【山巨源專欄】讀心機即將到來，我們如何控制它們？

隨著植入設備和商用耳機的進步，會對現實世界產生什麼影響？利亞姆·德魯Liam Drew發表在最新一期《自然》(Nature)的<讀腦科技的興起：你需要知道什麼>(The rise of brain-reading technology: what you need to know)
20 年來第一次真正感受到自己在說話
在加州舊金山的一個實驗室裡，一位名叫安的女士坐在一個巨大的螢幕前。上面有一個看起來像她的頭像。借助腦機介面 (BCI)，當 Ann 想要說話時，化身會為她說話，而且也用她自己的聲音。
2005年，安因腦幹中風幾乎完全癱瘓，無法說話。去年，舊金山加州大學的神經外科醫生愛德華·張（Edward Chang）在安的大腦表面放置了一個由 250 多個電極組成的網格，位於曾經控制她的身體、面部和喉部的區域的頂部。當安想像說出某些單字時，研究人員記錄了她的神經活動。然後，利用機器學習，他們建立了與每個單字以及安（如果可以的話）用來發聲的臉部動作相對應的活動模式。
該系統可以以每分鐘 78 個單字的速度將語音轉換為文字：比之前的 BCI 工作有了巨大進步，現在接近常規語音的平均每分鐘 150 個單字1。張說，與兩年前相比，「就像白天和黑夜一樣」。
另一項壯舉是，該團隊將化身編程為以安的聲音大聲說話，其輸出基於她在婚禮上發表的演講錄音。「這對安來說非常激動，因為這是她近 20 年來第一次真正感受到自己在說話，」張說。
這項工作是 2023 年多項激發人們對植入式腦機介面興奮的研究之一。另一項研究也以前所未有的速度將神經活動轉化為文字。今年 5 月，科學家報告說，他們在一名因自行車事故而癱瘓的男子的大腦和脊髓之間建立了一座數位橋樑。腦機介面解碼了他移動的意圖，並引導脊椎植入物刺激他腿部的神經，讓他能夠行走。「這裡充滿活力，非常令人興奮，」張說。“我認為我們將在未來五年內跨越一個非常重要的門檻：從原理證明轉向新療法。”
讀心機即將到來——我們如何控制它們？
該領域的公司也正在取得長足進步：9月份，由企業家 Elon Musk創立的神經科技公司Neuralink邀請癱瘓患者自願成為其植入式腦機介面的第一批接受者。
然而，腦機介面商業化的探索仍處於起步階段。到目前為止，系統都是為個人量身定制的，但商業化將需要強大、可靠和安全的可擴展的腦機介面。位於紐約布魯克林的 BCI 公司 Synchron 的首席執行官湯姆·奧克斯利 (Tom Oxley) 表示：“你不可能在每個 BCI 患者的家中都配備一位博士工程師。”
隨著可植入裝置的進步，穿戴式腦讀取裝置的平行商業生態系統也不斷發展。它們以比植入設備低得多的分辨率測量使用者的大腦活動，以潛在地增強心理健康、生產力或睡眠，或改變人們與電腦互動的方式。
這些進步共同加速了神經技術的指導和監管。例如，本月，聯合國教科文組織（聯合國文化和科學組織）成員國將投票決定是否制定使用該技術的國際準則和政策建議。
可以修復幾乎所有大腦問題
隨著進展成為頭條新聞，不乏宏大的主張。位於舊金山的面向消費者的生物資訊公司 EMOTIV 將其團隊描述為「人類經驗的解碼器」。2020 年，馬斯克告訴播客 Joe Rogan，Neuralink 的 BCI「原則上可以修復幾乎所有大腦問題」。
“我們需要進行更多對話，”張說，“並努力減少炒作，關注真正相關的事情。”
所有大腦讀取技術，無論是植入式設備還是耳機，都遵循相同的基本原理：它們記錄與言語或註意力等功能相關的神經活動（通常是電活動）；解釋該活動的含義；並用它來控制外部設備或只是將其作為資訊提供給用戶。
植入式腦機介面比外部腦機介面記錄更多資訊豐富的大腦訊號。但這些實驗設備僅供潛在臨床益處大於腦損傷或感染等風險的人使用。只有約 50 人長期接受過此類植入。
大多數戴在頭皮上的設備都使用一種稱為腦電圖 (EEG) 的常用方法來檢測穿過頭骨的微小電場，反映分佈在大量大腦區域的數百萬個神經元的平均放電情況。
腦電圖在臨床上通常用於監測癲癇和睡眠，並在實驗室中用於研究一系列大腦功能。商業努力的重點是使用腦電圖訊號來監測心理狀態，例如注意力、平靜、激動和困倦。
以消費者為目標的公司尚未創建出「殺手級應用程式」——一款非常受歡迎、銷售量大幅成長的應用程式。但對於植入式裝置來說，一個誘人的應用是顯而易見的：幫助癱瘓患者恢復溝通或自主能力。
改善植入物，中國在這一領域也投入了大量資金
許多公司正在開發植入式腦機介面並將其商業化。距離診所最近的是五家美國公司：Neuralink；同步；Blackrock Neurotech 位於猶他州鹽湖城；德州奧斯汀的 Paradromics；和紐約曼哈頓的精密神經科學。中國在這一領域也投入了大量資金，歐洲公司也不斷湧現。
Blackrock Neurotech、Paradromics 和 Neuralink 開發了電極系統，可以穿透大腦皮質來記錄單一神經元的數據。Paradromics 的執行長 Matt Angle 表示，學術研究表明，記錄的神經元越多，解碼思想的速度就越準確、越快。
Blackrock Neurotech 和 Paradromics 的介面是由數百個堅硬的直電極組成的網格，並且可以將多個陣列植入一個人體內。Blackrock Neurotech 的陣列於 19 年前首次長期植入人體，從那時起就一直是 BCI 研究的支柱。Paradromics 的陣列正在綿羊身上進行測試。