杨雄里院士:脑机接口大胆创新,但这种完美解决要完美解决

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生物节律是生命的基本特征之一,包括动物的昼夜节律和生理周期。对于人类来说,我们的生物钟是如何工作的,为什么会出现失眠等生物节律紊乱的症状?也可能和生物节律有关。

第三届世界顶尖科学家论坛将于10月30日至11月1日在上海举行。包括61位诺贝尔奖获得者,近140位诺贝尔奖、图灵奖、菲尔兹奖、沃尔夫奖、拉斯克奖等世界顶级科学奖获得者出席。论坛期间,将有130多位科学家的独立演讲和70多个主题峰会,其中大部分将通过互联网向公众直播。

会议正式召开前,《www.thepaper.cn日报》独家专访了中国科学院院士杨,共同畅谈大脑的奥秘。

杨1941年10月14日出生于上海,1963年毕业于上海科技大学。他于1982年在日本获得博士学位。现为复旦大学教授,《辞海》副主编,《神经生物学进展》国际顾问编委。他的主要研究领域是视网膜中的信号传输处理及其机制。

我们对大脑了解了多少

长期以来,科学家们对大脑研究表现出极大的热情和兴趣。但不同于其他学科,由于大脑的特殊性,脑科学研究和神经科学研究都有自己的独特性。

杨在接受《华尔街日报》采访时谈到了脑神经细胞有多兴奋以及如何产生信号。这些信号是如何在神经细胞之间传递的?科学家现在对这个过程有了更好的理解。但是我们如何思考,如何有意识,语言是如何产生的,为什么认识一个人并和他交流,我们对大脑的认识还是很肤浅的。

“现在的问题是,我们应该研究在保持大脑或神经系统完整的同时产生意识的过程。这就是难点。换句话说,如何在不破坏整个大脑结构的情况下检测和区分脑细胞活动。这是我们下一步需要投入更多精力去做的事情。”杨对说道。

在杨看来,无创脑成像技术是解决当前脑科学研究的手段之一。目前,科学家们已经通过正电子发射断层扫描、磁共振成像和脑磁场技术对大脑进行了研究。在动物实验中,科学家已经能够在大脑的一个小区域放置数千个电极进行研究。

“我们的脑科学手术技术发展很快,这可能有助于我们做一些复杂的脑科学研究。但需要注意的是,即使有帮助,这样的技术和研究才刚刚开始。”杨对说道。

如何看待脑机接口

杨还特别注重脑-机接口技术,在众多围绕脑的技术中。脑机接口技术并不新鲜。假肢和假肢是脑机接口技术的应用之一。对于一个高位截瘫的人来说,他的大脑完全可以发出命令,但是他的手脚不能动,所以需要一个机器来连接这一段,把大脑发出的命令传递到他的手脚。脑机接口在这个领域有很好的应用。

在采访中,他认为硅谷“钢铁侠”马斯克提出的脑机接口技术非常大胆创新。

“我认为马斯克蒂的技术是一种创新和大胆的尝试,它将改变我们大脑中一些高级活动的过程。他可能会改变我们的记忆,改变语言的功能。现在,他用巧妙、巧妙的外科手术方法,将电极植入皮层,可以通过手段采集和分析脑神经细胞的信号,我认为这是一个突破。它有助于解释我们大脑的认知过程,并提供了一个非常有用的工具。”杨告诉本报记者。

虽然脑机接口大胆创新,但杨认为这项技术也有许多未解决的难题。

首先,分析BCI收集的数据非常困难。因为科学家对哪些信号有用,哪些信号没用知之甚少,信号之间是如何相互作用的。

其次,大脑与电极长期接触是否会产生毒性,影响脑组织,也是问题之一。

第三个也是最重要的问题是个人隐私。“我们可以检测你大脑中的活动,并在不使用侵入性方法的情况下进行分析。虽然还没有到这个地步,但是未来是有可能的。这样,你就没有隐私了。如果你做了什么,每个人都可以用某种方式考验你。”杨对说道。

再者,杨认为,既然大脑可以被探测到,那么它在未来就可以被技术操纵,从而改变人们的思想和社会。“所以当这样的技术发展到未来,社会变成什么样,这才是我们需要认真思考的。”杨对说道。

青年科学家的挑战

我们还有许多关于人脑的未解之谜,这是年轻科学家可以做出巨大努力的重要研究领域。但同时也很难对大脑进行彻底的研究。

在一次独家采访中,杨与年轻科学家分享了他的经历。

针对脑科学研究没有终点的问题,杨认为,年轻学者应该在相对具体的研究阶段为自己设定明确的目标。“你进行的每项研究都应该有一个具体的目标。如果脑科学不涉及高级认知功能,还是可以从一个具体问题来研究。”杨对说道。

至于对大脑的终极研究,也就是对人脑高级认知过程的研究,可能需要长期坚持。“我们应该清楚地认识到,我们只能逐渐接近对大脑的高级研究,但我们可能永远无法完全理解大脑。所以我认为,对于每一个致力于脑科学研究的年轻科学家来说,都要从一个具体的研究问题出发,促进自己的理解,逐步接近最终的目标。”

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