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2022-04-11
2022-04-11
被称为“三磅宇宙”的人脑不仅是人体中最复杂的部分，也是一个高度复杂的信息处理中心。脑科学一直是全球各国重要的研究领域之一。其中，脑机交互是一项极具研究价值的技术，可应用于医疗、军事、航天及虚拟现实等领域，为提高人类生活质量作出突出贡献。但目前脑机接口技术的研究探索仍处于初级阶段，在核心解码技术，传感器美观、安全与舒适度等方面还面临着诸多挑战。
对此，ccf yocsef广州分论坛于2022年04月09日在线上举办了以“脑机交互技术能否重新定义人类？”为主题的技术论坛。论坛邀请了该领域的多位权威专家，以在线直播引导的方式，围绕脑控及相关技术、未来发展及产业化等方面展开了深度探讨。本次论坛由ccf yocsef广州副主席、暨南大学信息科学与技术学院龙锦益教授和ccf yocsef广州候任学术秘书、广东外语外贸大学信息科学与技术学院姜思羽老师共同担任执行主席，由中国计算机学会(ccf)主办，暨南大学信息科学与技术学院承办，新华三技术有限公司提供赞助支持。论坛吸引了来自各地区高校的学者共130余人参加。
图1 论坛背景
论坛首先由ccf yocsef广州副主席龙锦益教授致辞，介绍了ccf yocsef的文化历史，学术氛围和社会使命，阐述了此次论坛的背景，并邀请所有来宾进行线上云合照。
此次论坛的引导报告由姜思羽老师主持。论坛邀请了华南理工大学自动化学院张智军教授、浙江大学高等求是研究院张韶岷研究员以及昆明理工大学伏云发教授为引导报告嘉宾。
张智军教授以“基于神经动态学习的脑机交互技术初探”为题，介绍了脑机交互的基本概念，包括脑机交互技术的定义、分类、核心算法和脑机接口分类等，紧接着介绍了神经动态学习的核心算法以及脑机交互技术的应用领域，并展示了其团队在该领域的相关科研成果。张教授认为脑机接口技术目前在将大脑与数字世界及智能机器互动方面有一定进展，但是如果想达到利用大脑植入物来存储和提取记忆或意识等方面还需要继续的探索与研究。
张韶岷研究员以“植入式脑机接口与神经工程”为题，首先介绍了植入式脑机接口的背景与简介，讲解了脑机接口在物理界面及信息界面的挑战，随后分别从柔性多模态神经传感器和脑机接口学习与神经可塑性两方面介绍了相关研究进展，张研究院认为脑机接口的发展，一方面需要能够在物理界面构建更加多模态且长期稳定的传感器，另一方向需要在信息交互上加强机器学习的算法，同时还需要充分发挥大脑本身的可塑性。
伏云发教授以“脑控与控脑技术讨论”为题，首先探讨了脑控与控脑技术的主要核心方法、当前脑控与控脑技术的发展水平、脑机接口的发展阶段等问题，随后讨论了脑控与控脑技术的目的、脑控与控脑技术的伦理规范、对人类的影响，最后对脑控与控脑技术的研究提出了相关建议。
图2 引导报告
在三个精彩的引导报告之后，论坛进入思辨环节，由暨南大学龙锦益教授担任思辨环节主持人。论坛邀请了上海大学杨帮华教授、北京科技大学文冬教授、天津理工大学陈超教授和中山大学王昌栋副教授作为思辨嘉宾，围绕“脑机接口能否让‘脑控’成真？”、“脑机接口是否可以‘控脑’，强化个体？”以及“脑机接口未来突破口在哪里？”等三个议题展开了思辨。与会嘉宾纷纷发表各自观点，现场讨论热烈。
1）脑机接口能否让“脑控”成真？
针对此议题，杨帮华教授认为，脑机接口通过脑电、核磁等便携式设备对大脑信息进行采集，其核心为对采集的信息进行解码。但通过脑信号来解读人的意识还存在很多局限与瓶颈。目前的脑机技术能够对人的视觉、肢体运动等信息进行解析，但距离“脑控万物”仍然有很长的距离。
文冬教授表示，实现脑控的核心需要提升算法的泛化性，同时脑控技术的人性化仍需有所改善。而从应用角度出发，在目前脑控效果个体差异较大且准确度有待提升的情况下，可以考虑将脑机接口技术与其他模态方式相结合以解决更多实际问题。
陈超教授认为，脑控技术本质上是多学科交叉融合的产物，要发展脑控技术需要对相关神经科学领域有所了解。从长期发展来说，脑控技术是可以实现的，但对于短期而言，脑控在技术上还有一些难点有待解决。首先从有创神经记录而言，其伤害仍是较大的。其次，神经信号的采集可能对大脑有一定创伤性。但随着我们对大脑研究的更加深入，脑控技术的发展仍是值得期待的。
2）脑机接口是否可以“控脑”，强化个体？
对于此议题，张韶岷研究员表示，目前脑机接口对于大脑的调控面临两个难点。首先从神经科学角度出发，如果我们需要调控一个功能，若对该功能本身潜在的机制环路不清楚的话，则难以选择参数。第二点从技术本身而言，各类技术虽有其优点，但也有局限性。对于控脑技术而言，其可能仍依赖于神经技术本身的发展以及对神经科学更深入的了解。
陈超教授则指出，目前控脑技术并不是大众意义上的思维被控制，而主要是神经回路的问题，其中最主要的是涉及对病人的、以治疗为目的的调控，另一种则为以增强个人效能为目的的调控。
文冬教授表示，在控脑的方式中，除了通过磁、电等方面的刺激外，还可以通过视觉刺激和听觉刺激进行调控，此种刺激更为柔和，可能更易为人所接受。
3）脑机接口未来突破口在哪里？
针对此议题，张智军教授认为，若人的意识是可以抽取出来的，则当原本的躯体受损时，便可将此意识放在一个新的躯体中，则理论上长生不老是可以实现的。 而人的意识是否又可以以虚拟化的形式存在呢？对于此类问题，我们可以想象、可以发展的空间很多。而脑机接口的突破口可以考虑从神经科学、信息处理和外设等方面进行研究与发展。
伏云发教授表示，脑机接口的范式也是脑机接口研究的一个突破口。目前的编码非常有限，很难满足实际应用的需要。另外一个突破口则在于传感器的安全、美观及舒适度。
张韶岷研究员则提出，脑机接口的突破需要工程人员与临床医生紧密结合。就目前而言，未来“控脑”方面可能会比“脑控”方面突破性更大一些，因此应与临床医生多进行交流，找到一些重要的适应症。
图3 论坛思辨
此次论坛历时三个小时，龙锦益教授最后对此次论坛进行了总结。本次论坛的思辨，辨明了脑机接口技术目前面临的挑战以及未来的突破口，为脑机接口科学研究和行业从业者指明了未来脑机交互技术的研究和发展方向。最后，论坛在一片热烈的氛围中圆满结束。
