今年5月 ， 一项“意念打字”的成果登上Nature期刊封面——肢体不能活动的截瘫患者在脑子里默默打字 ， 机器可以“读取”其大脑 ， 每分钟能写90个字符 ， 准确率超过99% 。 这一成果震惊学界 。
脑机接口这样的“黑科技”进展迅速 ， 正在进入现实应用 ， 这会给我们的生活带来哪些变化？脑机接口还能治辽抑郁和失眠？脑机接口和人工智能有怎样的关系？22日 ， 首届“脑科学开放日”在京举行 ， 多位人工智能与脑机接口领域的专家学者、业界人士探讨了脑机接口领域最新进展 。
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人工智能基础理论未建立 ， 根本原因是对大脑了解太少
清华大学人工智能研究院院长张钹表示 ， 人工智能的任务是利用机器来模拟大脑的功能或者利用机器来模拟人类的智能行为 ， 这就决定了人工智能的发展与脑科学、心理学密切相关 。
他介绍了目前人工智能发展的现状和面临的挑战 。 从应用层面来看 ， 目前的人工智能只能解决完全信息和结构化环境下的确定性问题 ， 如语音识别、图像识别、下围棋等 ， 这与人类大脑所表现出来的随机应变和举一反三的能力相去甚远 。
从理论层面来看 ， 张钹认为 ， 人工智能的基础理论迟迟未能建立起来 ， 其根本原因在于我们对人类大脑与智能了解得太少 。 比如 ， 基于深度学习的人工智能技术之所以表现得那么脆弱和容易受攻击 ， 原因在于我们所使用的人工神经网络模型与大脑实际的神经网络相比过于简单 。 解决这个问题的途径就是向大脑学习 ， 构建更加复杂和准确的神经网络模型 ， 发展脑启发下的计算.他提出 ， 发展下一代人工智能的关键在于与脑科学研究的结合 ， 向大脑学习 ， 将知识驱动与数据驱动结合起来 。
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张钹发表《人工智能与脑科学》主题演讲
清华大学生物医学工程系教授高上凯同样认为 ， 人工智能和脑机接口正在互相推动发展 ， 两者的结合是未来技术发展的重要方向 。 脑机接口可以直接跟大脑关联在一起 ， 可以记录很多大脑的活动 ， 但是记录到的数据怎么解读、利用 ， 就要通过人工智能技术来解决 。
她举例 ， 人工智能目前很成功的一个应用是人脸识别 ， 但如果光线改变或者把脸侧过去 ， 机器的识别效率就大大降低 。 但人类可能只凭一个背影 ， 就能认出这个人是谁 。 她介绍 ， 脑机接口在目标识别领域已经有所运用 ， 通过脑机接口 ， 有望让机器学习人的智能 。
“人工智能发展的未来将是人机协同、人机共生 ， 既不是简单的人类制造、控制、利用机器 ， 更不可能是人工智能取代人类 。 要实现人机共生的构想 ， 离不开对于人类大脑的深入了解 。 ”张钹总结道 。
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脑机接口已用于临床医学 ， 能治疗神经系统疾病、失眠、抑郁
如果说脑科学研究是人工智能技术的未来 ， 那么脑机接口在现阶段有没有已经成熟的应用？
清华大学航天航空学院院长李路明介绍 ， 在临床医学领域 ， 脑机接口的应用历史已经超过20年 。 “大家可能都知道心起搏器 ， 可能不太关注到脑起搏器 。 我们把两根1.2毫米的电极可以植到大脑的深部 ， 用刺激器把很多信号进行传导 ， 就可以调控大脑 。 ”他介绍 ， 目前世界上已经有20多万人植入了脑起搏器 。
他用视频展示了脑起搏器的治疗成果——一个浑身震颤的帕金森病人 ， 通过脑起搏器 ， 可以像正常人一样运动和生活 。
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李路明发表《脑起搏器与脑机接口》主题演讲
高上凯也表示 ， 现在很多神经系统方面的疾病 ， 手术和药物治疗的效果都不好 。 “比如中风偏瘫的患者 ， 传统的康复治疗是去康复四肢 ， 防止肌肉萎缩 ， 但真正的问题出在脑子 ， 掰胳膊掰腿的效果是比较差的 。 但现在脑机接口开始在神经康复领域取得了很大的成功 。 ”她说 。
相关数据显示 ， 人在步入老年之后 ， 患上神经系统疾病的概率大幅上升 。 以帕金森症为例 ， 这种表现为运动过缓、震颤、肌肉僵硬等症状的神经退行性疾病在65岁以上人群中的发病率高达1% 。
【成功|脑机接口能治抑郁和失眠？专家：已有成功案例，可大胆想象】另一个现实是 ， 人类社会正面临巨大的老龄化挑战 。 根据今年社科院公布的数据 ， 我国当前60岁以上人口占总人口的18.7% ， 到2040年 ， 这个比例将上升到31% 。 “能不能让健康的、有尊严的生命延长5-10年？这个愿景怎么实现？一定要靠技术创新 。 ”李路明说 。
除了严重的神经系统疾病 ， 一个困扰更多人的有关“脑科学”的问题是睡眠障碍 。 相关数据显示 ， 在我国 ， 接近3亿人存在不同程度的睡眠障碍 。 北京天坛医院神经内科主任医师王春雪介绍 ， 人脑在衰退的过程当中 ， 会不可避免地影响到睡眠和认知 ， 而随着脑科学的发展 ， 脑机接口技术可以去分析睡眠状态并做出调控 ， 让技术改善睡眠成为可能 。
此外 ， 上海交通大学智能交互与认知工程上海高校重点实验室主任吕宝粮介绍 ， 2019年开始 ， 我国开始利用脑起搏器做难治性抑郁症的治疗 。 首先对抑郁症进行评估 ， 从原来的量表评估转化成客观评估 ， 评估之后 ， 再对大脑进行调控 。 目前 ， 瑞金医院已经有了成功病例 。
高上凯认为 ， 现在脑机接口的应用 ， 已经完全超越了开始时比较狭隘的眼光 ， 除了医学应用之外 ， 现在已经扩展到非医学领域 。 “脑机接口要跟AI技术结合起来 ， 充分发挥脑机接口系统里面人的成分 ， 弥补智能相对缺乏的现状 。 有志青年如果想投身脑机接口工作 ， 尽管可以放心大胆地想象 ， 几乎没有做不到 ， 只有想不到 。 ”她说 。
南都见习采访人员 李娅宁
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