假如在你的大脑中植入一个芯片能让你变强，让你“自我升级”并部分地变成机器，你会这样做吗？人脑与机器高度融合真的可行吗？要做到这一步，基于人类对脑的了解程度。中国科学院院士、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明在解读《我们为什么要探索人脑的奥秘？》中提出，“因为目前对大脑工作方式的了解有限，人工智能的开发与研究目前仍处于较低水平，虽说脑科学已有相当的进展，但是未知比已知要多得多。”尽管如此，作为一种充满想象力及可能性的交互方式，“脑机接口”正从最初的纯科幻，一步步地走向现实，目前已给脑神经疾病患者带来福音，也将加快人类对人脑的探索。“美国科学狂人”马斯克日前宣布，其领导的脑机接口研究公司Neuralink将于8月28日公布脑机接口新动向及新产品，未来或可增强人类的认知与行为能力。
中国科学院院士、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明
如何研发脑疾病干预手段？建立非人灵长类动物疾病模型
据最新统计数据，全世界约有5000万人患有阿尔茨海默症或其他类型的痴呆症。2019年《阿尔茨海默症事实和数据》报告显示，每10名65岁或以上的美国人中就有一人患有阿尔茨海默症。类似的重大脑疾病，还包括幼年期的自闭症、智障，成年期的抑郁症和各种成瘾行为。目前，这些重大脑疾病已经成为患者本人、患者家庭乃至整个社会的沉重负担。那么，这些脑疾病是怎么产生的？又是否能在早期诊断、干预和治疗？
“只有充分了解这些脑疾病的机理，才能够找到最有效的解决方法。但我们在这方面的了解有限，尤其是对抑郁症、精神分裂等精神类疾病，并不清楚到底是什么原因造成的。而在脑疾病诊治中所研发出的各种干预手段，因涉及伦理问题，在应用到人体之前，必须先进行动物实验。事实上，由于通过鼠类模型进行的神经药物试验超过9成无效，要研究脑类疾病必须使用更接近人类的动物。因此，建立起猕猴等非人灵长类动物的疾病模型，就变得非常重要。如果能获得一批遗传背景完全一样的猴子，将更便于实验控制和操作。”蒲慕明把克隆猴的研究形容为《西游记》中孙悟空的拔毛变猴，如今已成为现实。2017年11月至12月，蒲慕明所带领的中国科学院神经科学研究所非人灵长类平台迎来了世界首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”，这意味着中国率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型。利用克隆技术，可培育大批遗传背景相同的模型猴。
克隆猴“中中”和“华华”（图|光明网)
蒲慕明认为，以灵长类（猕猴）作为模式动物有两个重点，一是它的高等认知功能，如训练猕猴能够在镜子里面认得是自己，这样就可以研究自我意识，进而理解比较高等认知功能的神经基础。另一个重点就是作为疾病的模型，广泛应用于新药测试。目前，上海松江区正在建设新的研究所，将容纳多达6000只非人灵长类动物，包括许多转基因猴子。蒲慕明希望该中心能像CERN（世界上最大型的粒子物理学实验室）一样进行灵长类动物神经生物学研究。“所以说，高等认知功能的神经基础和脑疾病模型的研发，是我们努力的方向。”
脑科学领域最有可能实现何种重大突破？脑疾病的诊断和治疗
作为脑疾病的研究模型，人类如何在非人灵长类动物上实施刺激干预，又取得了哪些成果？蒲慕明举例，如人体有昼夜的节律，节律异常与许多脑疾病、代谢性疾病、肿瘤等有关。在研究中敲除了猕猴节律的基因，发现它有许多症状可以反映到人体节律异常的症状，比如睡眠不正常、出现焦虑、抑郁，甚至精神分裂的一些症状，这说明猕猴是可以用来做研究的对象。“我们构建出了世界上首个非人灵长类自闭症模型，即将人的基因与自闭症的基因在猴的受精卵中进行表达，得到有自闭症的猴子。被插入基因的猴子就会产生各种表情，包括重复性活动与反复的动作表达。”自闭症最常见的症状就是喜欢做重复的动作，试验中的猴子在笼子内不停地朝着相同的方向重复转圈，可见，它有较严重的焦虑症，并且与其它野生猴或者转基因猴一起玩耍的时间特别少，总是喜欢独自待着。
敲除了猕猴节律的基因，发现它有许多症状可以反映到人体节律异常的症状
有的猴子睡眠不好，睡觉时会有动作，但通过试验，它的动眼睡眠、非动眼睡眠都发生了下降，这是因为研究人员把一个焦虑的基因从胚胎中敲除了。众所周知，人身上所有的组织中都含有焦虑的激素，并随着时间的波动而波动，白天和夜晚都不相同，但这种波动在这个猴子身上消失了。蒲慕明描述，把野生猴和敲除焦虑基因的雌猴放在同一个笼子里后，野生猴会在笼子里到处跑动，而另一只则躲在一旁一动不动，有人来往时，它就往笼子上面跑。“由于猕猴的大脑结构跟人非常靠近，是很好的模式动物，所以我们要先在猕猴等动物身上进行各种操作，查找工作原理，之后引申开来，看看人类的大脑是否与此相同。”
近几年，欧美和日本争相提出“脑计划”，无论是侧重新型脑研究技术，还是计算机模拟大脑，脑科学领域已受到全世界的关注。我国的脑计划则是“一体两翼”的布局：“一体”即以研究大脑认知功能的基础研究为主体，“两翼”之一是指目前有实际需求的脑疾病诊断和治疗，另一半则是人工智能与脑科学结合的脑机智能新技术。脑科学涉及的研究领域广阔，蒲慕明认为，在未来最有可能实现重大突破就是脑疾病的诊断和治疗。当前脑疾病的药物已经有了突破，如果能够在患者的智力、记忆力开始下降时，就进行早期干预，就能延缓老年痴呆的出现。如果有这种干预手段，对社会将是极大的贡献。”
中国脑计划“两翼”之一是人工智能与脑科学结合的脑机智能新技术
人脑可否与计算机联通互动？脑机接口新成果将于8月28日公布
克隆猴的成功将有力促进针对自闭症、阿尔茨海默病等脑疾病的研究、提前干预和治疗，而当下给神经疾病患者来福音的正是“脑机接口”这一高科技。脑控智能轮椅、脑控打字机、脑控机械外骨骼、脑控智能假肢……这些神奇的功能都是以脑机接口为核心的，其主要是通过解码大脑活动信号获取思维认知等信息，实现人脑与外界直接交流。那么人脑能与机器高度融合吗？脑机接口技术至今发展到了什么地步？
过去几年，脑机接口在医学康复领域的应用已逐步兴起，它们主要是单向的，常见于作为脑损伤病人的交流工具或者运动控制。去年3月，一位颈部以下截瘫的男子就通过意识聚焦，移动了自己的手。脑机接口的应用相当广，蒲慕明介绍了两类脑机接口，一种是非侵入式的，即将电极放在头皮上，通过脑波诊断来判断大脑的状态，做疾病的诊断，还可以用脑波来控制外面的机器、外骨骼系统。另外一种是侵入式的，即直接把电极插入到大脑皮层，它可以记录更多、更准确的大脑的反应，进而更好地操纵外面的器械。
在法国国家科学研究中心，研究人员正在安装脑机接口头盔
在蒲慕明看来，未来5年，类脑人工智能会有一些成果，“新型脑机接口，不应该是简单地大脑控制机器，而是机器会反馈到大脑，进而改变大脑控制的模式。”闭环式的脑机接口可以调控大脑的功能，比如说想要一个不想睡觉的人进入睡眠，可以非侵入式地记录他的电波，然后根据脑的状态做反馈脑刺激，利用另外一个接口，来刺激大脑，让大脑进入睡眠态。对于睡眠有问题的人，这将是一个非常有效的工具。又如可以用来观测和改变长途司机的大脑状态，让他能够保持清醒，正常工作。
蒲慕明提及，2019年夏天，马斯克宣布目前已经可以做到在猴子脑内植入芯片后，猴子通过大脑成功操控电脑。如果这项技术应用到人类身上，不仅能治疗大脑损伤和缺陷，还能大大增强人类的认知与行为能力。近日，马斯克又在Twitter上透露，其领导的脑机接口研究公司Neuralink正在研究一款能够使用户“直接通过芯片听音乐”的产品：不用耳机，通过脑机接口直接听音乐，还能平衡体内激素水平，缓解抑郁和焦虑……这项脑机接口新科技将于8月28日公布。消息一出，立刻在全世界引起了关注和期待，这很可能会是人类历史上里程碑式的一次突破。
日前，马斯克在Twitter上透露，其领导的脑机接口研究公司Neuralink正在研究一款能够使用户“直接通过芯片听音乐”的产品
马斯克想打造超级人类，这源于他与霍金的一个共同忧虑，那就是“总有一天人工智能会崛起，并打败人类。要想战胜人工智能，只有将人类与机器结合，成为比人工智能更为强大的超级人类。”虽然脑机接口技术对人类的益处众多，但能否投入广泛应用还处于未知状态。对于科技的发展总是有人欢喜有人忧，脑机接口是大有可为还是大有可“畏”还无法定论，毕竟它很有可能超出人类认知，而科技向善才是人类发展的必要条件。
作者：袁琭璐
编辑：袁琭璐
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