腾飞阶段：脑机接口，劳“心”者治“人”
在《庄子·逍遥游》里有一段“庄周梦蝶”的描写，庄周这人的身体躺在床上纹丝不动，可在他大脑里想象出来的蝴蝶却翩翩起舞于花丛之中。庄周梦蝶，梦醒以后虽然不能像蝴蝶一样飞舞，但是他可以下床，自由伸展筋骨。有的人就没那么幸运了。前体操运动员桑兰早年不慎受伤，造成颈椎骨折，胸部以下高位截瘫17年。不管她在梦中如何身姿婀娜，羽衣蹁跹，梦醒了她只能继续躺着，静候他人打理自己的起居。在全世界，像桑兰这样遭受不同形式脊髓损伤的人，数以百万计。另外，中风及其他疾病也可以导致瘫痪。脑操控术能否像解救帕金森病患者一样，将那些被囚禁在自己身体里的瘫痪患者解救出来，使他们自在行动的梦想成真呢？
作答之前，我们需要分析一下瘫痪到底意味着什么，以下就是正常人和瘫痪病人的比较：当一个正常人想吃桌上的苹果时，他的“心”，更确切地说他的大脑，会产生伸手拿苹果的意图。这个意图随后传到脊髓，脊髓的运动神经元相应地唤醒他胳膊上的各块肌肉，它们相互配合，于是他的手就伸向了苹果。而对于瘫痪病人来说，他想伸手去拿苹果时，他脑里的神经元依然毫不懈怠地产生着自己的意图，可是他的“脑→脊髓→肌肉”这条击鼓传花式的链条脱节了，尽管他的脑内神经元在颅腔里声嘶力竭，他胳膊上的肌肉却收不到来自上级的运动指令，除了干着急啥也做不了。这样看来，假如我们能够“偷听”病人脑中有关运动意图的信号，搭建一条从脑到肌肉或者从脑到机械手的“绿色通道”，那么这些病人不就能“心”想“事”成了吗？
脑机接口（brain-machine interface，BMI）就是这样一条绿色通道，它让瘫痪病人通过劳“心”来操控自己的肢体或者机械手。从原理上讲，这是可行的，但其实现需要解决以下三个环环相扣的难题。第一个难题是“怎么偷听”，科学家需要采用合适的方式“偷听”大脑的信号，尽量做到集思广益，不偏听偏信。第二个难题是“怎么破解”，“偷听”到的大脑信号到底代表什么，科学家需要寻找破解大脑信号的密码。第三个难题是“怎么利用”，破解了大脑信号之后，科学家还需要将其中包含的指令“翻译”成手部肌肉或者机械手臂能够接受的语言，使它们可以执行相应的动作。
脑机接口示意图（引自上海《科学》，2016年第6期）”
经过30多年的探索与完善，科学家已经取得了很大的进展。2012年，一位瘫痪14年的中风妇女运用意识控制机械手臂，将一瓶水喂到自己嘴里。同年，另一个研究小组也成功地让瘫痪病人脑控机械手臂给自己喂水。值得一提的是，这个研究小组的机械手臂是目前世界上最为精细的，甚至能完成翘大拇指等复杂动作。此外，它的重量和正常人的手臂差不多，将来或许能直接安装在截肢病人的身体上。
从完全瘫痪到脑控机械手臂，这是BMI领域一个里程碑式的进展。要想通过BMI使得瘫痪患者像正常人一样活动，乃至最终完成科幻电影中钢铁侠那样上天入地的动作，科学家还须克服相当多的技术及伦理障碍。虽然科技的进步促进BMI蓬勃发展，但是BMI要走出实验室，飞入寻常百姓家，科学家们依然任重而道远。
（审稿：顾勇）(https://www.daowen.com)
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