私、公民權利等方面的問題。

2019年,福州一所學校讓學生佩戴頭環,檢測學生在課堂上的“分心”的情況。中國媒體報導說,這一“全國教育信息技術重點課題”的實驗通過腦電波頭戴設備,讓老師可以監測學生上課專注力情況,分析學生學習習慣、興趣點、課堂關注度等指標。

美國佐治亞理工學院國際事務副教授、技術政策專家瑪格麗特‧科薩爾(Margaret Kosal)說,中國往往試圖搶先將科技推向消費者市場。她對美國之音說:“這不一定是好事。”科薩爾說,中國的腦機接口使用“常常未獲得認證,更多的是為了管控。”“這些新興技術如何被使用是一個巨大的道德問題。”她說。

2月2日,中國科技部發佈《腦機接口研究倫理指引》。官方媒體新華社報導說,這一倫理指引明確腦機接口研究“應確保研究具有社會價值”,強調將技術的“修復型”方向、符合“服務公眾的健康需求”。

中國腦計劃“一體兩翼”佈局尤為令人關注

但中國腦計劃“一體兩翼”佈局已經令人擔憂。“一體兩翼”指的是以研究腦認知的神經原理為“主體”,研發腦重大疾病診治新手段和腦機智能新技術為“兩翼”。中國的“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要也將腦機接口列為科技前沿領域攻關,也是中國科技部“科技創新2030”計劃的“腦科學與類腦研究”重大項目的佈局重點之一。

專家們擔心將腦機接口與人工智能技術同時研究的做法有一天會讓“腦控”技術演變成“控腦”技術,因為腦機接口的潛在作用不僅在於用人腦控制機器,未來也可以讓外部機器控制人類的情緒和認知。

喬治城大學安全與新興技術中心首席分析員威廉·漢納斯(William C. Hannas)曾對美國之音說,腦機接口技術可以調節人類的情緒,這一技術領域被稱作“情感計算”(affective computing),中國在這方面“非常活躍”,已經出現了“數百篇關於這一主題的中國學術論文”。

漢納斯說:“儘管腦機接口在恢復數百萬人的認知平衡,也就是心理健康方面具有巨大潛力,但其明顯的危險在於其出於政治和‘社會’目的驅動人類情緒的能力。更進一步說,在神經元水平上也存在所謂‘思想控制’的潛在能力。”

除此之外,美國政府和科技政策研究人士擔心,在醫學和商用領域之外,腦機接口可能被運用到軍事領域,因此有必要對包括中國在內的敏感國家獲取此類技術施加限制。去年2月,美國商務部曾考慮在腦機接口(BCI)技術領域對中國進行技術禁運。

加州大學伯克利分校的格羅思說:“(美中兩國)當然會有競爭。中國的軍民融合和美國對此的反應可能會引導腦機接口朝著國家利益和國家安全利益的方向更寬泛地推進。”

包括科薩爾在內的技術政策專家警告,用思維或意念對機器人進行直接控制的技術未來可能被用在戰場上,讓士兵以高精度指揮控制武器設備和機器人。

不過,也有專家表示,這些對未來的安全恐懼不應阻止科學家讓腦機接口技術在醫療方面的進取。格羅思說,因為大腦的複雜程度極高,腦機接口不會像人工智能(AI)技術一樣在可預見的的未來取得突飛猛進式的應用突破。

“人類大腦的複雜性、加上讓人腦智慧(wetware)與軟件和硬件交錯結合的複雜性,意味著我們需要更先進的計算和材料技術。”他說。