163-2期讲堂的人文对话，脑科学家林龙年和脑机接口工程专家陶虎，相互补充，哲学教授何静兼任主持，亮出层层关系的讨论

【导读】8月26日下午，数字强国系列第二期163-2文汇讲堂《脑机接口：生命进化新高度 BTIT时代新角色》，在上海报业大厦43楼融媒创新空间，以现场演播室+腾讯会议室和文汇报视频号直播模式成功举办，50位听友获赠新一轮NFT数字徽章。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长陶虎做主讲，并与华东师范大学脑科学与教育创新研究院常务副院长林龙年、哲学系教授何静展开精彩对话，最后接受线上线下提问14个。

感谢技术支持上报集团融媒创新空间运营团队。本次讲座由文汇报社和上海树图区块链研究院共同主办。

经整理，现分主讲、嘉宾对话、提问三篇以飨读者和观众，此为林龙年、何静与陶虎的互动篇。

何静（对话主持人）：从2014年巴西世界足球杯开幕式上，一位高位截瘫的青年球迷用脑机接口技术踢出了巴西世界杯的第一脚，到2020年马斯克把脑机接口技术推向了风尖浪潮，精尖高深的脑机接口技术逐渐进入了公众视野。陶老师深入浅出的技术讲解，不但让我们对脑机接口技术本身有了更深刻的认识，同时也引领我们进入一场关于人、世界和技术的人文对话。

意识和大脑的关系

何静：脑机接口技术原理是从大脑中读取信号并加以利用，这就涉及到意识和大脑神经元或大脑活动的关系。从哲学的角度来说，意识是大脑通过感官所获得的丰富多彩的体验。一部分哲学家会认为，所谓意识不外乎就是大脑神经元的活动，只要了解大脑是怎样工作的就行了。也有一部分哲学家持反对观点，比如查尔莫斯（D. Chalmers），他认为仅通过大脑神经元的活动无法充分反映大脑丰富多彩的意识体验，林老师，您怎么看？

*只要设备足够高级，意识可以通过神经元活动得到解释

 林龙年 

林龙年：作为脑科学家，我可能更倾向于第一种观点，因为无论脑子里产生什么样的精神活动，既然是大脑产生的，如果我们能看到大脑里意识过程中的各种信号变化，理论上当然可以重构出意识过程，这取决于技术的进步程度。就像如果有灵魂照妖镜，的确可以把灵魂照出来，只是目前在技术上我们人类还未掌握这个手段。即使在神经元放电层次不能解析，如果能进一步观测到大脑中所有的化学过程和电过程，也许就能解释了。

这里可进一步追溯到另一个哲学问题，即精神是否独立于物质？如果回答“是”，那就不能还原。如果它是脑子的产物，只要观测手段足够，就能实现。其实，每个人都有一次机会去检验灵魂是否独立于大脑，但是很遗憾，你检验了之后却没法回来告诉活着的人，到底是怎样一个结果。理论上来说，用大脑机制应该可以解释意识是如何产生的。

何静：林老师作为脑科学家非常乐观，从本质上意识活动能通过大脑神经元的活动得到解释，我们所谓的解释鸿沟可能现在存在，但并不意味着一直存在，有可能是我们现阶段认识的局限或者设备的局限等等。陶老师您认为，脑机接口技术除了能够解读大脑意念、欲望，是否能够解读情感这样复杂的东西？

*国外已初步做到让猴子等通过“读写”获得相同记忆

 陶虎 

陶虎：脑机接口目前研究最多的是运动和感觉的重塑和修复，这两方面是由神经元放电产生特殊固定的图案来形成的，我们的工作就是捕捉和理解它们。它的精细、准确、实时程度，就是工程上的挑战难度。

一方面，记忆、情感对我们来说，关键是找到特定的神经环路的可重现方式。已有外国研究表明，包括猴子甚至较为低级动物的记忆可以被发现。不同记忆的内容，在大脑里会产生相应的神经元放电方式，所以理论上可以通过写入类似的方式让实验动物获取同样的记忆。但目前的实验还很粗浅，只有字母、数字的记忆内容，未来随着技术的进步，理论上有可能实现更高难度的目标。

另一方面，短时间内捕捉时很难做到穷尽每一个神经元，我认为也没必要，因为通常是一群或环路中的关键部分在起作用，我们抓的是它的规律。

人与工具的边界

何静：现在脑机接口先抓主要矛盾，以治疗功能性为主。您讲到在脑机接口技术里，所读取的大脑信号是依赖于人工智能技术的介入甚至解码，那我们如何理解数字时代，人和工具、智能体之间的复杂关系？尤其您描绘的数字生命时代，是否边界不清晰甚至可以被抹平？

*人自身仍在进化，大脑不是极限，更主张生命的数字化

《流浪地球2》剧照

陶虎：上半年《流浪地球2》让数字生命概念比较火。这意味着有两个途径，数字的生命化，生命的数字化。所谓生命的数字化就是把记忆、知识、经历用数字方式存储起来。数字生命化就是例如ChatGPT可以进化出自己的智能与想法。前者需要肉体，后者不需要肉体。

我目前坚定地认为需要肉体，一方面我们没有充分发挥身体的潜力，现在还处在较原始的状态，我不认为大脑数字化是极限。另一方面，人本身在进化，速度未必比电脑、数字世界慢。

目前大家都在想人工智能具有可解释性，一个东西如果不可解释，那更多是经验和技术。只有可解释可预测那才是科学。脑科学更多是科学，我们做的很多是技术，无论行不行，脑机接口领域就试图把之前觉得不可解释的事情通过科研实证解释清楚，这样才能真正利用好。

*从1980年代开始，具身认知发展迅速，强调身体的作用

何静

何静：赫拉利在《未来简史》中讲到未来人类发展的三个途径，早期是生物路径，然后是半机械人路径，之后可能就是非有机的生命工程。您刚刚讲到对身体的需求，二十世纪八十年代以来，在心智哲学领域兴起了具身认知的观点，它强调除了大脑以外，身体也在认知中扮演重要的角色和作用。从哲学史的角度来看，它起源于梅洛庞蒂、海德格尔等哲学家对于身体的思考。目前，认知科学界越来越强调身体在认知中所扮演的作用，包括身体的特定结构，人类是直立行走、大脑结构、四肢，以及本体感受、身体图式等，并据此理解我们的认知是如何被塑造的。

陶老师刚刚讲到脑机接口肉身到底需不需要的问题，似乎隐藏着一种张力，一方面身体可以被超越，例如高位截瘫或者渐冻症可通过脑机接口技术进行修补；身体也可以被延展，比如脑控无人机，可以带领我们到几十公里以外看世界等等。我们的身体还是发挥了重要作用。但是另一方面，脑科学所主张的脑机接口技术是可以“去身体化”，没有身体也能够作出行动。不知道两位专家如何看待身体在我们认知中的作用，它到底是不是一个必要条件？如果是，它与大脑之间是什么关系？如果不是，是不是意味着身体也可以用进废退？

*“去身体化”的灵魂永存目前不现实，人脑机理研究尚未突破

何静的哲学家观点介绍，让两位科学家快速转动大脑，即陶虎所言“放电量大增”

林龙年：人类依靠对身体的认知来认识到你不同于周围的事物。但是我们身体是进化来的，在环境适应下，用假肢来弥补缺陷自古就存在。至于要像马斯克所说的把他的灵魂数字算出来，第一个问题是能否抽出来？我个人觉得目前还不太可能，因为你根本不知道脑子里的意识是怎么回事，大脑里的记忆又藏在何处。这些基本原理目前尚没有突破，如果突破，也可能会发现它不可复制，你照样不能闪存你的意识。

把灵魂抽出来以求永生，是个体强大的求生本能所产生的愿望。所有生物个体的身体最后都无法永生，这是对所有人的公平。有些狂人一旦有了资金，就希望他的灵魂能永存，即便脑机接口技术进步超快，在我看来也几乎难以实现灵魂永生。

何静：从广义上来说，身体包含了大脑，林老师讲到身体带给我们的边界，对于自我意识来说起到非常重要的作用，认知过程中，以自己为中心的方向感、时间意识，可能也离不开我们的身体。

陶虎：我非常同意林老师的观点。没有科学证据、科学知识的情况下，意识也好，其他更高级的东西也好，在短时间内还是很难突破的。需要有清晰的技术路径，比如更长的时间、更稳定的采集刺激，以对大脑进行调控，帮助理解我们之前看不到的东西。技术工程领域目前要为两类人提供很好的服务，一是前沿的脑科学神经科学家，为他们更好地探讨大脑采集数据或图形，二是为临床医生、病人提供更好的医疗器械，让他们获得更好的医疗支持。

*硅基智能的出现让人类碳基智能不再是唯一，带来不确定性

 林龙年对碳基智力出现竞争者深表忧虑，感染着听众 

林龙年：说到身体的边界，必须明白人和动物的区别是什么？唯一区别是语言，在语言中我们构筑了另一个世界，就是人类感受的精神世界，形成智能、意识等，因为人类比动物除了共同的身体输出外，多了一套语言输出系统。

人工智能的ChatGPT也叫大语言模型，并表现出智能，AI工程师发现，模型参数到一定规模之后，就会“涌现”出智能。而我们至今也不知道我们的大脑是如何产生意识和记忆。如此看来，这个世界上有两套智能系统，一套基于硅基，一套基于碳基。

碳基接收信息非常慢，靠感官输入来改变大脑结构中神经元的联接强度，也即大脑神经元网络节点的权重，一般一起活动的神经元，它们的联接就会增强，因此，从这个角度来看，人类其实是一个很慢速的智能体。但人生下来并非是空白的，作为一个物种，我们前面有着四十亿年的生物进化史，通过适者生存的进化规则，使得我们的大脑中内嵌了许多高效的功能神经网络。人类的神经网络耗能非常低，效率远远高于人工智能。

而人工智能依靠的也是节点权重可变的神经网络，但它可以通过训练过程快速地修改权重，它是个很快速的智能体。但它耗电巨大，数据库也巨大。人类的数据库则很小，与AI相比差异巨大。

人唯一区别于其他生命体的是智能，现在另一个智能体也产生了，很难预料它会如何发展，会如何反过来影响人类的进化，最后是被人类控制还是控制人类。这波人工智能让我觉得世界未来发展存在诸多不确定性，让我感到深深的担忧。

伦理如何站岗

何静：我们不但关心这个世界是什么，还关心这个世界应该是怎么样的，这就需要伦理规范。随着技术越来越发展，脑机接口的信息进入了环路，到底是人控制机器还是机器控制人？

 林龙年与何静讨论人类负责还是机器负责

*连上脑机接口的有独立意志的人类对机器失误负责

何静：我曾经看到一个报道，一位无法正常行动的老人坐在高智能轮椅上街想按键过马路，但智能轮椅注意到了对面是红灯，它通过脑机接口技术发射信号到老人的大脑，从而抑制老人想要过马路的意愿。由此延伸，如果机器反过来控制人的行动，由谁承担这个责任？ 伦理学很重要的是要有前瞻性，为未来脑机接口做规范或规避一些风险。

林龙年：永远是人类个体负责，不会是机器负责。以过红绿灯为例，只是以前获得信息的是感官，现在是可以把信息直接给到脑子里，最后做出行为判断的必须是有独立意志的人，如果人类个体没有独立意志，安装脑机接口意义也不大。

*科学界有严格伦理自律，非停滞障碍非失控借口

陶虎：在科学界，伦理和道德存在很明确的界限，我们做的所有动物实验，包括临床实验室都有严格的伦理审批，这方面的伦理和法规基本在一个数量级。但是道德更多是约束和共识，很多时候大家把伦理与道德搞反了，觉得只要遵守道德底线就叫合格，因而不停突破伦理上限。我在不同的场合说过同样一句话，“不要让伦理管控成为科技进步的阻碍，但也不能让科技进步作为伦理失控的借口。”

 责任讨论中，陶虎分享自己对人性的思考

*桑德尔提出的“跑鞋案例”对治疗增强边界的启示

何静：道德规范和科学技术密切相关，到底把它作为道德的制高点还是研究当中的底线，这是非常有意思的问题。我们如何守住从治疗到增强之间的边界？有没有能力通过伦理规范的角度对它加以约束？

举一个例子，桑德尔曾经提出“跑鞋案例”，很多人一起跑步，其中一人穿着跑鞋跑步，其他人光脚跑步，跑鞋就是他的增强，他可以跑得更快。但是一段时间后，人人都穿，它就不再是增强而是必需品了。

对于今天所讲的脑机接口技术来说，它似乎也有关于跑鞋这样的隐喻。

林龙年：我有几个认识。第一，人类在实践过程中总会提出规范，规范会相对滞后于实践。第二，规范永远针对大多数，对于突破底线的行为只能依靠法律手段。第三，不光脑机接口领域，所有科学都一样。所有人类科学的进步都是由人类发展史决定的，就看用的人怎么用。

 演播室正面的曲面屏和侧面的五分屏，为观众提供了悦目的视听效果、深刻的思考

 中美竞争态势

何静：您有没有信心或者您是否认为，以脑机接口为代表的数字生命研发方面，中国有望走上超车道走到世界的前面？

*个别点有优势，系统合成上需要各领域开放合作

陶虎：我对于包括脑机接口在内的硬科技的认识在不断的校正中。曾有一度相信中国的脑机接口未来一定会做得比美国更好，但做着做着觉得难度并不小。比较客观的评价是，脑机接口是一个系统工程，包括我们团队在内的很多科研人员在某些点上可能会做得很好，但整个系统与美国还有很大差距。马斯克的Neuralink公司在每一个点上并没有完全不可替代的技术，但是合在一起，系统优势就很大。

你说有没有信心？我非常有信心。因为脑机接口是一个前沿科技，无论美国还是中国，目前多数还是由科学家或科研团队发起，包括Blackrock、BrainGate、Synchron、Neuralink等商业化公司的技术大多都承延自高校及科研机构。

中国在这个领域并没有落后太多，如何追赶和超越？最关键的是开放合作，与神经科学家、材料学家、机器人学家、医生合作，与企业、资本、政府合作，和一切能做这件事情的机构合作。

*上海团队获批临床伦理早于马斯克团队15个月

如果说在哪个地方有突破的可能性？其中一个突破点是植入方式。中国在临床手术上病人基数大、依从度很高，在临床试验方面比国外具备更大的优势。如何把这个优势转化为脑机接口领域能够加速发展甚至超越的机会？技术开发方与临床医生、神经科学家一起探讨如何在创伤性、性能性上取得一个平衡，这可能就是我们突破的机会。

 世界人工智能大会上，脑虎公司公布了柔性电极在临床上使用的进展，此为7月7日的大会报道截屏

有关马斯克团队获得FDA批准进入人体临床试验的报道

还有一个优势，我们的临床伦理批件比马斯克更早获得。从技术上来看，人体试验上的迭代是最快的，但伦理要求也更高。我们与马斯克都在做侵入式脑机接口，都属于医疗器械。马斯克的Neuralink今年5月获美国FDA批准进入人体临床试验，而我们团队在去年2月就已拿到柔性脑机接口相关临床伦理批件，领先国外1年多时间，并且在今年7月6日的世界人工智能大会上也公布了我们人体试验的进展，使用柔性脑机接口技术成功记录到人类大脑单神经元精度神经活动信号。

（整理：李念）

文末链接

陶虎：脑机接口近可治渐冻人，远可憧憬“人体冬眠”|讲堂163-2①

脑机接口的无线芯片为何难做？谁最被研发团队需求？|讲堂163-2③

*文汇独家稿件，转载请注明出处。