吉米·亨德森与克里希纳·申诺伊

脑内微芯片

    丹尼斯·迪格雷微笑注视着面前的虚拟键盘屏幕，在这位64岁的高位截瘫者身边，斯坦福大学顶尖的脑科学家正在测试，他是否能通过最新研制的脑机接口微芯片，仅凭想象操控光标，拼写出要表达的词汇。

    1分钟的测试结束，他拼出了8个单词，39个字母。实验室爆发出掌声，斯坦福大学近期的这项试验刷新了同类技术能达到的最高速度。对于那些虽有清醒大脑，但却无法运动、无法表达的“失能者”来说，这意味着他们有望将脑内奔腾不息的思想重新投射到现实。

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    更快，更小，更准确

    当迪格雷“敲”完字母后，项目负责人之一的吉米·亨德森医生激动地搂住他大喊：“老兄，这都快赶上我拿手机打字的速度了！”

    这是“脑机接口”始终追求的目标：更快的速度，更强的识别大脑意识的能力。

    上世纪60年代以来，科学家一直在寻找让失能者轻松表达自己的办法。罹患渐冻症的物理学家霍金，如今佩戴着眼动电脑，通过红外线感知眼球的转动选择字母，再用眨眼或面部肌肉抖动锁定它。这是目前类似病患与外界交流的主要办法。

    不幸的是，失能者的症状很可能加重。霍金一度有3根手指能动，如今却连面部肌肉都已僵硬，即使配有顶尖算法的联想输入，每分钟也只能拼写五六个单词。还有很多渐冻症患者，病情加重后甚至无法控制自己的眼球。

    但他们依然有着丰富的想象力和强烈的交流欲望。清华大学医学院的高小榕教授是我国最早研究脑机接口的科学家之一，他告诉记者：“如果表达是人类最基本的自由，脑机接口就是守护人类自由的底线。”

    与已有方法相比，这条“底线”潜力更大。斯坦福脑机接口项目的另一位负责人克里希纳·申诺伊教授直言：“只有脑机接口有能力倾听并表达隐藏在神经元里的声音。”

    这意味着，脑机接口的终极目标是感知大脑全部所思所想，再瞬间解码成电子指令，在机器上实时表达。如果这个目标得以实现，失能者可以用计算机合成语音，与人自如交谈，或者控制假肢自由生活。

    “过去我们感应脑电波，如同站在演播室外聆听观众的鼓掌叫好。现在，我们则能站在指定观众面前，看着他。”亨德森医生说，神经传感技术改进的追求还包括“更小”，让植入脑内的电极更加不易耗损，同时用“微创”降低手术感染风险。更重要的是，斯坦福研究团队一直致力于探索神经元活动和运动的具体关系，不断优化将脑内电信号转化为计算机指令的算法。

    这是迪格雷实现快速拼写的重要原因，浙江大学求是高等研究院的张韶岷副教授总结道：过去，人们对大脑这个“黑箱”的复杂运作过程知之甚少，对算法的改进更像无数次尝试后总结出的粗浅规律，来估计输入信号和结果之间的关系。而现在，随着脑科学的发展，人类可以更高效、有针对性地改进算法。

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    各学科联合起来

    尽管整个学界都在为斯坦福大学的成功欢欣雀跃，亨德森医生想起向脑内植入芯片的那场手术，仍会脱口而出：“太难了！”

    高小榕称之为“两难选择”。将电极植入脑内的有创脑机接口，感染风险迄今难以完全规避。植入大脑的电极作为外来物，会引起排异反应，形成疤痕组织。少则两三月，多则一两年，电极会被这些疤痕组织包裹，丧失感应脑电信号的能力。

    生物医学无法独自解决这么多问题，这项技术必须跨界。

    斯坦福大学的脑机接口实验室，汇聚了生物医学、信息工程、临床医学、材料学甚至物理学等多个领域顶尖专家。申诺伊教授曾是纯粹的信息工程学家，12年前，他在一场学术会议上碰到了亨德森医生，才意识到将电极置入人脑之内是完全可行的。

    “这是一场化学般的反应。”申诺伊说。

    现在，脑机接口领域最有前景的突破，几乎都是跨界得来的。通信学家试图用干电极取代导电液感知脑电信号，生物医学和信息工程学家忙着探索脑神经元的运转奥秘，计算出更优的算法，临床医生努力降低感染的风险。

    这些前景令张韶岷对脑机接口的未来充满信心：“半个世纪以前，我们还觉得在脑内放置电极治疗帕金森病，在心脏内放支架是天方夜谭呢。”

    申诺伊和亨德森乐观地预测，不出10年，迪格雷脑内的这张芯片能就帮助全世界失能者重新发出自己的声音。

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    最酷的电子游戏

    看到新闻，张韶岷很好奇，丹尼斯·迪格雷为什么愿意接受这场试验。

    10年前，迪格雷在大雨中滑倒，折断脊椎，造成颈部以下高位截瘫。但比起重度中风和渐冻症患者，他仍可以自由说话，完全不需要借助芯片来翻译自己的想法。

    不过，迪格雷压根儿不介意科研人员往他大脑里放置小东西，他甚至对亨德森笑着说：“这是我玩过最酷的电子游戏。”在他看来，能参与人类最尖端的科学尝试，本身就是很棒的事。

    张韶岷想起他在美国布朗大学做博士后项目的经历，他所在的科研团队，在临床试验中得到两位身患渐冻症的老人的全力支持。

    每周3到5天，科研团队都要在老人家中反复进行枯燥的试验，经常持续七八个小时。患者家属还会摆好饭菜，和技术人员一起用餐。

    “这些人认为参与试验也是人生价值的实现。”张韶岷坦陈，目前在国内开展相关实验，还有很长的路要走。

    脑机接口未来追求的目标，是让失能者不必惜字如金，不必追求意义，他们可以随便聊聊，随便得就像迪格雷用意念敲出的那句话：“矫健的棕色狐狸越过了慵懒的狗。”

    据《中国青年报》