前言：

隨著科技發(fā)展以及醫(yī)療需求的增加，腦機接口成為極具潛力的新興科技領(lǐng)域。隨著腦機接口技術(shù)的不斷突破，意念控制與大腦讀寫將在不久的將來成為平常，對于殘疾人群體而言，意念控制技術(shù)的假肢出現(xiàn)，將讓這個世界更美好。

建立直接通路的意義重大

腦機接口（Brain-computerInterface）：通過傳感器提取頭皮上、大腦皮層上電場或磁場等信號、參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、分類和分析，最終控制體外設(shè)備對人體周邊環(huán)境進(jìn)行增強或改善的人機交互裝置。

腦機接口的重要性在于，其可在人或動物腦（或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)備間建立起直接通路。

一方面，腦機設(shè)備可以將大腦信號轉(zhuǎn)化為機器可識別的信號，實現(xiàn)對機器的有效控制；另一方面也可以接收來自機器的反饋，從外部實現(xiàn)對大腦的干預(yù)。

這與腦科學(xué)的進(jìn)步密切相關(guān)

大腦屬于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，其包含了大約870億個神經(jīng)元，大腦時時刻刻接受來自視神經(jīng)、聽覺神經(jīng)以及周圍神經(jīng)系統(tǒng)傳送過來的信號。

大腦將這些信號進(jìn)行解析，并產(chǎn)生感覺，進(jìn)而對外在環(huán)境做出反應(yīng)形成運動信號，運動信號再通過脊髓傳達(dá)到周圍神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)而控制肌肉控制人的身體，做出復(fù)雜/高級運動行為。

當(dāng)腦神經(jīng)開始處理信息時，就會產(chǎn)生相應(yīng)的電磁信號。當(dāng)神經(jīng)元傳達(dá)信號時，神經(jīng)元內(nèi)外的帶電離子流動形成電流，電流到達(dá)突觸后激發(fā)化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)傳遞信號給下一個神經(jīng)元。

當(dāng)一定數(shù)量的神經(jīng)元像集成電路一樣一起工作時，就可以產(chǎn)生能被宏觀的電極所探測到的電磁信號。而電磁型號的變化，則反映出當(dāng)前皮層區(qū)域的活躍程度。

這些信號經(jīng)過放大，編譯變成了包含信息的信號。這樣研究人員就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用算法推測出大腦想表達(dá)的東西。

腦機接口具有五步金字塔功能

①修復(fù)殘障生理功能：腦機接口技術(shù)能夠?qū)堈先耸康男睦硪饽钷D(zhuǎn)化為行為，通過心念操作智能機器，機器代替人的功能，實現(xiàn)殘障功能修復(fù)。

②讓人類永遠(yuǎn)年輕充沛：腦機接口技術(shù)將改善大腦的運營，讓人總是處于精神和精力充沛的狀態(tài)，就像剛剛睡醒了一樣，做事能力和效率都是最好的狀態(tài)；像腦電圖機器接口能夠改善提升學(xué)習(xí)能力2－3倍。

③增強人類知識學(xué)習(xí)能力和科技創(chuàng)造能力：腦機知識強化，可以快速將海量知識強化輸入給人腦芯片，芯片對人腦進(jìn)行知識訓(xùn)練，使人類達(dá)到快速學(xué)習(xí)的理想模式；可以通過腦機接口技術(shù)，將人的意識、知識和文化等反向輸入給計算機，通過計算機進(jìn)行復(fù)制和升級，實現(xiàn)人的意識永生存在。

④無語言溝通：腦機接口實現(xiàn)了人與人、人與機器、人與宇宙一切意識存在的直接溝通，不需要經(jīng)過語言這種模糊性、概念性的媒介幫助。

⑤控制和管理AI新物種：腦機接口技術(shù)使人類具有了同一切AI智能物種打交道的意識交流工具，人類可以同AI新物種交流溝通，共同探索和平相處的方式方法，不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

Neuralink映射馬斯克的規(guī)劃

埃隆·馬斯克旗下腦機接口初創(chuàng)公司Neuralink研究已取得很大進(jìn)展，其非侵入性設(shè)備有望今年就在人體身上進(jìn)行測試，其稱“腦機接口為恢復(fù)感覺和運動功能以及治療神經(jīng)疾病提供了希望”。

馬斯克的終極目標(biāo)是將人腦下載到電腦中，實現(xiàn)腦機融合，開啟“超人認(rèn)知”的全新時代。

該公司的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出了3000條在柔性線上的電極，這些柔性線直徑3在4-6μm，使用激光在人的頭骨上鉆孔，以將柔性電極引入大腦。目前電極可以植入老鼠的大腦中。

Neuralink或在一年內(nèi)完成人類大腦植入，原則上可以修復(fù)任何大腦問題，包括提升視力、恢復(fù)肢體功能、治療老年癡呆癥等。

Neuralink創(chuàng)建了“一種神經(jīng)外科手術(shù)機器人”，該機器人能夠以每分鐘192個電極的速度將其自定義線程植入大腦，并開發(fā)了一種低功耗芯片來實時處理信號。

8個月過去了，馬斯克再次出現(xiàn)在大眾的眼前，宣布了更多的細(xì)節(jié)，該芯片有可能被用于恢復(fù)視力、聽力和肢體運動，此外還可以治療精神疾病，未來該設(shè)備將直接植入顱骨，通過電極線與大腦的某些區(qū)域進(jìn)行對接。

各維度市場規(guī)模均可觀

據(jù)聯(lián)合市場研究公司（AlliedMarketResearch）的數(shù)據(jù)顯示，2020年BCI市場規(guī)?；?qū)⑦_(dá)到14.6億美元；

《報告與數(shù)據(jù)》（ReportandData）雜志則預(yù)測，到2026年，全球BCI市場規(guī)模有望達(dá)到26.7億美元，復(fù)合年增長率為11.1%。

2019年，醫(yī)療終端占BCI市場最大份額，達(dá)到37.8%，其中又以北美地區(qū)份額最大，約占42.3%。有專家預(yù)計，未來BCI需求將大幅提升。

麥肯錫研究顯示，在接下來的10到20年中，腦機接口產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)每年直接產(chǎn)生的經(jīng)濟規(guī)模可達(dá)700—2000億美元。

如果從腦機接口可影響到的應(yīng)用領(lǐng)域來看，不論是醫(yī)療、教育還是消費，都將帶來遠(yuǎn)超于十幾億美金的巨額市場空間，未來，BCI可在物聯(lián)網(wǎng)、電子游戲等多方面的應(yīng)用落地，這一市場前景非常廣闊。

還應(yīng)審慎面對未來

①除了感覺和運動，腦的其他功能由機器來取代會面臨很多困難與挑戰(zhàn)。感覺和運動都屬于腦的一般功能，定位明確，神經(jīng)回路相對簡單，電極只要插入感覺皮層或運動皮層就可以輸入和輸出指令。

②諸如睡眠、學(xué)習(xí)、記憶、語言、注意、思維、推理、聯(lián)想、決策等都屬于腦的高級功能，需要很多核團之間傳遞信號來完成。但腦的高級功能牽涉的神經(jīng)元數(shù)量龐大、定位分散，相關(guān)的神經(jīng)回路到目前為止都沒有研究清楚。

③在可預(yù)見的未來，腦機接口不可能真的做到傳輸思維，只有腦科學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，超越了現(xiàn)有的理論體系，傳輸思維才有可能成為現(xiàn)實。

④需要一個在大腦和計算機之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換的工作協(xié)議。到目前為止，只能從運動神經(jīng)得到最簡單的命令，將計算機信息通過神經(jīng)接口直接輸入到大腦仍在研究中。

結(jié)尾：

人工智能的發(fā)展會給人類大腦的發(fā)展插上翅膀，在這一發(fā)展過程中也要密切關(guān)注其可能產(chǎn)生的風(fēng)險并加以控制。但當(dāng)我們進(jìn)入一個全新的數(shù)字時代時，人類的弱點和局限性就開始被放大了。