近年來，隨著以人工智能技術(shù)為核心的第四次技術(shù)革命深化發(fā)展，腦機接口技術(shù)已經(jīng)成為美國、歐盟、日本、韓國、澳大利亞等發(fā)達國家優(yōu)先支持發(fā)展的創(chuàng)新型技術(shù)之一，成為我國腦計劃“一體兩翼”、“十四五”規(guī)劃中“腦科學(xué)與類腦研究”領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略前沿技術(shù)之一。許多國家以政策驅(qū)動與資金投入相結(jié)合的方式，正在促進腦機接口技術(shù)“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)”一體化的發(fā)展。腦機接口技術(shù)既能通過測量和提取人腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)信號，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操控，也能通過外部設(shè)備對神經(jīng)系統(tǒng)的刺激和神經(jīng)反饋，實現(xiàn)對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控，使得人腦與外部設(shè)備之間形成具有神經(jīng)反饋調(diào)控的閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)人機或腦機的智能融合，并使我們能夠更好地理解、增強、改善或恢復(fù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其與外界的交互作用，因而在醫(yī)療康復(fù)、教育、軍事、娛樂、智能家居、智慧商業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但與此同時，我們也必須看到，腦機接口是一項快速發(fā)展的新型技術(shù)，缺乏規(guī)范和有效監(jiān)管的推廣應(yīng)用，會帶來很多的安全風(fēng)險與倫理挑戰(zhàn)，非常值得關(guān)注。但限于篇幅，本文只探討腦機接口技術(shù)在醫(yī)療應(yīng)用中可能存在的安全風(fēng)險和倫理挑戰(zhàn)問題。

一、腦機接口技術(shù)的內(nèi)涵與外延

腦機接口技術(shù)可以從狹義和廣義兩個層次來定義。狹義的腦機接口技術(shù)是指將人的大腦與外部設(shè)備相連的技術(shù)；廣義的腦機接口或神經(jīng)接口技術(shù)是指通過一定方法對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動進行測量，“并將其轉(zhuǎn)換為替代、恢復(fù)、增強、補充或改善自然中樞神經(jīng)系統(tǒng)輸出的系統(tǒng)，從而改變中樞神經(jīng)系統(tǒng)與其外部/內(nèi)部環(huán)境正在進行的交互”（Jonathan R. Wolpaw 等，2012）。1977年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的雅克·維達爾（Jacques Vidal）教授通過提取視覺誘發(fā)電位，完成了通過腦電對屏幕上光標(biāo)樣物體的控制，這是腦機接口最早的實驗室實現(xiàn)形式，也意味著腦機接口從科學(xué)幻想階段進入了科學(xué)研究階段。在接下來的幾十年里，腦機接口技術(shù)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)信號的獲取和解碼、對外部設(shè)備的控制及應(yīng)用場景等方面，都有了很大的進展，研究規(guī)模也不斷擴大。

從技術(shù)層面來說，腦機接口系統(tǒng)涉及神經(jīng)信號采集、通信傳輸、接口控制、信號處理與機器學(xué)習(xí)、外部設(shè)備與機器人控制、神經(jīng)反饋以及腦機接口范式優(yōu)化與創(chuàng)新等眾多技術(shù)領(lǐng)域。腦機接口技術(shù)的發(fā)展得益于其他學(xué)科技術(shù)的進步。高精度腦電、功能近紅外光譜、功能性磁共振成像、腦磁圖等腦成像技術(shù)為無創(chuàng)腦機接口提供了更多的可選模式；微電極陣列、腦深部電極等植入式設(shè)備使有創(chuàng)或微創(chuàng)腦機接口可以獲得更高精度的神經(jīng)信號；人工智能技術(shù)的發(fā)展促進了我們對神經(jīng)活動的理解、對神經(jīng)反饋的運用、對外部設(shè)備的控制以及腦機接口范式與應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展。與此同時，腦機接口的發(fā)展也推動了相應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域的不斷進步，比如，中紅外成像、新型微電極陣列或芯片、柔性電極、光遺傳等技術(shù)應(yīng)用于人的腦機接口；學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界在新型植入式設(shè)備及相應(yīng)的植入手術(shù)機器人研發(fā)、信號通信與處理方面不斷創(chuàng)新；新的機器學(xué)習(xí)、尤其是深度學(xué)習(xí)算法不斷出現(xiàn)；新的腦機接口范式與應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴展。由此，腦機接口的研究與應(yīng)用帶動了材料、器件、芯片、通信、系統(tǒng)設(shè)計、算法、范式等多領(lǐng)域技術(shù)的創(chuàng)新，從而相互促進、協(xié)同發(fā)展。

從學(xué)科角度來看，腦機接口技術(shù)是多學(xué)科交叉融合的研究領(lǐng)域，涉及生物醫(yī)學(xué)工程、電子工程、材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認知科學(xué)、心理學(xué)、人工智能等眾多學(xué)科。以神經(jīng)科學(xué)為例，腦機接口技術(shù)正成為研究神經(jīng)科學(xué)基本問題的重要途徑?；谶\動范式的腦機接口技術(shù)有助于闡明感覺運動控制的神經(jīng)機制，進而又可以依據(jù)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)來改進腦機接口技術(shù)的設(shè)計。通過腦機接口技術(shù)可以部分重塑大腦功能，為研究大腦可塑性、學(xué)習(xí)、記憶、情緒等問題的神經(jīng)機理提供幫助。腦機接口技術(shù)也為認知科學(xué)和心理學(xué)研究提供了新的實驗工具，在視覺、聽覺、注意力、想象、言語、情感、行為等研究中發(fā)揮作用。

未來，腦機接口技術(shù)作為腦機智能融合的體現(xiàn)，不僅在腦科學(xué)與人工智能等多學(xué)科交叉領(lǐng)域內(nèi)受到廣泛關(guān)注，而且將會使人類步入人類智能與機器智能共融的時代。

二、腦機接口技術(shù)的醫(yī)療應(yīng)用

腦機接口技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用，成為提高患者生活質(zhì)量和減輕家庭成員心理壓力的一種重要途徑。

基于植入式微電極陣列的腦機接口技術(shù)，已成功通過對運動想象、肢體運動意圖的解碼，實現(xiàn)對機械臂、假肢、輪椅或計算機的操控，從而幫助截肢、癱瘓、“漸凍癥”等患者完成部分運動功能的替代與增強。美國斯坦福大學(xué)團隊近期開發(fā)的基于英文字母書寫想象的腦機接口打字系統(tǒng)，利用深度學(xué)習(xí)，實現(xiàn)了每分鐘90字符的快速輸入。在腦卒中患者的康復(fù)訓(xùn)練中，通過無創(chuàng)的頭皮腦電，識別患者真正的運動意圖，從而控制康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備，在臨床上被證明可以有效的提升康復(fù)訓(xùn)練的效率。

基于神經(jīng)反饋的腦機接口系統(tǒng)，如對截肢患者進行觸覺刺激反饋，可以使患者產(chǎn)生更好的感知。腦機接口技術(shù)在運動功能康復(fù)領(lǐng)域的重要作用獲得了學(xué)術(shù)界、醫(yī)學(xué)界以外的廣泛社會關(guān)注。美國著名企業(yè)家馬斯克（Elon Musk）成立的Neuralink公司，旨在通過神經(jīng)科技與腦機接口技術(shù)，通過植入式芯片，幫助大腦和脊髓損傷患者恢復(fù)所喪失的運動能力。

基于腦深部刺激器的閉環(huán)腦機接口技術(shù)，可以同時實現(xiàn)對神經(jīng)活動的記錄、分析與調(diào)控，除運動功能外，還有望實現(xiàn)對睡眠、情緒等的調(diào)控，并應(yīng)用于抑郁癥等精神類疾病的治療?；谀X機接口系統(tǒng)的神經(jīng)反饋訓(xùn)練，已被應(yīng)用于自閉癥、多動癥等多種神經(jīng)疾病的干預(yù)與康復(fù)研究中。腦機接口系統(tǒng)為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者提供了新的與外界交互的橋梁與媒介，也為臨床治療與康復(fù)提供了新的途徑，未來也將在更多如篩查、監(jiān)護、診斷、認知功能改善等領(lǐng)域發(fā)揮更多的作用。

三、腦機接口技術(shù)的安全風(fēng)險及倫理挑戰(zhàn)

腦機接口技術(shù)在為人類發(fā)展創(chuàng)造了新契機的同時，也會帶來了新的安全風(fēng)險與倫理挑戰(zhàn)。

首先，植入式電極需通過手術(shù)進行植入，涉及手術(shù)安全風(fēng)險。電極本身的生物安全性需要嚴格考量。因為植入后的電極可能發(fā)生生物（免疫或感染）反應(yīng)，并在電極周圍形成神經(jīng)膠質(zhì)疤痕組織，使可記錄到的神經(jīng)信號大大衰減。為此，我們需要制定相應(yīng)的評估標(biāo)準(zhǔn)，來評估患者或用戶在使用腦機接口技術(shù)或產(chǎn)品過程中有可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險等問題。此外，我們還需要對腦機接口系統(tǒng)進行安全性權(quán)衡。例如，具有神經(jīng)反饋與調(diào)控的腦機接口系統(tǒng)，可刺激神經(jīng)元產(chǎn)生活動，在極端情況下，個人可能無法將自我產(chǎn)生的神經(jīng)活動模式與人工或替代模式區(qū)分開來。這類腦機接口在治療、替代或恢復(fù)某些受損功能的同時，也可能會使人產(chǎn)生幻覺。

其次，高精度的腦機接口系統(tǒng)可以讀取大量的中樞神經(jīng)活動信息，在增強或恢復(fù)運動、認知等功能的同時，不僅涉及更多的個人隱私，而且也會產(chǎn)生新的神經(jīng)倫理學(xué)問題。例如，即使在患者已經(jīng)知情同意的情況下，讀取瞬間的運動意圖并操控外部設(shè)備或者，讀出可能不會自然發(fā)生的潛在動作（例如言語）等，是否符合人的意志或社會倫理道德。另外，腦機接口技術(shù)在應(yīng)用中會產(chǎn)生大量的神經(jīng)活動數(shù)據(jù)，如何規(guī)范而有效保護個人的神經(jīng)數(shù)據(jù)，監(jiān)管神經(jīng)數(shù)據(jù)的使用，也是腦機接口技術(shù)目前在臨床化和商業(yè)化過程中亟待解決的重要問題。

最后，相關(guān)倫理問題還涉及腦機接口技術(shù)的適用或運作范圍。當(dāng)前已實際應(yīng)用的腦機接口技術(shù)多專注于功能的恢復(fù)、改善或替代，但未來腦機接口技術(shù)在功能的補充與增強方面也將有長足的發(fā)展。隨著大腦功能和神經(jīng)機制不斷被揭示，腦機接口系統(tǒng)可能將功能增強至超越自然的水平。這就涉及增強的限度、安全性與公平性等問題解決此類問題需要醫(yī)生、科學(xué)家、工程師、倫理學(xué)家、政府監(jiān)督機構(gòu)和患者權(quán)益團體進行密切對話與合作，來共同制定可操作性的倫理準(zhǔn)則。

四、結(jié)語

腦機接口技術(shù)通過在腦與機器之間建立連接，可以深度參與腦功能替代、恢復(fù)、增強、補充以及改善的過程，雖然可以為功能損傷患者的醫(yī)療與康復(fù)帶來了福音，但在認知控制的情況下的神經(jīng)激活將可能會改變大腦狀態(tài)，影響人的情感、體驗、自主性和個性等，因而降低知情同意的有效性。腦機接口技術(shù)除了在醫(yī)療應(yīng)用中會帶來這些神經(jīng)倫理和醫(yī)學(xué)倫理挑戰(zhàn)之外，還有可為人類更加便捷的操控“物聯(lián)網(wǎng)”上的設(shè)備提供極大的便利，實現(xiàn)日常生活中的腦機智能融合，從而帶來社會倫理的挑戰(zhàn)。腦機接口技術(shù)的發(fā)展還推動或催生了相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，以Neuralink為代表的致力于腦機接口相關(guān)軟硬件及其產(chǎn)品研發(fā)的高科技公司已成為新的投資風(fēng)口，這些新型的商業(yè)化發(fā)展還會帶來更深層次的商業(yè)倫理問題。作為跨學(xué)科交叉融合、并產(chǎn)生廣泛社會影響的前沿技術(shù)，腦機接口的發(fā)展需要科研、產(chǎn)業(yè)、政策、監(jiān)管等社會各層面的關(guān)注與推進。

基金項目：本文是國家社會科學(xué)基金重大項目“當(dāng)代新興增強技術(shù)前沿的人文主義哲學(xué)研究”（20ZD045）的階段性成果。