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【中國科學報】“腦機接口”應用防護先行

  • 发表日期:2020-09-02 【 【打印】【關閉】
  •   “腦機接口”技術在治療腦疾病、改善殘障人士的生活,以及最終增強和拓展腦功能等方面展現出巨大潛力。自上世紀90年代以來,腦機接口的相關研究穩步推進,並于近年取得較多引人注目的成果。但最近的一份報告稱,植入式腦機接口技術可能讓人類面臨黑客攻擊的風險,甚至宣稱網絡犯罪分子可以通過腦機接口來抹除人類的技能,讀取想法或記憶。 

      首先要明確的是,腦機接口還處于早期的實驗室階段。在腦活動讀取能力方面,即便是現在國際領先的研究機構,比如埃隆·馬斯克的NeuraLink公司,最多也只能同時記錄動物腦中數千個神經元的活動。7月,美國和比利時的一支聯合團隊開發了同時記錄數萬個神經元活動的系統,這是當前報道的最高水平。但是,這樣的記錄能力與人腦中近千億個神經元相比,猶如滄海一粟。 

      在精細控制神經元活動方面,目前的技術成熟度更低。通過光遺傳及電刺激等技術,研究人員僅能對齧齒類動物的記憶、前進方向等進行粗略控制。可以說,將人腦與計算機在信息交互的意義上真正連接起來還有很長的距離。 

      爲了推動腦機接口實現應用,基礎研究方面,還需要進一步了解大腦信息處理的原理和機制,闡明感覺、運動、記憶、情感、抉擇等腦功能所對應的神經環路活動特征及其調控過程。技術方面,需要開發生物兼容性更好的微電極,從而實現對神經元活動長期、穩定、安全的記錄和調控;此外,還需要研究能夠微創植入電極的方法;同時,開發出能高速處理海量數據的專用芯片,安全、高帶寬的信號傳輸系統,以及能准確理解神經信息的編解碼算法等。 

      潛在風險也是腦機接口實現應用必須要解決的問題。從技術安全角度看,需要解決腦機接口系統植入人體可能帶來的健康風險,比如植入帶來的組織損傷、機體的排異、感染、系統異常對腦活動的錯誤解讀和意外幹擾等。從信息安全角度看,一旦未來腦機接口可以有效讀取腦內信息,甚至通過對神經活動的調控向腦內“寫入”信息,就會伴隨信息內容泄露、對腦活動的惡意幹擾甚至操縱等風險。可以預見,屆時人類也需要針對腦機接口信息安全設計一系列軟硬件,以應對外界入侵,正如現在網絡信息安全領域的情景。但隨著技術的進步,相信這些風險會逐漸降低,抵禦風險的能力也會逐漸提高,總體來看是可控的。 

      目前,脑机接口领域的研究主要集中于接口系统本身的性能提升,以及利用脑机接口技术开展脑疾病的治疗等。针对脑机接口相关的技术风险,乐彩网脑智卓越中心和人工智能创新研究院的脑机接口攻关团队正致力于高生物兼容性电极材料、高性能脑机接口芯片、微创植入技术、高鲁棒性编解码算法等方面的研究。对于脑机接口相关的信息安全问题,目前国际上研究还不多,预计随着脑机接口应用领域的拓展,安全问题以及相关的伦理问题等将引起更多关注。 

      建議盡早制定更全面、更嚴格的身份認證、信息加密、系統防護標准,開發惡意侵入的檢測技術和相應的保護機制,從而促進腦機接口的安全應用。 

        (作者:余山,采訪整理:中國科學報記者蔔葉)

     

      原文鏈接:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/8/357346.shtm 

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