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文汇讲堂李念主持60秒提问

【导读】8月26日，163-2文汇讲堂“数字强国”系列《脑机接口：生命进化新高度 BTIT时代新角色》成功在上海报业大厦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。本次讲座由文汇报与上海树图区块链研究院联合举办。

经整理，现分主讲、嘉宾对话、提问三篇以飨读者和观众，此为提问篇。

目前脑机接口设备对大脑发育没有任何影响

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上海电力系统林玮：脑机接口作为外来设备，对大脑本身是促进还是退化？

林龙年：现在脑机接口技术还谈不上对大脑是有利还是退化，对病人来说，只是通过读取大脑的信息来控制外部的机器，它对大脑的发育没有任何影响。目前，脑机接口与正常人的关联度并不大，因为四十亿年进化出来的产物——大脑还是挺够用的。对部分病人如截瘫、抑郁症患者而言，它是医疗手段的一种。有时也不尽完美，比如治疗帕金森症，脑起搏器治疗效果很好，但是不能停，一停就会失效。在临床上，脑机接口的技术有待进一步提升。

陶虎：对于脑机接口用于正常人的增强功能，我对技术发展很有信心。首先，在这个赛道上，它是非线性加速发展，过去几年体现出来的成果与技术能力相比过去几十年都更让人震撼。第二，我们做了许多动物模型，但都太粗糙。为什么强调要在人身上合法合规地应用？因为无论是语言、交流、记忆、芯片，在人这里都可以得到快速的迭代技术，所以，我对技术比较乐观。

如发现植物人意识所在的靶点脑区，治疗就会突破

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自媒体运营者梁君勇：脑机接口这个技术能否运用在治疗一直无法突破的植物人身上？

林龙年：植物人和其他脑疾病最大的区别是没有意识。现在所有深度脑部治疗，必须有一个靶点脑区，才能实施大概方位的介入。而我们目前对意识产生脑区的了解还非常有限，导致难度直线上升。对脑科学家来说，虽然有模型理论在解释意识是如何产生的，但实际上我们并不清楚意识产生的整个过程和机制。有观点认为，意识是大脑皮层的广泛激活，当我们有意识时，总感觉脑中好像有一个意识指针，指向听觉就有听觉，指向视觉就有视觉，因此，所有皮层在意识状态下是处于一种大面积的激活。也许，假如能够发现意识所在的靶点脑区，那就很有希望用脑机接口技术来治疗植物人。

通讯行业高级工程师柴忠余：由病人到正常人，由正常人到增强人，这两方面的需求都非常大，你现在的工作如何平衡这两种需求？

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陶虎：我们现在所有精力都在病人身上，帮助他们恢复正常。我们一些奇思妙想（增强功能）会在动物身上进行试验。

脑起搏器是早期粗糙的脑机接口，只能刺激无法采集

社会工作者李国霖：癫痫病人发作时，大脑神经元异常放电造成短暂性脑控失调，导致踌躇、大小便失禁，目前内科和外科治疗效果都不理想，可否通过脑机接口的植入手段进行预测，甚至调节调控病患的放电？

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林龙年：癫痫是神经元拼命放电导致。目前临床上癫痫症状分类较多，也有很多的药物治疗数段。至于脑机接口治疗手段，从目前看，没有比药物治疗的效果好，它还需要探索。例如要弄清哪个脑区是癫痫发作的原发区，才能埋藏电极，发作时给予一个电流刺激，抑制一下这个区域。理论途径是存在的，但需要大量病人的试验，前期还有许多工作要做，需要一个探索过程。

陶虎：脑起搏器是较早期的脑机接口产品，在大脑跟癫痫相关病灶区进行电刺激，抑制异常放电从而减缓癫痫发作导致的外部运动抽搐，这是脑起搏器应用较多的场景。

为什么大家觉得目前的脑机接口有可能做得更好？有两个关键挑战，第一个挑战是闭环。现在很多早期甚至广泛使用脑起搏器只是纯刺激，不能起到采集预测刺激的闭环效果，效率低是因为现在脑起搏器是比较粗糙的脑机接口电极，很难做到精准针对数个神经元精度刺激，一刺激就是一大片，在治疗癫痫的同时会产生很多富足。

目前头部的厂商都在发力，相信脑机接口在癫痫治疗中大有可为，而且应该作为一个切入点来研究。我对这方面很有信心，相信很快会有更好的产品提供给医生和病人。

脑机接口采集的是电信号，到单细胞级别有效性就强

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自由职业者雷政：脑机接口植入脑部的电极，它采集的信号到底是什么样的？这个信号怎么解码，解码出来到底有哪些信息，解码之后的信息有没有可解释性？怎么判断解释的信息是否准确？如果不准确如何对这些疾病进行治疗？

陶虎：这是非常好的问题。但我不是神经科学家，林老师比我专业。植入脑机接口采集的是电信号，有时候也有光信号。电信号分两大类：电生理就是神经元放电信号，电化学主要是多巴胺、谷氨酸等神经递质，泛泛来说，很多神经疾病电生理有直接反映，很多精神类疾病则需要和电化学相结合。

信号可否解释与实验设计的范式相关。有时测神经元放电动作的电位，电极不够精准或者特别大，测到的是一群神经元的放电行为的平均值。如果能够更加精准地采集和刺激到单细胞，就可以做更多的事情，比如精准调控元癫痫病神经发病原区，而不产生太大的负作用。

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提问环节，林龙年和陶虎相互补充

工程上的解码与脑神经科学上的解码是两回事

林龙年：这个牵涉到解码问题，对于工程来说，把一组电极植入到某个脑区，记录到几十上百个神经元的活动，让被试重复一个行为模式，也许来上个一百遍，再把这一百遍的反应数据拿来分析，看看可否抽提出一些特征以与其它行为模式时相区别，如果有区别，就算解码出来了。工程上只要能达到这个程度就可以了。但这不是真正意义上的神经科学解码。脑科学解码是真正找到解码的神经元，以及这些神经元的编码规律。

智者天才的大脑对脑机接口研究是否有优势？

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鄂鹏：东方文化有系统整体思维，如来自中医和儒释道的思想和人物，健康长寿和智者天才的人群，对脑机接口研究是否有优势？是否有对静坐与冥想时大脑运转状态或机制的研究吗？

林龙年：我们现在还不知道大脑是如何运作的，我们现在虽然能够收集某些脑活动的信号，但并不知道大脑运作的基本原理，了解我们记忆藏在何处？以什么形式储存？脑科学目前还是是一门具有很大挑战的科学，目前还未解决这些最基本的问题。

虽然脑机接口技术给我们带来一些能够读脑写脑的方式，但是距离真正解开大脑奥秘还有较大距离。科学的突破往往是范式的突破，现在的范式五六十年前就有了，到现在只是技术手段进步许多。美国的脑计划要看到每个神经元的每次活动，难道看到就能解码吗？不一定，神经元动作定位只是一个表现，还有突触连接的改变。所以，虽然脑机接口给我们提供了手段，但目前在大脑基本原理上并没有突破。

联合国教科文组织和中国国内都在制定相关法律

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上海高校老师王园：您说脑机接口也要用法律规制，现在技术和产品主要用于医疗，如果将来拓展到商业用途并大规模应用，如何在立法上做出针对性的规定，以确保人的生命健康？

陶虎：非侵入式包括情绪头环，更多当作消费品在出售，本身对大脑没有太多的调控，危害很小。侵入式更多作为科研临床探索，或者是医疗器械的注册。

在法律法规方面，7月13日联合国教科文组织召开了一个神经调控会议，征集各国科学家和政府关于神经技术行业建立共同的伦理框架的意见。国内层面，由不同单位牵头开展脑机接口临床共识论证，希望尽快填补该领域的法律空白。

脑机接口起源：美国军方飞机加速度过高导致手脚失控

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科技工作者韩立欣：科学认识、工程实践，是为了对外物的控制，而对外物的控制是因为人受到外界的控制，这往复与无止境的艰辛循环，是否是人类的宿命?

林龙年：这不是人类的宿命，这归结于人类的好奇心。人类有大脑，就会产生大脑能否控制外部世界的念头。脑机接口发展的最初起源是：四、五十年前，美国军方发现飞机在高速飞行时，由于加速度很大，飞行员的手脚包括眼珠都无法动弹，但是大脑是清醒的。飞行员想发射导弹，但手无法按键，而大脑却可以运转。在高速飞行情况下，如果有脑机接口就可以发动攻击。这是当时军事上提出的要求，所以美国军方开始资助脑机接口研究。最早都是军方资助的项目，现在慢慢拓展到民用、医疗等各个领域，尤其是马斯克将此推到一个风口上。

这项技术整体上还属于未来技术，尤其是在正常人身上使用可能更是未来的梦想，即使现在用于疾病治疗，多数也是试探性的尝试。

人类大脑只能被一个东西控制，那就是信息。大脑本质上是信息处理器，把人类所有感官带来的以及成长经历中所有信息汇集于此，基于这些信息作出判断。而且这个判断很有意思，人类的记忆包括两种成分，一种是外显记忆，另一种是内隐记忆。内隐记忆本身不进入意识范围，但在人做决策时却起着非常重要的作用。很多时候都是内隐记忆的信息促使我们作出判断，但我们却以为是外显记忆在帮助我们作出的判断。

脑机接口的无线芯片为何难做？流片周期长

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柴俊（左）

文化传播者柴俊：您的团队在做马斯克线路上类脑机接口，可方便分享一下吗？

林龙年：我们科研团队，目前在研发64通道的无线芯片,它可以进行实时神经元活动数据采样，并且无线传输数据。我们也正在做与马斯克对标的Neuralink 2020版1024通道的芯片，希望这个芯片能够先记录神经元活动信号，最后变成闭环，把刺激给出去。

芯片打磨需要时间，目前我们已做到第六版流片。流片（Tape-out）是指设计完整的芯片电路后，将其转换为物理芯片的过程，是整个芯片制造过程中的一个关键步骤。我们自己实践后才知道为什么芯片制作难度那么大。一般的计算机软硬件随时可以调整，修改代码，但芯片代码不能随时调整。流片做好后要进行功能测试，可能要花很多时间检验，但凡发现一个问题就得重新流片，研发周期较长。

马斯克从成立公司到推出第一版脑机接口芯片，两年时间进行了八次流片，我们团队需要六个月至一年才能流一次片，公司操作和科研团队操作非常不同。我们未来也可能进入公司化的操作来推进国内脑机接口事业的发展。

科学上的超车没有捷径，唯一捷径是人力投入

林龙年：在科学上的超车没有捷径，唯一捷径是投入。美国召开神经科学年会，参会者大约有三万六千人，而中国神经科学年会大约在三千多人的规模，两者相差约十倍。最近我们国家增加了该领域的投入，只有持续的长期的科技投入，才有一个突破的机会。毕竟中国改革开放四十年，第一步经济发展已经基本完成，第二步才能科技赶超。这需要国内科学家们一起努力才能实现。

陶虎：这和国人的科研方式有关，包括我在内的中国人不太喜欢硬科技，更喜欢研究软科技。脑机接口相对来说硬件体量较大，投入比较大，回报周期较长，导致研究人员较少。但若不啃硬骨头，永远是在挠痒痒。现在我们强调建制化的攻关、长期稳定的投入，以及学科交叉，想在点上寻求突破还是非常有可能的。

学科协作愿望：神经科学家跳出原有范式参与工程

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主持人李念：您刚才给我们描绘了非常美好的前景，您最希望什么样专业的人来积极加盟合作的大团队？

陶虎：从本性来说，我们希望有信心、尊重科学、敬畏技术的人。从学科来说，我们希望有更多神经科学家愿意跳出神经科学的范式，与工程多结合，螺旋式地互相推进。

林龙年：目前我国还没有商用的脑机接口芯片。为什么很多团队从芯片做起？这需要时间，需要积累，就像华为一样，需要慢慢奋斗的过程，才能实现超越。现阶段更多的是赶上，还谈不上超越。如果能在相对较短的时间例如五到十年内赶上，接下去五到十年就可以谈超越了。

【线上提问】

使用脑机接口设备出了医疗事故谁负责？非常明确

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陶虎播放的狗受到意念调控的视频，紧紧吸引了大家的视线

企业人力资源王伟：三甲医院如果使用脑机接口设备给精神疾病患者治疗，若不幸造成严重的医疗事故，民事赔偿责任应该由谁来承担？医生还是设备厂商？设备厂商应该由算法工程师承担还是大模型数据产品的工程师承担？

何静：这是一个非常尖锐的问题，我不确定现在有没有就脑机接口的治疗出台具体的法规和政策，我仅从哲学的角度尝试探讨。谈到谁该负责的问题，我们需要区分道德责任和因果责任。比如一条狗打翻了家里的咖啡，把地毯弄脏了，谁负有责任？我们说狗负有责任。但事实上狗没有办法真正帮忙清洁地毯或者作出赔偿，因此狗对这个事情负有道德责任，但无法承担因果责任。

在思考关于脑机接口所引发的医疗事故也是一样，尽管可以说因为机器的问题或者设计上的缺陷导致了不可避免的不良后果，但是人应当为此承担因果责任。人把自己的意图和欲望拓展到工具上，让工具来延展人应该完成的事情。因此，在整个过程中，人应该承担因果责任。

具体而言，事故可能涉及到医生、设计者等不同的人，因此这不是一个个人责任问题，而应当是集体责任。如果不是人为的，就应该由集体共同承担相应的因果责任，执行相应的赔偿。

陶虎：这个答案很明确，每次做手术之前有手术风险告知书，在病人或家属自愿签署以后，按照协议进行的手术，风险由病人自己承担。没有按照协议进行的手术，风险由医院承担。如果按照协议操作，厂商设备或者性能没有达到其宣称的性能，那就由厂商负责。

林龙年：所有病人都会签知情同意书，否则每个人都要负责。出了问题一般来说不太会追究团队责任。就像基因治疗导致一个病人死亡后，全世界的基因治疗停滞了一段时间，现在又恢复了。技术进步是有代价的，有一些人必须以牺牲作为贡献，这是肯定的。这个过程对病患本身也有好处，对医院也是如此。

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听友志愿者高平请听友填写提问纸

脑机接口的“写”功能就是采集和刺激

上海职业经理人邱根荣：是否也在考虑用类似蓝牙技术与大脑连接？

陶虎：蓝牙传输速度还可以，但是相对做高通量实时全数据的传输，蓝牙带宽远远不够。我们现在在做的工程化中有一个很重要的点，如何做特殊提取和数据压缩？不是把所有原始数据全部传出来，而是把某些跟应用相关的特征数据压缩做出来。我们期望用蓝牙或者其他商用无线方式兼容的数据量做开拓，否则为了这个专门开高通量的无线传输，一方面需要等待技术提升，另一方面功耗也受不了。

上海生物科学专业本科生郑琪丹：请问脑机接口的“写”的功能实现路径是怎样呢？现在有实现案例或相关方面的突破吗？

陶虎：读写换成别的语言就是采集和刺激。对大脑的刺激有多种方式，刚刚说的脑起搏器就是刺激大脑，临床上已经实现了。做运动功能重复抓取是意念控制，抓到没抓到反馈是感觉，感觉就是通过编码的方式把电刺激写入感觉，这是可以做到的。

整理：李念

【精彩瞬间】

1.上报大厦43楼现场入口处，听友兴奋地领取NFT数字徽章

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2.正式开始前，演播室听友观看预热视频：历次对数字系列的关注

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3.开场时，现场观众向线上听友打招呼，一起和主持人说文汇讲堂宗旨

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4. 听友志愿者和集团融媒创新空间共17位工作人员，在现场拍摄，负责腾讯会议室和视频号直播

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5.三位学者对话，林龙年从脑科学家角度让人长知识，何静主持理性优雅，陶虎自信而幽默

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6.听友或在膝盖记笔记，或用手机拍摄

7.讲座结束后，群文工作者李英抓紧向何静教授请教关联问题

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8.第一次进演播室，和嘉宾一起拍一张58人的全家福

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9.上报集团融媒创新空间运营团队与讲堂听友志愿者及嘉宾代表何静合影留念

文末链接：

林龙年陶虎何静：硅基融入人体，意识、灵魂如何变？|讲堂163-2②

陶虎：脑机接口近可治渐冻人，远可憧憬“人体冬眠”|讲堂163-2①

　　作者：林龙年陶虎何静讲堂听友

照片：现场拍摄周文强整理胡杨过程ppt 平渊海海报设计李洁

　　编辑：李念

责任编辑：李念

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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

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