【摘要】腦機(jī)接口技術(shù)是當(dāng)代最重要的前沿技術(shù)之一，近年來不斷取得新的進(jìn)展和突破。腦機(jī)接口技術(shù)主要用于肢體、言語和感知方面殘疾的治療，還可用于教育、娛樂和軍事等領(lǐng)域，其巨大的現(xiàn)實用途和潛在價值使其成為多國競爭的戰(zhàn)略高地和重點(diǎn)支持的創(chuàng)新領(lǐng)域。腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展需要在圍繞提高安全性和有效性上攻克一系列技術(shù)難題，也需要處理好若干人文社會尤其是倫理問題。隨著技術(shù)水平的提高，腦機(jī)接口技術(shù)將會在治療疾病、增強(qiáng)人的能力等方面發(fā)揮越來越大的作用，由此預(yù)示著“腦機(jī)接口的時代”即將到來。
【關(guān)鍵詞】腦機(jī)接口 倫理難題 發(fā)展前景
【中圖分類號】R318 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface，簡寫為BCI）是與人工智能關(guān)聯(lián)的當(dāng)代前沿技術(shù)之一，它在人或動物大腦與計算機(jī)及其外部設(shè)備之間建立起信息交換的聯(lián)系，可用于輔助、修復(fù)或增強(qiáng)人的行動、表達(dá)和感知功能，從而可以幫助肢體殘疾者重新獲得一定的運(yùn)動能力、幫助失語者重拾語言表達(dá)能力以及幫助感官失能者（如盲人、聾人等）恢復(fù)一定的感知功能。除了醫(yī)療健康領(lǐng)域之外，腦機(jī)接口技術(shù)還可用于藝術(shù)、體育、軍事和游戲等場景，展現(xiàn)出十分廣闊的應(yīng)用前景。
腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
從1924年作為腦機(jī)接口萌芽的腦電圖發(fā)明算起，腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展已有近百年歷史。進(jìn)入21世紀(jì)后，這一技術(shù)逐漸進(jìn)入了發(fā)展的“快車道”，其應(yīng)用也取得了引人矚目的成果。如2005年美國布朗大學(xué)神經(jīng)學(xué)家約翰·多諾霍帶領(lǐng)的“腦之門”（BrainGate）研究團(tuán)隊獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)，在九位病人中進(jìn)行了第一期侵入式腦機(jī)接口臨床試驗。其中，納格爾（Matt Nagle）作為一名四肢癱瘓的殘障人，研究團(tuán)隊在納格爾腦中植入了包含96個電極的“猶他陣列”（Utah array），納格爾由此成為第一位用BCI成功控制電腦光標(biāo)的受試者，這為后來的相關(guān)研究提供了重要的基礎(chǔ)和參考。2011年4月12日，在BrainGate實驗室里，58歲的癱瘓女子哈欽森（Cathy Hutchinson）在腦機(jī)接口的幫助下用自己的“意念”控制機(jī)械假肢拿起一瓶咖啡送到自己面前，并用吸管喝到了咖啡，這被認(rèn)為是一次重大的突破，因為這是人類第一次通過“意念”來控制機(jī)器手臂實現(xiàn)了物品拿取和自我喂養(yǎng)等動作。2014年6月，高位截癱的青年球迷朱利亞諾·平托（Juliano Pinto）在巴西舉行的世界杯開幕式上，用自己的“意識”通過腦機(jī)接口控制穿戴在身上的仿生機(jī)械外骨骼，開出了該賽季具有象征意義的第一球，作為“重拾行走計劃（WAP）”的腦機(jī)接口成果，被全球大約12億觀眾所見證。2017年4月19日，F(xiàn)acebook在F8開發(fā)者大會上展示了自己下屬的一個部門Building 8所研發(fā)的“腦機(jī)語音文本接口”（brain-computer speech-to-text interface），簡稱“意念打字”或“大腦打字”，即通過腦機(jī)接口設(shè)備讓人可以僅僅通過默想自己說的話就能打字，從其展示的一段實驗錄像看到，一名女士（肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥患者）在沒有講話且沒有敲鍵盤的情況下，通過腦機(jī)接口將計算機(jī)光標(biāo)移到屏幕上的虛擬鍵盤的相應(yīng)字母上，每分鐘可以打出8個字，從而通過腦控打字的方式將大腦中的想法直接展示在計算機(jī)屏幕上。他們還宣布了自己的目標(biāo)是研制出每分鐘可以直接用大腦輸入100個單詞的系統(tǒng)，這將比人們用智能手機(jī)打字的速度快4到5倍。
從技術(shù)路徑上，腦機(jī)接口分為非植（侵）入式和植（侵）入式兩種，兩相比較各有優(yōu)劣。前者無需手術(shù)，只需將采集腦信號的電極附著在頭皮上，其風(fēng)險小但探測到的腦信號精度不高，所以實現(xiàn)的功能不多，只能用來執(zhí)行簡單的控制或操作；后者通過手術(shù)將電極直接植入到大腦皮層中，因其離神經(jīng)元更近，可以獲得更高質(zhì)量的神經(jīng)信號，但其因需要手術(shù)操作，故有風(fēng)險，且成本較高。因此，目前的腦機(jī)接口主要采用的是非植入式技術(shù)。對于那些重度癱瘓者（四肢均無行動能力），通常需要植入式BCI才能恢復(fù)一定程度的行動能力；對于感官失能者也需要植入式BCI才能恢復(fù)相應(yīng)的感知能力。
植入的技術(shù)路徑目前也有多種，一種是猶他電極的植入技術(shù)，這是一種硅基硬質(zhì)電極，通過開顱手術(shù)將其置于大腦皮層表面，作為電極的96根鋼針就是記錄96個神經(jīng)元的通道。另一種是“血管介入式”的支架電極技術(shù)，它通過靜脈血管將電極放在腦中的主血管里，隔著血管來采集腦電信號，它不像植入猶他電極那樣需要開顱而只需“微創(chuàng)”手術(shù)，但由于只有十幾個通道，所采集的信號范圍有限，只能用來實現(xiàn)非常初級且簡單的任務(wù)。美國企業(yè)家埃隆·馬斯克（Elon Musk）創(chuàng)立的Neuralink是世界上非常著名的腦機(jī)接口研發(fā)機(jī)構(gòu)，他們采用的植入技術(shù)路徑是不同于以上兩種的“柔性電極系統(tǒng)”，通過自行研發(fā)的俗稱“縫紉機(jī)”的設(shè)備，將比頭發(fā)絲還細(xì)的電極直接植入腦中相關(guān)部位，較之硬質(zhì)電極的植入創(chuàng)傷更小并能有效降低大腦的排異反應(yīng)，其通道數(shù)目前可以達(dá)到1024個，以后還可以實現(xiàn)上萬甚至上百萬的增長。Neuralink的這一技術(shù)路徑已在動物實驗中取得了矚目的成就，如2022年12月在公司的發(fā)布會上展示了一只植入腦機(jī)接口的猴子可以用“意念打字”，但用于人體試驗的申請一直未獲FDA批準(zhǔn)。在進(jìn)一步完善方案后，2023年5月25日，Neuralink表示它們所申請的人體臨床試驗已獲FDA批準(zhǔn)，并將在6個月內(nèi)開始這一試驗過程。Neuralink擁有世界上最先進(jìn)的腦機(jī)接口技術(shù)系統(tǒng)，他們對腦機(jī)接口技術(shù)進(jìn)入公眾視野也具有較大的影響力，這意味著一支更大的團(tuán)隊將用更好的裝備和技術(shù)路徑去攻克BCI的難關(guān)，一旦取得突破性進(jìn)展，將對植入式腦機(jī)接口技術(shù)的成熟和推廣起到重要作用，也使公眾接受這一技術(shù)具有更強(qiáng)的說服力，從而為腦機(jī)接口的大規(guī)模人體應(yīng)用、甚至走向增強(qiáng)性應(yīng)用開辟道路。因此，這一申請獲批的意義重大，甚至被稱為“里程碑事件”。
腦機(jī)接口技術(shù)不僅有著廣泛的現(xiàn)實用途，還包含難以估量的潛在價值，因此，一些發(fā)達(dá)國家紛紛將其視為戰(zhàn)略高地而列入優(yōu)先或重點(diǎn)支持的創(chuàng)新領(lǐng)域，這方面的研究機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊不斷組建，他們中較為著名的有安德森（Richard Andersen）、多諾霍、肯尼迪（Phillip Kennedy）、尼科萊利斯（Miguel Nicolelis）和施瓦茨（Andrew Schwartz）等人的研究團(tuán)隊。①尤其是在2016年埃隆·馬斯克創(chuàng)建Neuralink前后，世界各地誕生了大量的腦機(jī)接口創(chuàng)業(yè)公司，IBM、高通等科技企業(yè)巨頭紛紛涌入這一領(lǐng)域，國內(nèi)也涌現(xiàn)了如博睿康、寧矩科技、腦陸科技、強(qiáng)腦科技（BrainCo）等腦機(jī)接口研發(fā)公司，當(dāng)然還有不少國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)（如中國科學(xué)院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、西安交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、電子科技大學(xué)、國防科技大學(xué)等）的腦機(jī)接口研究團(tuán)隊和實驗室相繼成立，并不斷取得研究和實驗進(jìn)展。由此，腦機(jī)接口的研發(fā)已經(jīng)成為“一個爆炸式增長的領(lǐng)域，涉及遍布世界幾百個研究團(tuán)隊。BCI的研究令人興奮，而且其潛力吸引了許多年輕的科學(xué)家與工程師進(jìn)入這個充滿活力的群體”② 。在這一背景下，作為腦機(jī)接口技術(shù)當(dāng)代開創(chuàng)者之一的米格爾·尼科萊利斯甚至認(rèn)為：“一個腦機(jī)接口的時代即將到來。”③
腦機(jī)接口技術(shù)在發(fā)展中需要攻克的難題
腦機(jī)接口技術(shù)雖然發(fā)展迅速，但也存在許多有待攻克的難關(guān)，其中既包括技術(shù)本身的難關(guān)，也包括人文社會方面的難題。
首先，在技術(shù)上，目前的腦機(jī)接口還有許多技術(shù)局限，尤其是受信號獲取的難度和精度的限制，使得如何處理嘈雜的電信號、獲得更多更準(zhǔn)的腦信號，成為需要攻克的首要技術(shù)難題。大腦是一個復(fù)雜的生物器官，所產(chǎn)生的腦電信號非常微弱，其中只有一小部分與人的意圖和思想有關(guān)，且常常受到噪聲的干擾，因此，需要研發(fā)有效的信號濾波和特征提取技術(shù)，來準(zhǔn)確地采集有用的信號。此外，由于不同人的大腦結(jié)構(gòu)和功能具有差異，因此，還需要尋求更加個性化和更具適應(yīng)性的信號采集和分析方法，以最大限度地提高信號的準(zhǔn)確性和實用性。植入式BCI與非植入式BCI相比，雖然可以獲得更準(zhǔn)確的腦信號，但植入的電極可能會引起免疫反應(yīng)和組織損傷，由此導(dǎo)致植入的電極在時間上的不穩(wěn)定性和腦組織的退化，同時引起腦電信號質(zhì)量的下降。因此，解決植入式電極的安全性和長期使用中的穩(wěn)定性難題，也是當(dāng)前腦機(jī)接口技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
其次，如何識別和解釋BCI所采集到的不同類型和模式的腦電信號，從而理解大腦的思想和意圖，并在此基礎(chǔ)上將腦信號轉(zhuǎn)化為有用的信息，這是一個需要重點(diǎn)攻克的難題。破解這一難題需要發(fā)展高效的解碼技術(shù)。人工智能算法是腦機(jī)接口解編碼的關(guān)鍵技術(shù)，它對于識別和解釋腦信號并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的命令具有決定性作用。高效的算法可以提高信號處理的準(zhǔn)確性和效率，從而提升腦機(jī)接口系統(tǒng)的性能。常見的腦機(jī)接口信號分析算法包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯—卡爾曼濾波、遺傳算法等，尤其是使用深度學(xué)習(xí)算法來處理腦電信號，可以大幅度提升信號識別和分類的準(zhǔn)確率。當(dāng)然，目前的算法技術(shù)在腦機(jī)接口應(yīng)用中存在一些不適應(yīng)的方面，如一些算法雖然準(zhǔn)確率高，但是計算復(fù)雜度較高，導(dǎo)致實時性較差，從而影響用戶體驗；還有一些算法在處理非線性問題時表現(xiàn)不佳，需要使用更復(fù)雜的算法來解決這類問題；此外，大腦信號的采集和處理往往受到多種因素的影響，目前的算法對于處理干擾因素的魯棒性（即系統(tǒng)的穩(wěn)健性穩(wěn)定性）較差，因此，需要研發(fā)和使用更具魯棒性的算法來進(jìn)行處理，凡此種種，表明需要提高腦機(jī)接口的性能，一個重要的方面是在算法設(shè)計和優(yōu)化上下功夫，其中包括通過算法融合來不斷提高算法的水平，因為不同的算法可能對不同類型和模式的腦信號具有不同的敏感性和精度，將多種算法組合使用可以提高信號的識別和命令轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性和魯棒性，例如，將支持向量機(jī)和貝葉斯分類器進(jìn)行組合使用，就可以提高信號的分類精度。
再次，研發(fā)出更加友好的人機(jī)交互界面是需要攻克的技術(shù)難題。目前的腦機(jī)接口設(shè)備通常需要對用戶進(jìn)行額外的長時間的訓(xùn)練，才能使其形成高度集中的注意力，從而產(chǎn)生足夠強(qiáng)的腦信號才可以被電極所采集，這樣的培訓(xùn)極易使用戶產(chǎn)生不適、疲勞感，以及因挫敗而產(chǎn)生失望感。一些人（約占培訓(xùn)人群的20%）即使經(jīng)過了長期的訓(xùn)練也無法產(chǎn)生具有可分性的特征電位，因而無法使用特定類型的BCI系統(tǒng)，這部分人被稱為“BCI盲”。而對于文字輸入的腦機(jī)接口，使用者通常要經(jīng)過一到五個月的訓(xùn)練后才能達(dá)到70%的正確率，④這些現(xiàn)象表明，目前的腦機(jī)交互界面具有使用困難、反應(yīng)滯后等低效現(xiàn)象，運(yùn)用中既繁瑣又難以上手，因此大大限制了腦機(jī)接口的使用范圍和效率。⑤只有通過開發(fā)更簡單易用，即用戶友好的交互界面來不斷改善使用體驗和效果，才能克服因交互界面的不完善所帶來的問題。
解決這些技術(shù)難題，需要不同領(lǐng)域的專家進(jìn)行跨學(xué)科協(xié)作，包括神經(jīng)科學(xué)和生理學(xué)領(lǐng)域的專家對人類大腦結(jié)構(gòu)和功能的研究，以便理解腦活動模式和信號傳遞過程；也包括計算機(jī)科學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的專家，他們致力于開發(fā)和優(yōu)化算法，來精準(zhǔn)識別腦信號并將其轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的命令；還包括生物醫(yī)學(xué)工程和材料科學(xué)領(lǐng)域?qū)＜业闹С郑善溲邪l(fā)更好的植入式電極和信號傳遞設(shè)備，并保證植入手術(shù)的安全性和穩(wěn)定性。
最后，腦機(jī)接口的研發(fā)和使用還面臨多種需要解決的人文社會方面的問題，尤其是倫理難題。需要哲學(xué)和社會科學(xué)領(lǐng)域尤其是倫理學(xué)的專家一起來思考腦機(jī)接口技術(shù)的相關(guān)問題，以確保這一前沿技術(shù)的應(yīng)用合情合理合規(guī)。多名倫理學(xué)家、神經(jīng)科學(xué)家和醫(yī)生曾在Nature上聯(lián)名發(fā)文呼吁，要求公眾關(guān)注腦機(jī)接口技術(shù)中的安全性、知情同意、隱私、公平、主體性和身份認(rèn)同感等倫理問題，⑥結(jié)合這一呼吁以及近年來的新發(fā)展，可以將這類難題歸結(jié)為以下幾個方面。
一是高性能與高風(fēng)險之間的平衡難題。如上所述，獲取更高精度的腦信號是提高腦機(jī)接口性能的前提，而采用有創(chuàng)傷的植入技術(shù)則是當(dāng)前提高信號精度的不二選擇，但這通常會給身體帶來較大的安全風(fēng)險，比如，可能會導(dǎo)致手術(shù)創(chuàng)傷、出血、感染等；長期安置在大腦中的設(shè)備可能會對大腦產(chǎn)生影響，如引發(fā)腦組織的炎癥和神經(jīng)退化，還可能導(dǎo)致元器件的功能弱化，從而影響信號的質(zhì)量和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，導(dǎo)致腦機(jī)接口系統(tǒng)的操作失誤，增加許多難以預(yù)料的風(fēng)險。而安全性較好的非植入式腦機(jī)接口，因為采集的信號精度不高而性能不強(qiáng)。因此，如何兼顧安全性和有效性是需要處理好的一個重要難題。一種設(shè)想的技術(shù)方案是用激光的光纖束打入腦內(nèi)來追蹤和調(diào)制神經(jīng)元活動，這樣的操作就類似于近視眼激光手術(shù)的損傷水平，其安全系數(shù)可以大大提高，且有效性也會顯著增強(qiáng)。
二是效益與公平之間的平衡難題。目前使用腦機(jī)接口技術(shù)的成本較高，尤其是植入式腦機(jī)接口的使用成本更加高昂，即使解決了安全性和有效性問題，也不可能做到“該用盡用”“有求必應(yīng)”。同時，腦機(jī)接口作為一種產(chǎn)業(yè)，也被視為可以撬動醫(yī)療健康、教育、游戲甚至智能家居行業(yè)發(fā)展的新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。而且，腦機(jī)接口作為一種新技術(shù)，其研發(fā)需要大量的經(jīng)濟(jì)投入，一些民營企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)還力求將其變成商品即營利手段，導(dǎo)致很難將自己的成果作為社會福利在無償或者低于成本的情況下提供給所有需要它的人使用，由此必然會導(dǎo)致有的需求者（尤其是經(jīng)濟(jì)拮據(jù)的殘障人士）難以用上這一治療技術(shù)。這就既需要通過技術(shù)進(jìn)步來不斷降低成本，使更多的人用得起這一技術(shù)，也需要在成本較高時通過合理的社會規(guī)制（如醫(yī)保等）來盡可能公平地推行運(yùn)用這一技術(shù)，從而通過技術(shù)與社會的雙重努力來平衡好效益與公平之間的關(guān)系。
三是治療與增強(qiáng)之間的平衡難題。腦機(jī)接口既可用于治療，也可用于增強(qiáng)。與任何事關(guān)人體的技術(shù)一樣，腦機(jī)接口技術(shù)遵循“治療優(yōu)于增強(qiáng)”的普遍原則，因為治療對患者來說是“雪中送炭”，而增強(qiáng)無非是對健全人的“錦上添花”，何況增強(qiáng)還意味著種種不確定的后果與風(fēng)險。腦機(jī)接口的直接意義或初始價值也在于治療。但是，腦機(jī)接口技術(shù)也不能僅限于治療，否則就會極大地限制這一技術(shù)的發(fā)展前景，并大幅度削弱腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的動力。另外，腦機(jī)接口技術(shù)的治療和增強(qiáng)功能在許多情況下是界限模糊的，如用于“治療”注意力不集中的智能頭環(huán)，如果將人的注意力提高到了超出一般人的水平，就起到了“增強(qiáng)”注意力的效果。因此，如何既堅持治療優(yōu)于增強(qiáng)，又適當(dāng)而安全地保持增強(qiáng)功能的研發(fā)，是我們需要著力處理好的一種價值平衡。⑦
四是隱私保護(hù)方面的難題。高性能的腦機(jī)接口技術(shù)需要全面而精準(zhǔn)地采集大腦數(shù)據(jù)，以準(zhǔn)確地把握大腦中的想法，從而作出適當(dāng)?shù)男袨橹敢ＤX機(jī)接口技術(shù)的這種功能也被視為技術(shù)路徑的“讀心術(shù)”。“讀心”的技術(shù)化實現(xiàn)意味著人腦深處的思想可能在機(jī)器面前徹底“坦露”，其中也包括使用者并不愿意被展現(xiàn)的隱私信息。換句話說，一旦接上腦機(jī)接口，人的思想就可以被掃描、讀出和監(jiān)控，腦機(jī)接口此時形同于“探照燈”，接入它的人則形同在探照燈下“裸奔”，人的隱私權(quán)由此喪失殆盡。但是，如果過度保護(hù)隱私，也會面臨在治療和使用中無法“對癥施治”。因此，需要區(qū)分開可公開的隱私與不可公開的隱私，區(qū)別而細(xì)化地對待不同的隱私，以保障腦機(jī)接口的使用效果。
五是知情同意方面的難題。腦機(jī)接口的使用者通常會面臨知情同意方面的特殊困難，例如，那些感知有障礙的人難以全面理解使用BCI的利弊風(fēng)險，因此無法透徹地“知情”；那些言語有障礙的人更難清楚地表達(dá)自己的意愿，尤其是表達(dá)那些猶豫不決的想法，由此使得知情同意原則難以充分落實到腦機(jī)接口的使用之中。為了改善或破解這一難題，還需要開發(fā)出能夠進(jìn)行腦際溝通的更高水平的腦機(jī)接口（也被稱為“腦—腦接口”或“腦—機(jī)—腦接口”），在這個過程中，追求和堅守知情同意的醫(yī)學(xué)倫理原則，也可以反過來成為提升腦機(jī)接口技術(shù)水平的強(qiáng)大動力。
腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展趨勢與前景展望
腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展是一個不斷從科幻走向現(xiàn)實、從動物實驗走向人體試驗、從實驗室走向臨床和家用、從醫(yī)療領(lǐng)域走向其他領(lǐng)域的過程。20世紀(jì)90年代以來，腦機(jī)接口逐漸從科幻中的虛構(gòu)走向社會中的現(xiàn)實，但腦機(jī)接口的使用（也是試驗）主要還是在具備理想條件下的實驗室中，由科學(xué)家和工程師在嚴(yán)密監(jiān)護(hù)下進(jìn)行。21世紀(jì)以來，尤其近十年來，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，腦機(jī)接口逐步走向臨床治療，也包括少量的家用，這是腦機(jī)接口逐步離開實驗室回到現(xiàn)實世界，走向?qū)嵱眉夹g(shù)的重要趨勢。⑧盡管腦機(jī)接口的不少構(gòu)想仍處于實驗甚至概念階段，但無疑顯示了沖擊認(rèn)知、震撼人心的未來前景，以至于包含著將要給人類生存帶來顛覆性改變的潛能，所以它被評價為一種“可以激發(fā)人的想象力的技術(shù)”⑨。
根據(jù)預(yù)期的長短，可以將腦機(jī)接口技術(shù)的趨勢或前景大致分為近期、中期和遠(yuǎn)期未來，其中近期未來的任務(wù)主要是解決一些迫切的技術(shù)難題，在提高腦機(jī)接口技術(shù)安全性的前提下不斷提升其有效性，使其成為可靠而又高效的治療疾病的手段；中期未來的主要任務(wù)是不斷拓展治療的廣泛性，更多地治愈甚至基本消除人類的殘疾現(xiàn)象；遠(yuǎn)期未來的主要任務(wù)是期待通過腦機(jī)融合來實現(xiàn)人類增強(qiáng)，使人類智能與機(jī)器智能通過強(qiáng)大的腦機(jī)接口而聯(lián)結(jié)和整合起來實現(xiàn)協(xié)同工作，形成更強(qiáng)大的腦機(jī)融合智能，為人類開創(chuàng)一個嶄新的未來。
首先，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，腦機(jī)接口技術(shù)將越來越精準(zhǔn)、便攜、可靠和易用，在治療上的有效性將大大提高。隨著技術(shù)難題的陸續(xù)被攻克，腦機(jī)接口系統(tǒng)讀取和寫入腦信號的精度將不斷提高，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加準(zhǔn)確的信息傳輸和更加精細(xì)的腦功能控制。腦機(jī)接口技術(shù)還會融合更多更先進(jìn)的人工智能技術(shù)，實現(xiàn)更好的信號處理、特征提取和模式識別，從而提升系統(tǒng)的性能和智能化程度。同時，腦機(jī)接口設(shè)備的體積和形狀將進(jìn)一步小型化和柔性化，使用戶更加舒適和便攜，且易于適配頭部形狀和大小不同的用戶。腦機(jī)接口設(shè)備還將采用先進(jìn)的能源技術(shù)和高效的算法，以實現(xiàn)更高的能源效率和續(xù)航時間，從而確保長期運(yùn)行和大規(guī)模部署。
隨著性能更高的腦機(jī)接口投入使用，馬斯克于2022年11月底宣布的前景將會變?yōu)楝F(xiàn)實。馬斯克表示，我們有理由相信，通過更先進(jìn)的植入式腦機(jī)接口，未來能讓脊髓斷裂的人恢復(fù)對身體的控制。而對于視覺障礙人士，即使他們以前看不見，以前天生沒有視力，只要他們大腦中負(fù)責(zé)視力的皮層存在，馬斯克及其團(tuán)隊也相信他們在植入物被植入后，仍能重獲光明。理論上講，如果人的外周神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，但只要大腦的功能是好的，都能借助腦機(jī)接口技術(shù)來治療或改善疾病的狀況。因此，隨著腦機(jī)接口在未來的性能完善和水平提高，當(dāng)其可以使一切殘障人士恢復(fù)為健全人時，“殘障”的現(xiàn)象將被徹底根除，如同BrainCo的創(chuàng)始人韓璧丞所認(rèn)為的，腦機(jī)接口使得人機(jī)融合時代到來，以后的世界將沒有“殘障人”這個概念，先前的殘障人可以像健全人一樣過美好而有尊嚴(yán)的生活。
其次，腦機(jī)接口將被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、康復(fù)、娛樂等領(lǐng)域，逐漸造就一種“以想行事”的常態(tài)化行為方式。盡管BCI最初旨在治療，主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，但它正在越來越多地被開發(fā)應(yīng)用于教育、娛樂、軍事、工業(yè)等其他領(lǐng)域，形成了超出醫(yī)療用途之外的多種用途。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，腦機(jī)接口技術(shù)將逐漸普及化，成為人類生活和工作中不可或缺的一部分。在這個階段，還會不斷涌現(xiàn)出各種商用的BCI，如用于控制電子游戲中的人物、汽車或其他元素，華盛頓大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與工程教授拉加什·拉奧將其統(tǒng)稱為“服務(wù)型BCI”，包括自動駕駛和腦控機(jī)器人、網(wǎng)頁瀏覽和虛擬世界導(dǎo)航、教育與學(xué)習(xí)、游戲與娛樂、警覺性監(jiān)測、記憶和認(rèn)知能力增強(qiáng)、測謊、安保與身份識別、腦控藝術(shù)等，⑩它們可以作為一種新的消費(fèi)產(chǎn)品進(jìn)入市場，也意味著腦機(jī)接口從作為殘障人士的治療手段擴(kuò)展成為健全人在非醫(yī)用范圍內(nèi)使用的工具。如腦機(jī)接口應(yīng)用于電腦游戲，開發(fā)了一種全新的娛樂方式：玩家不用任何肢體動作和聲音指令，僅靠意識活動來實施對游戲的操控，即所謂“腦控游戲”，它可以進(jìn)一步豐富游戲的趣味性。腦機(jī)接口用于提高人的認(rèn)知能力，在教學(xué)等領(lǐng)域中得到了初步的應(yīng)用，今后還會不斷拓展這種應(yīng)用。在藝術(shù)領(lǐng)域，藝術(shù)家可以將大腦中要創(chuàng)作的藝術(shù)作品直接通過腦機(jī)接口呈現(xiàn)出來，如“腦繪畫”就已初步實現(xiàn)了這一目標(biāo)。在軍事和日常生活領(lǐng)域，BCI技術(shù)被認(rèn)為可以幫助人們更有效地操控機(jī)器人、無人車、無人機(jī)等設(shè)備。在生產(chǎn)領(lǐng)域，腦機(jī)接口還可以作為新型的勞動工具，勞動者通過意念就可以控制生產(chǎn)線的運(yùn)行。此時，腦機(jī)接口將成為一種普遍的可以用意念做事的手段，人的行為和生活方式將會發(fā)生重大變化，它使“以想行事”將成為人的一種常態(tài)化的行動方式。腦機(jī)接口通過充當(dāng)新型的實踐工具和勞動工具，使人的實踐方式與勞動方式發(fā)生顛覆性變化：人可以不動用肢體進(jìn)行物理上的動作，就可以憑頭腦中的“運(yùn)動想象”去達(dá)成實踐效果或取得勞動成果，從而實現(xiàn)“知行合一”。?這無疑為哲學(xué)社會科學(xué)的探究拓展了新的廣闊空間。
最后，腦機(jī)接口還可能促進(jìn)人機(jī)智能融合、開辟人類增強(qiáng)的新途徑。隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷成熟和安全性的不斷提高，其應(yīng)用終將從治療擴(kuò)展到增強(qiáng)，即被健全的人用于補(bǔ)充、增加和強(qiáng)化自己的身體功能，包括行動或運(yùn)動能力、感知和認(rèn)知能力。例如，用于增強(qiáng)人的體能、提高人的反應(yīng)速度和精度、擴(kuò)展人的感知范圍、提升記憶能力以及提高學(xué)習(xí)效率等。如果說腦機(jī)接口用于治療是為了使“亞常”的人變?yōu)榻∪娜?，那么增?qiáng)的目的就是使健全的人進(jìn)一步變?yōu)?ldquo;超常”的人，即在相關(guān)能力上更加突出的人。
就感知增強(qiáng)而言，未來人們可能通過腦機(jī)接口所形成的人工感官去體驗一些僅靠我們的天然感官無法體驗的感知，如感知紫外光和紅外光、超聲波與次聲波，或感受一些動物可以感知但人類不能感知的對象，解決美國哲學(xué)家托馬斯·內(nèi)格爾曾提出的感知難題：“人無法像蝙蝠那樣去感受。”這也是在感知能力上人對于動物體驗的解析與交互：“由于生存環(huán)境的差異，動物進(jìn)化出了多種多樣的感知系統(tǒng)，這些感知系統(tǒng)的靈敏度、檢測范圍以及可檢測信號的類別與人類都有所差異。例如，犬類有非常靈敏的嗅覺，魚類能識別電場信號，鳥類能識別磁場信號。利用‘人工感知’技術(shù)可以對動物的感知過程和行為特征進(jìn)行解析與數(shù)字化編碼，進(jìn)而通過數(shù)字化信號實現(xiàn)與動物的交互。”?由此一來，人的感知閾將極大擴(kuò)增。
腦機(jī)接口還可用于人的智能增強(qiáng)，這就是通過BCI將人工智能與人的智能融合為一體，人腦將外在的工具同化為自己的一部分，使人所具有的生物稟賦與技術(shù)能力有機(jī)地整合為一體，通過植入式BCI將人工智能深度融入人腦（從“機(jī)器入身”到“機(jī)器入腦”），人的能力和機(jī)器的能力集合為一個具有“超能力”的智能體。
這樣的增強(qiáng)過程是對人的自然身體的有限性的超越，即“超越身體給大腦設(shè)定的邊界”，“將大腦從身體的局限中解放出來”?。這一前景也被有的學(xué)者描述為一幅克服人的“生物學(xué)局限性”而走向“超人”或“后人類”的圖景。當(dāng)然，對于是否允許發(fā)生這樣的未來走向，在學(xué)術(shù)界形成了極為尖銳的人文爭議，其焦點(diǎn)在于：人經(jīng)過這樣的增強(qiáng)或改變后是否會喪失其本質(zhì)？人的自然天性或人性是否可以用腦機(jī)接口或腦機(jī)融合之類的技術(shù)來改變？由腦機(jī)接口增強(qiáng)而成的“超人”或后人類是否會解構(gòu)我們先前關(guān)于“人是什么”的信念？此外，這樣的增強(qiáng)性應(yīng)用還會引發(fā)社會公正性、人類多樣性、個人自由等問題，因此，需要慎之又慎地認(rèn)真對待。
(作者為華南理工大學(xué)馬克思主義學(xué)院教授、博導(dǎo)）
【注：本文系國家社會科學(xué)基金項目“腦機(jī)接口的哲學(xué)研究”（項目編號：20BZX027）的成果】
【注釋】
①通過對于公司的技術(shù)、團(tuán)隊/合作伙伴、發(fā)展計劃、產(chǎn)品、融資情況這五個維度，第三方研究機(jī)構(gòu)評出了目前世界前十大最受關(guān)注的腦機(jī)接口公司：NeuraLink,Kernel,NeuroSky,MindMaze,InteraXon,BrainCo,Emotive,BrainGate, g.tec,BrainMaster。
②⑨[美]喬納森·沃爾帕著、伏云發(fā)等譯：《腦-機(jī)接口：原理與實踐》，北京：國防工業(yè)出版社，2017年，第12頁、414頁。
③?[巴西]米格爾·尼科萊利斯著，黃玨蘋、鄭悠然譯：《腦機(jī)穿越： 腦機(jī)接口改變?nèi)祟愇磥怼罚贾荩赫憬嗣癯霭嫔纾?015年，第7頁、187頁。
④龔怡宏等：《認(rèn)知科學(xué)與腦機(jī)接口概論》，西安：西安電子科學(xué)大學(xué)出版社，2020年，第184頁。
⑤Johannes Kögel and Gregor Wolbring , “What It Takes to Be a Pioneer: Ability Expectations From Brain-Computer Interface Users”, Nanoethics, Vol.14, 2020, pp.227–239.
⑥Yuste Rafael, Sara Goering, Blaise Agüera Arcas, et al., “Four ethical priorities for neurotechnologies and AI”, Nature, Vol.551, No.7679, 2017, pp.159-163.
⑦肖峰：《腦機(jī)接口的價值選擇：治療還是增強(qiáng)？》，《科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究》，2022年第4期，第1-8頁。
⑧Jane Huggins, Christoph Guger, Mounia Ziat, et al., “brain–computer interfaces past, present, and future”, Brain–Computer Interfaces, Vol.4, No.1–2, 2017, pp.3–36.
⑩[美]拉杰什·拉奧著，張莉、陳民鈾譯：《腦機(jī)接口導(dǎo)論》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016年，第193-215頁。
?肖峰：《腦機(jī)接口與知行合一新形態(tài)》，《學(xué)術(shù)界》，2022年第8期，第70-79頁。
?Jianwu Wang, Cong Wang, Pengfei Cai, et al., “Artificial sense technology：Emulating and Extending Biological sense”, ACS Nano, Vol.15, No.12, 2021, p.18671.
責(zé)編/謝帥 美編/宋揚(yáng)
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