人机共生前传：这家中国公司让脑机接口走出科幻

深圳早早地暖和了起来，这意味着微灵医疗很多在新年计划的实验可以准备起来了。这家公司要做的事情听起来相当炫酷，像一幅赛博朋克画风的梦境：通过机器将大脑和外部世界直接互联，比如可以跳过五官和四肢这些人体器官直接控制电脑和机械，甚至在将来还能实现人们大脑和大脑的直接联系，实现意识沟通——就像三体人那样，只不过更加安全和私密。

专业术语管微灵医疗专注的这门技术叫做“脑机接口”，“是一种全新的脑信息传输渠道，使脑信息能够直接与外部设备交互；脑机接口系统由神经信号采集装置、解码装置与末端执行装置构成。”公司创始人李骁健博士如此定义，他同时还是中国科学院深圳先进技术研究院、深港脑科学创新研究院的正高级工程师，博士生导师。

关于“脑机接口”的童年噩梦丨Giphy

和他一同创立微灵的两个伙伴都是中科院生物物理研究所毕业的同门：邓春山博士具有基础与临床的多重、丰富研究经验；苏涛博士则精专于医疗器械研发流程和相关法律法规。团队里，大家都觉得邓春山温和沉稳、苏涛勤勉精细，而李骁健——见过他的人都众口一词：健谈。

在幻想世界中，装备脑机接口的名人家喻户晓：虚拟世界的救世主尼奥、未来世界的动感少女阿丽塔、正义化身赛博警花草薙素子……光是过去的大半年，就有《流浪地球》《阿凡达2》《黑客帝国4》《万神殿》等多部影视作品，以脑机接口技术实现的“意识上传”作为卖点。而现实世界中，人们似乎默认这是个身边难觅的东西（误，请往下读）。

最近两年，人们听到“脑机接口”的新闻大多来自一家叫 Neuralink 的美国公司，老板是科技名人伊隆·马斯克。过去两年间，他向公众展示了装备了脑机接口的猴子可以通过意识能够自由娴熟地控制电脑上的光标玩乒乓游戏，甚至在键盘上定位字母打字。

马斯克的猴子在通过脑机接口设备玩游戏丨Neuralink

鲜有人知的是，中国也有一些同样的公司在做同样的事情。

在微灵自己的实验中，猴子可以通过微灵医疗的脑机接口设备直接用意识操纵一个机械臂给自己投喂葡萄口味的小零食。理论上，这个动作的实现难度比单纯的控制平面显示器上的光标高多了。

微灵医疗的猴子用意念控制机械臂投喂自己丨微灵医疗

看烦了一提到脑机接口就全是“血肉苦难，机械飞升”的跟风留言，或是言必称“意识上传、记忆复制”，微灵创始人李骁健为公司选了一条更能解决真问题的道路。

每个人想象的脑机接口大概都不相同丨Giphy

第一阶段，三年左右，把高密度超柔型的电极植入推向临床，先解决更好接受大脑信息的问题，让医生可以更好的绘制精细脑功能“地图”；

第二阶段，五年左右，为那些运动失能的病人提供脑机装备，让他们重获自理和运动能力；

第三阶段，再远一些，八年十年，微灵的设备可以实现对于精神类疾病和脑疾病的精确干预，甚至治愈。

微灵的脑机设备丨微灵医疗

这听起来显然比各种天马行空的幻想靠谱很多了。但在这个过程中，微灵和它的潜在用户们不得不面对的现实是，在“脑机”这组对应关系里，人们对于机器的了解和想象对更具热忱，甚至过于超前，而对于天天顶着晃来晃去的脑袋缺知之甚少。

脑子，到底是个啥呢？

如果你一直关注近几年 Neuralink 的发布会，应该还会记得他们在展示猴子游戏打字之前，还做个小鼠脑机接口的展示。

尽管猴子与小鼠脑袋体积相差巨大，但脑的进化树上却几乎相邻。游弋在这棵进化树起点的，是一只五亿八千万年前的水母，它幸运地进化出了这个世界上最原始神经网络，这让它能够流畅地游泳、觅食，感知并躲避危险。

水母具有最原始的神经系统丨Giphy

就这么又游了三千万年，直到水母遇见了一条奇怪的虫子。虫子游泳的方式扭来扭去，说不出得奇怪，远没有水母来得优美飘逸，但这虫子却比水母多长了一个神经中枢——用如今 web3 界流行的话来说，水母的神经系统是去中心化的，而虫子的则是中心化的。这个中心，就是世界上最早的脑。

也许在那时候，生命对于神经网络的演化选择还有诸多可能性，但事实上，中心化的趋势从此一发不可收。

脑进化示意图丨图虫

有了脑的虫子就这么扭来扭去，又得瑟了两亿来年，直到被一只小蛤蟆一口吞进肚里——也可能是个小蜥蜴，惨剧发生得太快，虫子来不及分辨，它那简陋的脑根本处理不了这么复杂的信息。

但小蛤蟆或小蜥蜴的脑子就相对发达得多了：传达指令让身体保持生存必需的代谢工作，控制眼睛和皮肤随时感知环境和可能出现的天敌，命令四肢蹦蹦跳跳跑跑颠颠，最重要的是随时捕猎觅食，瞄准那些能被自己智力碾压的小虫子们。

小蜥蜴……呃……丨Giphy

营养跟上了，小蛤蟆和小蜥蜴都长成了恐龙时代的庞然大物，一段漫长的统治之后，被哺乳动物取代。哺乳动物的脑里出现了一个叫做“边缘系统”的结构，这成为了脑进化历史中的一次重大飞跃。服从、兴奋、紧张、恐惧这些面对世界更复杂的信息反馈和表达都需要一个更加复杂的脑结构来实现。这样的脑，能让你家二哈卖萌、拆家、护食、发神经，并对着小区里的金毛眉目传情……

在哺乳动物的统治时代，脑结构有演化出另一层复杂结构，被称为“新皮质”。这个结构在灵长类和早起原始人的身上体现出了其特别之处：思考、分析，以及对于工具的使用——拥有这个脑结构的生物，不再只是屈从于本能。

大脑的进化让我们得以歌颂爱情丨Giphy

比如，原始人阿珍爱上了原始人阿强。阿珍会先打量一下阿强的山洞居住面积，是复式洞还是大平层；再看看阿强的草裙是不是最近俩礼拜流行的精细编扎风，阿强的长矛是不是出自邻村石匠的高端定制；一系列的理性分析之后，阿珍才会跟阿强说：强，你瞅，这是一个没有星星的夜晚，就像俺俩的爱情……

让我们一起说：谢谢脑脑～丨Giphy

“新皮质”的出现，让我们进入了一段距离我们更近，也更熟悉的历史：大脑开始能够驾驭语言和文字，让思考本身拥有了工具。尤其是文字，不但能将大脑中的思想与经验搬出来记录留存，更厉害的是能让这些记录穿越时间和空间，在人脑与人脑之间形成信息互通——于是，所有人的大脑就由此组成了一个更庞大的集体神经网络。

有点像阿凡达里潘多拉星的设定是不是？只过不他们事通过辫子和大树，我们是通过书。

潘多拉星球上的生物通过另一种“大神经网络”建立文明丨图片来源

我们把这种人脑与人脑形成的集体神经网和它的后续结果，称为文明。先拜一拜毕昇和古腾堡，然后是感谢瓦特和特斯拉，直到计算机和互联网的出现，致敬名单越来越长、无法尽述，但一切都是沿着让我们大脑中的信息不断外化并提升信息交互效率这条轨迹飞速狂奔。目前的极致就是我们天天揣在裤兜、捧在手心的智能手机——也许百年后人们撰写的“脑机接口史”，真的会把这玩意当作起点。

智能手机早就成为了我们的身体器官丨Giphy

事实上，同原始人阿珍阿强伉俪相比，我们的大脑并没有发生质的改变，我们的优势只是更高效地实现了人脑与外部世界的信息交互，这是文明的方向。

既然我们见惯了机器，又大致了解了脑子，那接下来的问题就成了：如何相连？

注意，这不是一道幻想题，而是一道现实题。

让李骁健最烦的，就是人们把“脑机接口”和“科幻”在脑子里做条件反射似的关联——尽管他自己每一次出来面对公众科普时，也不得不将那几页科幻电影的截图放在最开始，依旧是什么阿凡达啊、阿丽塔啊……

脑机接口美少女，阿丽塔丨Giphy

“没办法，这就是目前公众对于脑机接口技术最直观的刻板印象。”技术正在起跑线前热身待发，可大家的想象却早就站在了遥远的未来。这中间的距离，就像是你回到五亿年前对着那条只知道扭来扭去的虫子苦口婆心道：“多读书，多看报，少吃零食多睡觉。”

最初关于脑机口的想象：折腾外星人丨wikimedia commons

距离没能产生美，反而产生了恐慌——根据目前的理解，这种人们最普遍的情绪反应遍布在大脑多个区域，很难定位。根据皮尤研究中心最近面对美国成年人的一项调查，人们对于脑机接口技术的担心甚至超过了“基因编辑”和“人造血液”。

人们对于脑内芯片的恐惧胜过了基因编辑和人造血液丨皮尤研究中心

其实可以理解，谁也不愿意在自己的脑子上动刀子，甚至你只是想想“脑子上动刀子”这几个字，大脑就会发出信号，令你头皮发麻，甚至制造出一种虚幻的刺痛感——更惨的是，你只要想想“脑花暖男”云天明在三体剧情里的经历。

看这个图，是不是头皮发麻，脑仁刺痛？丨Giphy

然而，现实是脑机接口早已不陌生。只要你常去医院溜达溜达，尤其是神经或运动康复之类的科室，各种脑机接口设备其实并不鲜见。因为大多数设备平平无奇，并没有想象中的“丧心病狂”，人们的目光也不会被其吸引。

这就涉及到我们的大脑和脑机接口设备工作的基本原理了。大脑对于信息的处理是通过神经元之间电信号的传递来实现，而且贼省电，整体功率只有20瓦左右；而脑机接口实现功能的基本原理就是读取或写入这种电信号，来控制机器或影响大脑。

大脑中遍布电信号丨Giphy

既然如此，信号的质量就成了关键。如果把我们的大脑粗暴一些分层，从外向内会包括以下结构：头皮、一些列皮下组织和各种膜、头骨、头骨下面的各种膜，然后就是脑本身。脑组织从外到内，又分为：大脑皮质，这是阿珍阿强区别于小仓鼠的部分；边缘系统，这是所有哺乳动物区别于小蛤蟆小蜥蜴的部分；最里面是脑干和小脑，是蛤蟆蜥蜴区别于水母和小虫子的部分。

越深入和靠近脑组织本身，脑电信号就越清晰和准确，反之则越模糊和失准。这就是脑机接口面临的第一个重要问题：传感器搁在哪？

颅骨外、皮层上，脑组织内，都可放置传感器丨wikimedia commons

我们说的那种已经在医院常常可见的脑机设备，大多都是把传感器贴附在头皮上，只能监听到模糊定性、噪音极大的一些信号，颅骨和皮肤天然地屏蔽掉了大多数电信号。一般被用做收集和检测一些简单的脑电异常，尤其是在一些精神问题领域的辅助诊断，历史上也曾被用作放电治疗癫痫、自闭或失眠等，但效果并不明显。但好处就是最多也就是剃个秃瓢，甚至就是带上一顶僵硬奇怪的电极帽就可实现——上午做脑机，下午就上班。

通俗地讲：扎得越深，信号越好，风险越大丨受访者提供

李骁健那个著名的美国同行，选择的方案则是另一个极端。同这个老板名下的电动车公司、火箭公司、地下隧道公司等一样，Neuralink的技术路线依旧选择了同时代同行业最极端的方案——利用一台像缝纫机一样的手术机器，把极细的柔性电极丝植入到脑皮层之内。这大大增加了脑机设备可采集的信号质量和精准程度，因此在他们展示会上的猴子，才能自如的在电脑上游戏和操作光标。

马斯克的“缝纫机”手术装置丨wikimedia commons

李骁健不是不羡慕马伊隆，尤其是个人财力和美国相对优势的人才资源，但他有一套更理性的判断——看，这就是大脑皮层赋予我们每个人的能力。微灵医疗选择的方案，介于上述两者之间：把一个像纹身贴一样的信号采集器贴在大脑皮层之上，只需要在头骨上开一个比自动售货机投币口还小的小缝隙就能完成手术，芯片、电池和无线通信模块都放在一个硬币大小的装置里贴在头骨之外，以方便替换。

植入式脑机接口设备采集的人脑电信号丨受访者提供

通过自己大脑皮层中特定区域的精密计算，李骁健为微灵选择的这套方案找到了几个很有说服力的理由：

一是可行性高，组成这套系统的每一个部件都有可参考的成熟产品和相对丰富的临床数据，不会被某一个节点的技术难题卡住；

二是兼顾了信号质量和植入风险，这个方案的配套手术创伤相对不大，临床经验也比较充足，却没有过多的牺牲信号质量，植入设备老化替换和升级也比较容易操作；

三是距离解决临床真实的问题很接近，贴在皮层上的感应器虽谈不到理想化的精准，但是对于李骁健想在初期关注的那些治疗领域已经足够了——神经重塑和功能重建，比如帮助瘫痪、渐冻、癫痫的病人恢复正常运动能力，或帮助视障和听障病人重获感官。

便携性非常重要，没人希望自己的脑机装置这个样子吧丨Giphy

“这叫踮踮脚就能够到的事情，就是微灵现在想做的。”李骁健说，“脑机接口的应用，并不像人通常想象的那样，是对于局部技术环节先进性的执拗，而是一种权衡，一种对于技术系统的优化与整合。”

这和他的美国富翁同行倒是想到一块去了，马斯克在谈及Neuralink时也曾说过：工程学才是限制（脑机接口）发展的因素。

动漫作品中对于脑机接口想象的极致：草薙素子丨Giphy

工程学是那个动力，而脑科学基础研究则是那个天花板，一切都要在此之下进行。事实不免令人沮丧，我们对于大脑的认识甚至少于我们对于宇宙的认知。曾有一名脑科学家将关于大脑的全部知识比作一条一公里长的路，而我们目前行进的距离只有不到五厘米。

甚至有人提出了一个看似有点道理又像是个蹩脚绕口令似的悖论：如果我们能轻易理解自己的大脑，那说明我们的大脑太过简单，简单到无法支持我们理解它。

其实章鱼哥的脑子一定不是这样的……丨Giphy

目前我们相对了解的部分，也就是关于控制运动和控制视觉听觉的皮层分区；那些已经有了刺入式治疗方案的精神类疾病干预，也多半是“蒙着扎”，只是目前我们的运气还不错而已。但如果没有脑机领域的不间断的临床应用，脑科学的突破也毫无基础可言。

于是，李骁健和他的同行们都觉得，光自己整还是不够——就像大脑组织的分工和协作一样，整明白脑机接口这个事情也需要一个同样紧密而清晰的组织。

我们截至目前对于大脑区域分工的理解丨受访者提供

当一群人想用大脑的方式进行协作，李骁健有了一个新的职务：脑机接口产业联盟副主席、硬件组主席。这是一个今年元宵节才刚刚成立的产业联盟，由工信部科技司主导发起，下设六个分组，包括学术研究组、数据与基础软件组、基础硬件组、系统与行业应用组、医疗器械工作组，以及科普与科技伦理组，几乎聚集了国内脑机接口行业最出色的创业者、研究者，和一线医疗专家。

李骁健自嘲：李主席的顺利当选，也得益于他的“朝三暮四”。他在中科院生物物理研究所读书，后来又在美国佐治亚医学院和西北大学进行研究和工作。伴随着李骁健整个学术生涯，是老师时常的批评——“学术不正统，不踏实，兴趣和注意力变来变去”。

脑机接口产业要求对于系统性有非常高的把控能力丨受访者提供

他觉得老师批评得挺对，自己就先是因为喜欢学了一些东西，遇到了新的问题和兴趣点，就立刻又跳到相关学科继续学。误打误撞也好，未卜先知也罢，这恰好让他把整个脑机接口技术链上的东西都学了个遍。一位朋友调侃他：虽然这个链路上的东西，没有一样是你做得最好的，但你是这个行业里唯一全都会的。

行业联盟的出现，其实就是想聚集起像李骁健一样的这样一群人，各展所长，然后让大家都能“什么都会一些”。

微灵的脑机设备丨微灵医疗

“有点英雄聚义展拳脚那个劲儿了。”这里有 Neuralink 路线的信仰者；也有只想做普通人消费产品的商业规划者，比如像智能手表一样的头戴设备，甚至是个脑电玩具；也有更新颖的，用血管支架一样的技术将传感器植入脑血管的新型微创方案……

就像是大脑的进化一样，在分工和协作当中把整个行业的技术水平从爬行动物的脑子提升到我们的大脑一样；或者更像是大脑通过语言文字实现连接后，文明的进化那样，创造出一个更大的智慧体。

著名的星战桥段“66号指令”，就是通过脑机技术实现的丨Giphy

等到李骁健揣着主席聘书回到微灵实验室时，新一年的诸多计划都摆满了他的桌面。

“这东西还是要尽快落地可用，让人们知道这不是科幻，不是可害怕的，甚至不止是酷的那么简单；它是能治病救人的，是能缓解病人和家庭痛苦的，是近在眼前的。”

作者：索洛汉

编辑：睿悦

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