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01从《真名实姓》到《黑客帝国》

脑机接口的现实版本和终极幻想

脑机接口技术是科幻小说中的“常客”。作为中国科幻“更新代”作家，江波在其代表作之一《机器之门》中，就构建了一种叫“脑库”的装置，将几千个最聪明人类的大脑神经网络“并联”，形成一个决策机构，宛如一种“超级生物”。

“关于脑机接口，比《神经漫游者》更早、更具开创的作品是弗诺·文奇的《真名实姓》，”江波介绍道，“里面对脑机接口的想象是将电极贴在头皮上，其实非常接近现在的形态了。”

相比之下，江波和李远宁都认为，广为人知的《黑客帝国》接近脑机接口的“完全体”。

那么，脑机接口从科学上到底如何定义？李远宁介绍道，在广义上，一切通过外部电子设备与大脑活动进行信号交互的设备都可以称作脑机接口，“比如，人工耳蜗可能是目前应用最成功的脑机接口。它接受外界刺激，直接与中枢神经系统相连，可以向大脑传递信号”。

狭义上的脑机接口偏向于“读心术”，通常用电极、磁共振、红外、超声等形式读取大脑信号，对神经信号进行处理和分析，最后用于控制机械手臂、显示屏、喇叭等外部设备，输出运动、语音等信息。

2014年，瘫痪少年借助脑控外骨骼为巴西世界杯开球，表明人类在运动控制类脑机接口上相对成熟，已经取得了类似《环太平洋》机甲的技术原型。不过，从特殊个例走向广泛应用，脑机接口仍进展缓慢。

02从个性化定制到广泛应用

脑机接口的理论和技术瓶颈

“大部分BCI还是临床用途，例如帮助脑卒中、渐冻症造成的瘫痪病人恢复特定功能。这套系统其实原理上已经相对成熟，但需要个性化的定制系统，不能直接迁移推广。因此，脑机接口经济成本十分高昂，全世界范围内可能只有几十个人享受过。”跟随科幻作品遐想一番后，李远宁将观众拉回冷静的现实。

要让脑机接口实现更广泛的应用，人类尚需要攻克从理论到技术的全方位问题。“我们对大脑的认知还停留在很原始的阶段，拿物理学打比方，如果牛顿是个里程碑，让物理学家能用一个方程推演整个事件，那我们脑科学还停留在哥白尼和伽利略的阶段。这是最根本的一个瓶颈。”他说道。

此外，技术上也存在诸多挑战。“虽然说我们没必要去记录大脑860亿个神经元的信号，但现在只能记录100到1000个神经元肯定是远远不够的。另一方面，即使获得了数量足够多、质量足够好的神经信号，现在我们理论等算法以及最先进的计算硬件也无法实时在线地处理几百万级别神经元的相互作用，（这就）需要我们的计算理论以及集成电路技术取得新的突破。这些挑战都是一环扣一环的。”

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目前，李远宁带领的研究团队专注于一种复杂运动的脑机接口，即语言。具体而言，他希望搞清楚大脑在语言的听和说的过程中，是怎么将抽象的语义和概念分解成一个字、一句话，再把大脑想说出的话转化为实际的发声行为，哪些神经元和环路在这个过程中参与放电。

李远宁团队最近已经实现把人类意念想说的话以脑机接口的方式破译并重新合成。下一步，他希望与一些芯片、计算建模领域的专家合作，共同完成这个交叉型学科的难题，造福特定的障碍群体。

03BCI+AI

模糊人机界限

不断照进现实的脑机接口，遭遇大语言模型，两种颠覆性的人机交互技术又将擦出怎样的火花？

李远宁介绍道，在关于语言脑机接口的研究过程中，科学家们已经会把障碍人士的脑电信号通过脑机接口还原出语言信号并接入大语言模型实现最终的输出，正如打字的时候自动修正，在某种程度上已经通过脑机接口的方式实现了人类+AI的融合。

江波认为，目前大语言模型的输出是基于之前的输入训练，如果它之后不再和真实世界互动，那语料库中所有的排列组合就是它“想象力”的极限。AI通过传感器获得新的积累，不断从环境收集资料，这或许会成为脑机接口+AI的未来新形态。

尽管科幻的想象永远领先于现实的技术，但江波总结道，随着越来越多的脑机设备进入大家生活，科幻作品的相关表达也会越来越多。“脑机接口模糊了人机的界限，它带给我们一个越来越迫切的新命题：通过脑机接口构建的超人和常人如何共存在同一个社会？脑机接口现实技术的发展给了我们一个强烈的信号，我们需要开始思考这个问题了。”

活动最后，当主持人问起两位嘉宾是否愿意给自己装上脑机接口，李远宁坦言，目前脑机接口技术离应用到健康人身上还十分遥远。江波则展望道，这取决于相关技术能否让用户随时脱离虚拟世界，回归现实世界。“我们现在玩手机是这个状态，不想玩就可以随时关掉。如果脑机接口可以在这个边界上，还原我生物本体的完整性，我还是愿意的。”

图注：Gerwin Schalk教授代表研究院发布“MindX数据支持计划”

此外，基于学术界AI专家紧缺的现状，天桥脑科学研究院（TCCI）已在中国招募了50多名全职数据科学家、AI科学家，并计划在一年内拓展到200人。他们绝大多数具有博士学历，涵盖计算机视觉、自然语言处理、语音算法、知识图谱等主流方向，将无偿为科学家和研究项目提供定制化的数据服务和模型训练。

MindX数据支持计划已经开放申请，有意者可发送申请至mindx@cheninstitute.org。

据天桥脑科学研究院（TCCI）中国负责人介绍，日前，创始人陈天桥在世界人工智能大会上宣布追加10亿元人民币支持“AI+脑科学”，收获了科学家和临床医生的积极反响，正在沟通需求的就有近百位。

不少研究人员提出，人工智能和人类智能结合的关键是数据，除了大脑数据，还包括大脑指挥下的全身数据以及行为、社会数据。然而，受到专业人才、技术工具和经费限制，科研人员和医生普遍面临数据流失、数据混乱、数据沉默三大痛点，比如有科研需求、有数据源的科学家缺乏经费和技术进行有效采集，而有数据的医生缺乏专业的AI人才进行管理和分析。天桥脑科学研究院（TCCI）顺应这一需求定制推出MindX数据支持计划，帮助相关研究领域突破数据瓶颈，为“AI+脑科学”的发展奠定良好基础。

该赛事得到了云计算上市企业“优刻得”和科技媒体“钛媒体”全程支持。首站由TCCI与同济大学合办，同济大学电子与信息工程学院承办，同济大学医学院、同济大学附属养志康复医院协办。在启动仪式上，著名科幻作家、中国作家协会科幻文学委员会副主任陈楸帆与同济大学电子与信息工程学院副教授齐鹏展开“大咖对谈”，共话科幻经典中的AI与大脑及其对现代科技的启示。

TCCI高校巡回赛负责人曹威介绍，围绕“AI+脑科学”战略，TCCI已经构建起了包括前沿实验室、会议、夏校、媒体、基石合作伙伴在内的布局。高校挑战赛作为“AI+脑科学”生态中的新成员，旨在充分调动青年学子的创新力量，走出跨领域人才培养的“最先一公里”。

同济大学电子与信息工程学院副院长周俊鹤介绍，该校是全国首批获得“人工智能”本科专业建设资格的高校。本站比赛基于机器视觉的胶质细胞识别赛，用AI研究小胶质细胞及其介导的神经炎症，寻找研究阿尔兹海默症发生发展的关键因素。脑机接口专业赛设置了脑机接口控制系统信号分析算法的任务，创意赛则旨在激发学生创新精神。

“以大模型为代表的新一代AI技术将深刻地推动学术创新和产业发展，包括脑科学在内的医学领域首当其冲，”优刻得董事长兼CEO季昕华说道，“云计算企业将为各领域的AI开发者提供稳定、安全、高性能的技术支持，加速AI云上创新。”钛媒体联合创始人刘湘明表示：“作为前沿技术的观察者和记录者，我们相信这次比赛将成为汇聚创新思维、加速科学研究的平台，并期待年轻的科研人才在AI的帮助下更踊跃地探索人工智能与脑科学的奥秘。”

“科幻小说描绘的数字生命令人向往，我相信，只有AI+脑科学，才能打造出真正的、有灵魂的数字生命。”在AI＋脑科学领域持续布局的前互联网大佬陈天桥，再次投入约合10亿元人民币的经费，推动人类智慧和机器智慧的相互结合与促进。这份“大礼包”包括成立Mind X实验室，启动经费1亿美元；建设AI＋睡眠梦境，AI＋抗衰老等系列前沿实验室，每家启动经费5000万人民币，可持续投入上不封顶。

7月6日，在上海举行的世界人工智能大会（WAIC）“脑机智能 数字生命”主题论坛上，天桥脑科学研究院（Tianqiao & Chrissy Chen Institute, TCCI）应用神经技术前沿实验室主任Gerwin Schalk教授代表研究院宣布了上述计划。

大脑和AI的工作原理是困扰科学界的两个“黑盒”。脑科学是人类目前最复杂、最困难的研究领域之一，而人工智能的运行也存在过程不透明、过程不可控等问题。

对此，TCCI宣布将建设升级版前沿实验室Mind X，向全球AI科学界、脑科学界发起招募，聘请两位顶尖科学家担任主任，共享1亿美元科研经费。按照Mind X实验室的构想，两位主任将分别来自神经科学界和AI科学界，带领团队紧密合作，一方面结合对人类大脑在学习、记忆、认知、情感等领域的深度研究，推动人工智能的进一步发展；另一方面运用新一代AI技术揭秘大脑本质。

如何将AI与脑科学研究深度融合？TCCI提出面向大众需求、数据收集与模型训练这三个关键环节，打造新型的研究范式，确保AI作在脑科学场景里真正帮助科学家实现突破性创新。

大众需求层面，TCCI瞄准精神健康、睡眠、神经退行性疾病等重点方向，于2020年和2021年相继设立了应用神经技术前沿实验室（华山医院）、人工智能与精神健康前沿实验室（上海市精神卫生中心）。目前，TCCI正积极寻求机构合作伙伴，筹建人工智能与睡眠梦境前沿实验室、人工智能与抗衰老前沿实验室，并为每个实验室提供5000万元人民币的启动经费。

数据层面，TCCI积极与医院开展合作，在保证安全合规的情况下提供数据清洗、标准化、分析等方面的资金支持和技术服务，同时开发新型的数据采集技术工具，为脑科学领域提供更丰富的动态临床数据。

据介绍，TCCI应用神经技术前沿实验室支持孵化的柔性侵入式电极性能处于国内领先水平，领先于马斯克的Neuralink进入临床试验并取得重大阶段性成果。在研的家用SMART EEG产品集合脑电、心率、血氧等关键数据，不仅将信号精度优化到了医疗级别，且引入音乐调控功能形成监测和干预的闭环互动。在眼动监测、游戏认知锻炼、VR游戏治疗认知障碍等领域也取得了重大成果。未来，实验室计划采集人体更多维度的数据和信号，为构建未来真正的“数字生命”做好准备。

模型训练层面，TCCI自今年5月在全球起招募计算机科学、人工智能、数学或相关领域的优秀人才，尤其是具有大语言模型、自然语言处理经验的专家，目前已经构建起一支30人规模的AI科学家团队，未来计划扩充至200名。