脑机接口-创新医疗
这是创新医疗—博灵脑机CEO许教授在2020年的一个访谈。（为转载）
本期直播访谈主题是脑机接口技术的现状与未来，我们非常荣幸地邀请到了许科帝老师作为本期的访谈嘉宾。
许科帝老师是国内第一例植入式脑机接口临床研究主要参与人，浙江大学求是高等研究院副教授，兼任生物医学工程系副教授。
我们的直播访谈主要以问答的形式进行，首先我们将邀请老师为我们回答一些大众比较感兴趣的问题，之后我们将从后台挑选一些问题来请老师答疑解惑。
Q1.
近几年脑机接口技术因其巨大的突破，越来越受到公众的广泛关注。比如说，有一只猴子能够利用脑机接口技术，在一分钟之内打出了莎士比亚的经典台词“to be or not to be, this is a question”；另一例就是完全瘫痪的男子，能够利用脑机接口技术控制机械的假肢来和美国总统奥巴马来握手。对于大众如此关注的脑机接口技术，您能为大家简单进行一下科普吗？
A1.
脑机接口技术，从这个技术本身来说，其实就是用各种工程、信息以及生物的办法，使得生物的大脑能够同外部的一些机械设备（或者是计算机）直接的进行连接。那么我们当然知道这个“直接的连接”，既有物理层面的也有信息层面的。物理层面的连接就是说，我们怎么去把生物的大脑和外面的一个机器能够直接的、在物理上就连接起来。这个可能更多的涉及到神经信号，或者说是大脑里信号的一个获取。大脑的信息实际上是一种电或者是化学的信息，这样我们就有可能用各种光、声、电、化学传感器的方式，把大脑的这些信息读取出来。
单纯的读取大脑信息还是不够的，我们要利用大脑，还要去搞明白大脑信息所表征的含义。这就涉及到了第二层次的问题——怎么去理解大脑的含义，当然这是一个非常复杂的过程。脑机接口最主要的概念就是把生物的大脑跟机械进行一个直接的相连，建立起一条直接的沟通通道，从而使得外部的机械能够读懂人类的大脑、或者生物的大脑所富有的含义，信号重复的方式等。那么也可以倒过来，想办法把机器上的一些信息去传递给大脑，我们可以用一些生物的、机械的、信息的方法去改变大脑当前的状态。
如果讲的科幻一点的话，我们可以在你的大脑里重构出一个虚拟的环境，就好像很多科幻电影所放的一样。我们可以通过各种方式，在你的大脑里面重构出一个虚拟的环境，从而让你感知到一些不存在的东西。当然，这比较科幻，实际上到目前为止，脑机接口也并不能够实现这一层次上的展示。这更多的还是停留在科幻电影的阶段。
但是我们在医学上面有办法，我们可以去改变大脑一定的功能状。比方说现在有好多精神类的疾病，举例来说，抑郁症这一类的疾病理论上来说，我们确实是有可能用脑机接口的方式进行治疗的。实际上，在医学的角度上来说，我们也有各种各样的方式。脑机接口是有不同层次的，这是非常大的概念。所有的大脑和外部的机械相互连接的这种方式，只要构成了信息的交换、直接的通道，你都可以把它包含在脑机接口的范畴内。这个范畴其实远远超出了普通的大众老百姓，或者说是高校里的同学们、感兴趣的同学们，所了解到的范畴概念。
实际上脑机接口是非常大的范畴概念，包括我们临床上使用的一些技术，再比方说我们刚才谈到的抑郁症的治疗。讲得更具体一点，帕金森的治疗，它其实也是一种脑机接口的技术。帕金森这个疾病在以往的时候，很多情况下只能通过一些药物来进行治疗。但是有一些病人你会发现，药物治疗的效果是不佳的。后来科学家们逐步发现，我们也许可以通过直接改变大脑的状态来治疗这个疾病。那么就发展出来了，现在在临床上已经非常普遍、常见的DBS技术，我们也叫深部脑刺激技术（deep brain stimulation）。
这个技术从原理上的概念是什么？就是说它通过电极放电的形式，对大脑的深部的一些去进行激活。帕金森这个疾病，刚好我们知道它是大脑基底核、纹状体这些部位的一些基底核的一些核团出现了问题。功能出现了问题，主要是多巴胺的分泌不足，恰恰就可以通过这个电刺激的方式，把这个部位激活。
这个其实也属于脑机接口的一个范畴，只不过它是反向，是从机器往脑走。刚才我们说的去解读大脑的意念，是从脑往机器走。所以信息的流向不同，就构成了整个的大的脑机接口的概念。
回过头来说非常经典的、非常传统的脑机接口的概念，我们往往还是指的以读取脑信息和解码脑信息为主的这么一个概念，一个范畴。讲到一个比较经典的话，往往又是对于运动功能的一个读取。早期的时候我们人类活动、运动的这个概念是比较容易被标定的。比如你的手怎么移动的，你是怎么来运动你的这个手臂，它比较容易被标定。但很多精神类的这种指标它不太容易被标定。所以这也是为什么往往早期的脑机接口，或者说经典的脑机接口，通常好多都是关于运动方面的理解。
如果要再展开去讲，一个脑机接口系统它要包含以下几个方面：一个是要对大脑的信息做一个获取，这是脑机接口系统里构成的最主要的一个部分；第二个部分，要对信息做解析，这中间涉及到了信息算法，有很复杂的计算模型，来对这个脑信息做出一个相应的解；第三个部分，它有一个执行单元来构成，不管这个执行单元是最为经典的机械手臂还是一个轮椅、屏幕上的光标，又或者是其他方面的一些东西，它都是一个执行单元；除此以外，往往还有一点是为大家所忽略的，它还有一个反馈单元，这个反馈单元可以是视觉的刺激，也可以是物理的感觉，甚至可以是其他的信息。比方说告诉你，你这次想的对还是不对，也是一个反馈；或者直接给你看解码出来的这个数值，也是一种反馈。
通常来说，谈到脑机接口可能大家还会看到一个概念：就是植入式脑机接口和非植入式脑机接口。有的信息书本上，或者科普的论文上面，也会把它称为侵入式脑机接口和非侵入式脑机接口。
这个概念上最大的不同是在于，信号的来源的不同。谈到非植入式脑机接口，我们往往指的是利用头皮脑电这样的一个方式，也就是说把它放在头皮的外面。
我们可以看到这个图上面有人头的模型，模型上面有好几种不同的电极，也叫头皮外这个电极，脑电采集的电极。那大家可以看到这个东西是不需要把它植入到脑里边去。换句话说，并不需要做一个破坏性的手术，只要把它贴在头皮外边就行了。这就是脑机接口里的其中一种信号的来源，我们称之为脑电信号，它是一种场电位信号比较低频的场电位信号。
当然我们还有一些其他的电极，比方说像依靠电极。它是脑皮层表面的铺上去的电极，这个在我们临床手术里也经常可以见到。那么还有一种电极，我们称之为微阵列电极，它的位置就又不同了，它是针状电极，还要扎入到脑子中去的。所以他们几种电极，大家也可以看到它旁边拿到的信号也略有不同。
我们通常把这种一级的电极获取的这种方式，称为非侵入式脑机接口。其他的这几种电极，我们称之为植入式脑机接口。原因就在于，植入式脑机接口需要对这个电极做一个手术的一个植入。
这是从信号来源的角度所阐述的大致概念。就是说你怎么把大脑和机器相连接，只要它构成了一个信息的交换，我们就可以称之为一个脑机接口系统。
Q2.
我们了解到，去年底成功开展了国内首例基于运动皮层内植入式电极的脑机接口临床转化研究，全身瘫痪志愿者依靠自身意念控制外部机械手臂进行运动。您觉得未来几年有可能实现全身瘫痪患者的全身协调活动吗？要实现这一目标又面临着哪些困难和挑战？
A2.
首先非常感谢大家关注到了这个新闻，关注到了这个成果。确实这是我们国内的植入式脑机接口的一个重大突破之一吧。可以说也确实是首例植入式脑机接口的临床应用。
我刚才在介绍的时候也讲到，有非植入式脑机接口和植入式脑机接口。我们为什么会去区分这个东西？原因就在于早期的脑机接口，都是通过非植入式方式去做，但做的时候大家就发现，实际上，它的信号维度是非常有限的。原因在于采集是贴在头皮表面的，因此信号本身就有好多的衰减，所以导致它的信号的丰富程度是比较差的。这也就意味着，没有办法去很好的解析各个肢体部位的动作。
举个例子来说，如果大家有了解一些生理学基础知识的话，学到解剖的一些概念的时候，大家可能会知道我们大脑里是存在一些部位的，大脑的表征部位和我们躯体的部位是有对应性的。比方说，通常大家都知道，左侧的肢体是由右脑来控制的，右侧的肢体是由左脑来控制的，这是一个基本的教科书上的一个概念。我们姑且不论它对不对，至少教科书上是这么写的。
然后我们也知道脑子里边有一个所谓的倒立的小人，而且各个躯体的部位它这个还是很卡通的一个分布是吧？这个手比较大，这个身体比较小。那为什么会有这个小人？也就是告诉大家说，控制手的部位可能主要集中在某个区域，控制脚的部位它可能集中在另外一个区域。
那么好，我们用非植入式脑机接口去做的时候，我们可以区分出左边在动还是右边在动。理论上来说，你在想左边动的时候应该是你的右脑比较活跃，你想右边动的时候是你的左脑比较活跃。但是你要想做得更加精细一些，比方说刚才提出来的说我可不可以做到全身跟各个部位的协调的动作，或者说我可不可以做到一个手臂不同位置上的一个区分？那么区分出结果就很困难了。为什么？它这一个电极的大小就已经几乎把你整个的躯体的一部分覆盖掉了，比方说把你躯体的上肢几乎就用一个电极的位置就都给覆盖掉了。这个时候你就特别难去区分，你到底是在想象我的手腕在动，还是手肘在动。实际上它区分不出来，那更不要说我要去区分手指在动这个概念。它区分不出来原因就在于它太粗糙了，这就是为什么我们去做了植入式脑结构。只有通过植入式脑机接口，只有你把电极放到神经元的边上去，你才可以知道更为精细的这种神经信号的发放，精细的微信号的发放。
但话又说回来，往往我们做精细了以后就不能覆盖大区域了。比方说我们在中国首例病人的脑内植入的电极，它的电极盘的大小大概是四个毫米乘以四个毫米，大家可以想象一下四个毫米乘以四个毫米有多大，实际上就是你的小指甲盖儿的三分之一这么大吧。这一个电极它所能覆盖的范围是很有限的，可能只能覆盖住你的手的区域，或者只能覆盖住肩和肘的这个区域，覆盖不了其他的地方。这个时候就带来了一个问题，我如果需要去解析全身协调动作的时候怎么办？似乎我的信号来源不够。大家可能会说有办法呀，反正植入了一个，多植两个嘛。
理论上来说是可以的，实际上很困难。为什么很困难？一个脑机接口的系统是非常非常复杂的。大家往往在新闻媒体上、报道上看到的是最有亮点的部分，比方说我完成了一个什么动作，我这个电极植到哪个部位，这些信息往往会公布出来。但实际上它背后有好多并没有公布出来的信息。
如果一个电极是一百个通道，就意味着你要有一百个小的这个接口把它接出来，一百根导线把它接出来。这只是一个电极，如果我现在买了十个电极到脑子里，那就有一千个总通道、一千个接口，接口怎么分布？所以这就是一个大问题。在脑袋上怎么装？装都装不上去。第二个问题就是传输率够不够，你能不能把它给传出来，无损的传出来？又怎么解码？这些其实都是很大的困难。
我们话说了这么多，都在谈技术困难在什么地方。但说到有没有希望去实现，我认为完全有希望，而且这一天也许不是特别遥远了。
当然我刚才还有一个没有说到的，比方说同学们问到的，说瘫痪的人能不能实现全身运动的协调运动？大家知道，瘫痪的人身体所有部位都有问题，如果要全身运动，他还需要有外部设备的配合。需要有一个非常好的、就像这个复联里的钢铁侠一样的一套设备，你得把它全身都给绑上去，然后让钢铁侠能够动起来，那他就真的能行了。但科幻电影是科幻电影，真的哪一天能够实现，我认为我们要抱有希望。从理论上来说是完全可行的，只是我们目前还有差距。
这里还有一个题外话，我刚才说了一句话，读过生理学的同学可能知道我们脑子里有个倒立的小人，我们的左脑是控制右侧肢体，右脑是控制左侧肢体的。教科书都这么写，这句话到底对吗？我们只能说教科书上是这么写的。大家考试的时候不要听我的，考试的时候还是得按教科书上写的来考。因为刚好我这一级教的同学们也要有生理学考试，到时候按我说的去写了，那我要算你们错了。
但是我可以说，教科书可能不全对。至少在我们现在进行的这个职务，脑机接口的志愿者研究工作当中，我们就发现了教科书不对的地方。比如，电极是植入在左侧半脑的运动区域的，而且我们是主要植入在负责手部的这个区域（负责肩、肘、腕、手这些地方的区域），那么理论上来说，这个区域主要应该就是负责右侧的手臂和手。因为我们原来的目标是希望他能够控制手臂，所以把电极埋在了这个位置上。但是在研究工作当中，还有一些国外的团队最近报道的文章里来看，我们也发现了一样的现象。实际上这个部位，这个四乘四毫米的小电极下面覆盖的这个部位的通道，我们获得的这个脑电信息里，除了有手臂和手的信息以外，它也包含脚的信息、脸的信息、眼睛的信息。
我们发现真的不是像教科书上写的一样。而且我们还发现左边的运动区不光负责右边的肢体，上肢左边在想象运动的时候它也活跃，所以说其实左右激活的时候它都活跃。所以这个就又跟教科书不太一样。
实际上为什么我要说这么多，就说这脑机接口的这个工作现在还是处在一个科研的前沿，上面很多的基础理论，特别是我们对于大脑运作的好多基础理论，其实还是不清晰的，我们需要花时间去继续的研究，继续的去深入追索真正的原理机制的问题。
Q3.
另外除了在医疗健康领域，脑机接口技术在娱乐方面也有着非常广阔的应用。比如和虚拟现实技术结合，无需额外的外设操控设备就可以通过思维来控制游戏中的角色，来获得更加友好的体验，你觉得未来可能会出现这种设备吗？
A3.
我觉得这个设备也是要取决于脑机接口技术的发展。这个问题，可能问不同领域的专家，或者说不同领域的研究人员，他会给你不一样的回答。我也知道确实有好多的脑机接口领域的教授，或者说是一些科研工作者在从事这方面的研究，也有一些公司。因为这个太吸引人了，你可以通过大脑直接去控制一个游戏，沉浸感特别强。甚至说，有一家叫上海盛大的公司，他们的老总以前也给美国的加州大学、加州理工投了好多的钱，去发展这方面。前一阵子他们其实也和我们的团队在沟通，也希望能够和我们的团队来进行合作，进行脑机接口方面的研发合作。
他们提出来的其中的一个大的方向就是，怎么去和游戏进行结合，怎么能够把脑机接口技术应用到游戏里面去。我认为在未来肯定是有可能的，但是话又回过头来，我是生物医学工程的，从目前的这个技术来说，如果现实一点来说的话，距离在游戏界进行真正的广泛应用，我觉得还是有困难和差距。
你做一个展示性的demo，挑比较好的对象，在一些比较符合的设置情况下面，可能做一些简单的小游戏是可行的。但是要想在目前把它做到非常的复杂、沉浸感非常强，就像真实环境一样的这种感觉，我认为现在的技术差距上还是比较远的。
脑机接口至少在目前，它最主要的突破点可能还是在和医疗相关的领域上面。我认为真正能够大规模开展去应用的，首先的可能还是医疗疾病相关领域里会多一些。那当然医疗疾病的这个领域里，也有很多不同的应用方向。我刚才或多或少提到过，比方说和比较精准的神经调控去进行结合的，那么它的治疗对象包括帕金森、癫痫、特发性震颤这一类的疾病，那么可能很快，甚至不是说很快，就说已经有好多的脑机接口的应用在里头。而且在未来会有更多的优化的应用出现，这一块应该说是已经比较成熟了。
第二块可能马上就会有比较成熟的产品出现，或者说比较有可行性的产品出现的领域，我个人觉得一方面比方说在这个康复，运动康复、肢体康复，比方说你中风以后的这个偏瘫的这个肢体康复这一块，比方说脊髓损伤以后的下肢行走的康复，从这一块的角度上来说，我认为也可能会很快看到一些真正可行的产品的出现。那么在还有一块我认为比较有希望的，比方说这个抑郁症精神类疾病的这个治疗。这些治疗产品里面，其实你都可以看到类似游戏的这些环境的出现。比方说中风康复的过程当中，我们有些时候就会选择用这种沉浸式游戏的概念，游戏的画面去给它做这个康复，提高它的娱乐性和趣味性。尽管目前这一类即时性非常高、画面非常复杂、操作非常复杂的这种游戏，要实现脑机的直接控制还是有很大的困难的。但是一些比较简单的游戏，特别是将其和医疗的这个治疗技术相结合的这种，我认为很快就可以看到。
Q4.未来为了给那些生病的患者将机器植入人体，这会不会给社会伦理带来某些影响？
A4.
伦理这个问题，在国外是特别受到重视的一个问题，在我们国内可能在医学伦理方面相对大家聊的会比较少一些，但是专业的人士可能也是会思考到这个问题。
谈到我们把这个机器植入人体以后带来的这个，我们叫半机械人也好芯片人也好，这个概念的提出，它确实是存在一定的伦理方面的问题的。
在目前的社会里大家可能没有留意到，但实际上我们已经有了很多这样的应用了。如果说伦理问题指的是由于你体内植入了一些器械带来的，我觉得这不会有伦理问题。现在其实已经有好多病人都植入了。大家想一想，心脏起搏器是不是需要全植入？比方说我们刚才谈到的治疗帕金森的深脑刺激器，现在已经是大量的手术都在做。
所以说其实你往体内去植入一个芯片或者植入一个机器，这个本身是没有伦理问题的。真正的伦理问题在于信息和隐私的获取。我需要你的神经信号，需要你大脑里的意念，直接就把你给读出来了。这个可能是大家担心的伦理问题：会不会我大脑的意念被读取，可能被一些不法分子拿去做一些坏事？或者说我就直接把你的银行卡密码都给读出来了，存不存在这样的可能性？
那我认为，如果真的脑机接口的技术发展到了这样的一个程度的时候，确实是存在这个伦理问题。随着科学技术的进步，一定会有相应的一个伦理道德的约束。这个就好像——举个也许不是那么恰当的例子——以前我们都没有电子钱包，我们现在使用支付宝、微信支付，在杭州用现金反倒是一个很奇怪的事情了。大家都是用这个支付宝来，在那个时候大家也担心说这个会不会存在风险，隐私泄露这些问题。它其实是类似的问题，我用这个支付宝来做各样的支付，我就把我的很多信息都透露给你。我绑定了我的银行卡，我绑定了密码，你肯定都知道，公司都是知道的。
那么这个脑机接口未来也会遇到一样的问题。所以说这个可以通过一些技术上和一些法律上的方式，对他做一些约束。那么第三个角度上来讲，就是说你刚才提到说，他是不是会重新去定义一个人的概念？就好像我们看那个电影X战警一样，把人分成了这个异化人跟普通人这种不同的人的概念。那我觉得在目前来看，也许不必要那么担忧。至少到目前为止，脑接口技术还没有发展到可以把人进行重新定义的角度，它更多的还是说存在一些风险，存在一些隐私泄露，这个角度上可能会更严重一些。但是重新定义人，那我觉得，脑机接口毕竟第一个它不改变你的基因。这个和去年年底出了的这个基因编辑婴儿的事情，我觉得这是两个完全不一样的概念，不一样的层次的问题。
毕竟这个基因编辑它改变了人类的基因，也就相当于把你的本身的信息都给改变掉了。但是脑机接口这个东西，它更多的还是说在你的体内植入了一些器械，然后它存在部分隐私被泄露的风险，但是它本身并没有改变基因，它不会改变你的血型，本身不会改变你体内的蛋白的表达。
Q5.每一次的技术突破也会带来社会的风险。就比如说互联网的出现，也使得那些黑客能够在其中遨游。而如果脑机接口未来发展起来，会不会也会出现这种情况？
A5.
我觉得是会的。因为脑机接口把脑和机器直接连接了起来，而且脑机接口也确实有很多的芯片，有很多的计算。但凡存在这些东西，就存在有黑客可以把你给黑掉的可能。比方说，我记得有哪部电影还是哪个新闻就有讲到过，有一个黑客他直接把心脏起搏器黑掉了，它就变成了一个杀人的工具。那么我们说脑机接口有没有可能？理论上来说当然有可能。甚至说这个问题不仅仅是在未来的脑机接口存在，在现在的一些应用仪器上面，它都已经存在这个问题了，外部技术是可以去干预的。
比方说，我们刚才反复谈到很多次的深脑刺激器技术，里头都有一个功能，它可以把机器关掉。因为它在某些情况下，需要对这个机器做一些开关。比方说你要去扫个磁共振什么的，你就需要把机器给关掉对吧？还有的时候比方说这个治疗的效果不好，这个病人就要到医院去接受医生的调整。比如医生要用一个程控仪，对你体内机器的参数做一些小的微调，这就意味着实际上外部世界是有能力去干预你体内的设备的。那么只要我有能力干预，就意味着，我不能够排除有哪一天有黑客把我的系统给侵入了以后，把我的这个东西修改掉的可能性。它绝对是存在的，我认为它是存在的。但是我们可以通过一些技术层次，和我们刚才谈到的这个伦理道德的问题，对他做一些约束和保障。
确实你要说有一些道德沦丧的人，他要说为了一些经济利益或者为了政治利益去做这样的一个事，比方说设计一个对人会产生危害的、计算机病毒一样的东西，把你给控制住了。那这个怎么说？我想他会受到全人类的谴责吧。有正常的伦理道德的人，应该是不会去做这样的事情的。但是在技术层面上，我觉得是有可能的。
Q6.然后我们来看一下观众提出的问题。其中一个问题问到马斯克的公司能否成功？
A6.
马斯克的脑机接口公司，其实是脑机结构领域界的一颗冉冉升起的新星吧。我觉得甚至都不能说是新星，马斯克真的很伟大，至少我个人对他非常的崇拜。最成功的公司应该说我认为有两家，SpaceX和特斯拉，这是马斯克旗下，当然他其实还有其他公司也很成功，他初创的PayPal其实也挺成功的，只不过他后来被赶出了创始人团队。那么当然他现在手头由他控制的最成功的公司，SpaceX和特斯拉这两家公司改变了航空领域界和新能源汽车界的生态。SpaceX完全改变了火箭发射的生态，它使得火箭可以被重新回收，它使得单次火箭发射的成本大大的下降。特斯拉也一样，前两天我们中国的新能源汽车的老总就说了，大家可以看一下过去的一个季度特斯拉在中国大中华地区的销售额。特斯拉的销售额比后边的，这个第一名第二名分别是传统的丰田、宝马这一类的大的汽车的经销商，它的出货量要比他们高了一倍都不止。所以这个中国的理想汽车的创始人他就用了四个字来形容这个事情，他说这个叫灭顶之灾。灭顶之灾这个词难听了点，但是从这个新能源汽车或者是汽车领域这个生态来说的话，特斯拉对整个的生态做出了一个冲击，它改变了整个的游戏规则和生态。
那我认为马斯克对于脑机接口界来说是一样的，这是一个可以改变这个领域生态的这么一家公司，非常的伟大。那当然你说他会不会成功，到目前来说，我不知道，我不能够下这个这个判断，甚至我认为它在短期内不成功的可能性会更大一些。当然我说的这个不成功是指商业上的不成功，市场经济上的不成功。也就是说他可能很难用这个东西去挣很多的钱。但是你说他在技术上是否有成功，我认为这是必然的。
马斯克的公司他主要做了几件事情，他其实瞄准了脑机接口领域，特别是植入式脑机接口领域。我们这里不谈非植入式脑接口，只谈植入式脑机接口领域。他瞄准了植入式脑机接口领域的痛点，也是我们刚才回答的其中的一个问题，就是说挑战跟困难到底在什么地方？到底植入式脑接口最困难的东西在哪里？那么从技术层面上来说，第一寿命不够长。一般说来植入式脑接口现有的，这个包括我们团队在内也一样，我们做了给人植入的系统，它的寿命大概就是两年到五年的时间。你能够做到四到五年，已经是国际顶尖最棒的团队。但是这个比起人的一生的寿命来说是太短了。如果说你能够做到四十年五十年，那大家可能都认可。但是四到五年显然太短。
那么这里是有问题的，这个问题在于一个电极的相容性不好。最主要是脑内电极的相容性的问题，所以说他在使用一段时间以后就失效了。那么马斯克做的其中的第一件事情就是去解决这个问题，不光光是提高电极的相容性，还有一点就是提高电极的通道数量。我们刚才有讲到过，一百个通道的电极可能只覆盖了很小的一个区域，显然不够。那么有没有办法把它做得更大，做得更多，那么这里又带来一个问题。如果你做得更大，做得更多，那么怎么减小手术的创伤，怎么能够去做这个接口，这是第二个问题。
那么马斯克也在这方面做了努力。他发明的这个植入式的缝纫机，专用的手术机器人，理论上来说是可以做到这件事情。真实效果我们现在还不好评价，因为还没有更多的信息被披露出来。那马斯克包括因为他的团队有他的公司有非常好的这个经济上的操作，就换句话说，说的俗一点，就是他有很多钱才能做事。因为他有钱，所以他有人，他有很多的工程师，所以他从工程的角度上去砸了大量的钱，去解决这些原来脑机接口里存在的这些痛点问题。这个就是马斯克的公司在做的这个事情。
那所以我刚才说了，从技术和工程技术层面上来说，它是非常成功的。至少他给大家看到了不一样的东西，而这些东西很有可能是可行的。我们有一个非常好的国外的脑机接口领域的泰斗之一，我也问过他这个问题，就像你们今天问我的这个问题：马斯克能不能成功？马斯克这家公司他到底在做什么？他做的到底对吗？我问过他这个问题。那个德高望重的老教授回答了我一句话，他说如果我有马斯克这么多的钱，这么多的人，我也会去做和马斯克一样的事情。说明他是认可他整个公司的产品的运作方向。
这一点上面，从技术层面上来说，它会是一家很成功的公司。但是它能否在市场上获得足够多的应用，以及在市场上获得足够多的利润，这个目前为止还不太好说，我们可能还需要再看一看。
马斯克自己也说了，他认为植入式脑机接口在未来治疗疾病的一些领域会获得很大的突破。我是非常认同这句话的，所以我刚才在回答另外一个问题的时候，我就谈到了脑机接口最大的突破。最先的突破一定还是会出现在医疗领域。那么医疗领域里头一些现在已经有眉目的这些疾病，很可能是他作为第一轮的脑机接口主要的应用开发的方向。比方说癫痫、帕金森，其实马斯克也提到了这几个级别，大家基本观点都是一致的。
Q6.也有一位同学提出了，想请问一下脑机接口涉及到哪些领域的知识？
A6.
脑机接口其实是一个非常交叉的研究，大家可以看到怎么把脑跟机器连起来。那么你如果说你想要去做这件事情，其实我认为大家现在选择的这个专业，生物医学工程是一个非常匹配这个领域的专业。
这也是为什么我们得到的脑机接口，其实说白了主要做事情就是生物医学工程和计算机的同学。为什么是这两个专业？原因就是在于说，这里特别是生物学工程，因为它有比较丰富的知识背景，所以它比较容易去融入这种需要大量的交叉知识的这么一个研究方向上面。比方说你需要有一定的医学的知识，你至少要懂得一定的这个人体的生理，懂得大脑的结构和大脑的功能。那第二个你需要有比较好的信息的知识，就是说这个信息编码，比方说生物信号处理，这个基本的一些算法这些大家也是需要有所了解。再有一个，你要有比较强的动手的能力，你需要去接大量的系统。当然不是说所有的这个系统都是由我们自己来做的脑机接口，像我们这次做的这个植入式脑机接口吧，就需要各方面的人员来配合。比方说你至少需要有一个人会明白机械手臂是怎么回事，机械手臂的控制是怎么去做的。如果说你想要自己去开发一个机械手臂，那就是属于机械系和电子系的这个领域了。你如果想控制它，那可能又涉及到了控制系的一些领域。但是这个控制系的领域的知识还不太一样，你还要知道你自己的、人的手臂是怎么被控制的。所以它很交叉，涉及的领域知识是非常非常广的。
这也是为什么说我们脑机接口，特别是我们在吸引同学们进入实验室来参加课题的时候，我们一般不太问这个同学的背景，或者说我们不那么看重他的背景是什么。就认为说你是机械了，你可能就不符合我们这个背景，完全不是这么回事。各个背景同学他都符合，当然生物医学工程是最好的，但各个背景他都符合。其实计算机也行，那你就做信号处理嘛。你如果是医学的学生，那也可以呀，那你研究研究大脑本身的机制问题。所以它各个方面都可以，知识领域都是挺广的。
那当然大家有问说，这么广，我不可能什么都学吧？如果想要真的从事这个领域，我需要学习什么样的知识？我的一个建议就是，你得先弄明白大家在干什么，这个地方到底涉及到了哪些。实际上，这个和大家未来去读研究生，去从事研究工作的时候其实是一样的。你们要知道学习是不能停的，每天都在学习新的知识。
脑机接口界更加是这个样子的，你想要了解它，你必须要先去学习它，你必须先要了解。那么大致来说，比方说神经科学的基本知识医学方面，因为太广了嘛对吧？那么脑机接口最主要应该是和大脑相关的，所以说神经科学的基本知识非常的重要。一些生理学的基本知识，当然也需要知道一些对吧。然后一些基本的编程的知识，一般说来脑机接口的研究很少有现存的、现实就能够找到的完整的系统，你在很多的工作当中，需要自己去设计你的实验，需要自己去编写一些程序，那么对于一些基本的编程功能还是需要掌握。
比方说来我们实验室，我们就比较建议同学们能够掌握matlab、python，这个是要比较熟悉的能够掌握的。那么最理想的是你对C++这一类的也要能够有所掌握。因为至少你能够读懂其他人写的这些程序，读懂这些功能。那么在分析数据的时候可能会大量的用到matlab，可能这个就比较重要一些，需要有有所掌握。
再还有一些外围的，比方说你对这个单片机非常的熟悉，这也很好。比方说有好多的这个实验系统里头需要实现的时候，我们都会用自己去做一个单片机的控制系统。像我现在的课题组里边还有一位同学，他用fpga，他就来做癫痫时候的神经信号的分析，多通道的神经信号。FPGA来做一个系统，这也非常重要，你要让这个系统能够跑起来。
所以各方面的知识其实都可行，那么大家可以根据自己的兴趣爱好去选择某几个方面，去进行比较深入的学习。
比方说生物医学工程专业提供的比较好的一个平台基础吧，我觉得设置的这些课，特别是像偏生物的这些课里边，比方说像生理学，那么大家可以去了解基本的生理知识。你比方说偏硬件，电子这个课，电子电路这个模电、数电、电子电路这些个微弱信号处理这个还有生物信号处理，这些课也给大家提供了非常好的平台去学习一些基础的知识基础知识。还有比方说有一些基础的数学知识，比方说像线性代数在整个脑机接口的数字信号，在这个生物信号的神经信号的处理就非常重要。你们如果有机会去看的话，你会发现有好多都是线性代数的内容，所以这个就必须要有所掌握。
#嘉宾简介
本期访谈嘉宾：许科帝老师
浙江大学求是高等研究院副教授，兼任生物医学工程系副教授，中国生物医学工程学会康复工程分会委员。2010年7月毕业于浙江大学生物医学工程与仪器科学学院，获博士学位，师从郑筱祥教授从事心血管和神经系统定量生理的研究。2010年9月至2012年9月在美国威斯康辛大学麦迪逊分校药学院做博士后研究员，主要从事人工皮肤替代生物材料的开发及其生物相容性的研究，期间在Biomaterials、Acta Biomaterilia上发表多篇高水平论文。
2012年9月加入浙江大学求是高等研究院从事脑机接口技术研究，主要研究课题有电刺激、光刺激对大脑皮层结构功能的影响，基于光电刺激的感觉信息反馈技术，神经芯片和神经可塑性研究等。针对运动功能控制和恢复的神经工程技术研发，参与了包括973项目、863计划在内的多项重大科研项目。相关研究内容获得了包括国家自然科学基金青年科学基金项目、浙江省自然科学基金、国防军工项目、浙江省科技厅公益项目和教育部博士点基金等多项基金的资助。同时参与了国家自然基金重点项目和国家国际科技合作专项等项目。
$创新医疗(SZ002173)$