62、将2023年命名为脑机接口年 ...
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2023 年对于脑机接口来说是至关重要的一年。
早在2023年2月，我们宣布脑机接口为 2023 年年度技术。这种接口在大脑和外部设备之间建立了直接的通信联系，可以记录、解码和刺激神经活动。从治疗神经系统疾病到增强人类能力，它们在各种意义深远的应用中都有潜在的用途。
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这些能力在整个 2023 年都在持续发展。例如，2023年 8 月，《Nature》杂志发表了两篇关于脑机接口的报告，该接口能以接近正常对话的速度（每分钟约 150 个字）将神经信号转化为句子。其中一种方法是使用皮层内微电极阵列收集信号，在递归神经网络和语言模型的帮助下，以平均每分钟 62 个单词的速度解码，在125,000 个单词的词汇量下，单词错误率为 23.8%。在另一种方法中，使用了皮层电图电极阵列来收集信号，同样在递归神经网络和语言模型的帮助下，可以以平均每分钟78 个单词的速率进行解码，对1024 个单词的词汇量进行解码时，单词错误率为 25.5%。
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将传感器与人工智能、脑机接口结合在一起，就像这里使用的那样，已经让两位患者重新发声。Noah Berger/UCSF
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斯坦福大学医学院的一名研究人员操作软件，可以将帕特大脑中的传感器记录下来的活动尝试翻译成屏幕上的文字Steve Fisch/Stanford Medicine
底层设备也在不断发展。例如，在《Nature Electronics》杂志上，普渡大学的 Baibhab Chatterjee、Shreyas Sen 及其同事报告了一种用于神经植入的无线通信技术。这种方法被称为双相准静态大脑通信，植入物将信息传输到一个可穿戴式耳机形状的集线器，这个集线器将电源和编程位发送到植入物;所有这些都是用完全的电信号来完成的，应该避免转导损失。
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加州大学伯克利分校的里基·穆勒（Rikky Muller）及其同事在二月刊的评论文章中指出，未来的脑机接口可能完全是光学的。目前，在本期其他文章中，Malte Gather、Kenneth Shepard 及其同事报告了用于神经刺激的光学探针的设备研发情况。哥伦比亚大学、科隆大学、圣安德鲁斯大学、麻省理工学院和斯坦福大学的研究人员将有机发光二极管（OLED）与硅互补金属氧化物半导体（CMOS）控制电路集成在一起。由此产生的植入式探针集成了1,024个具有两种不同颜色的有机发光二极管，可用于选择性激活小鼠体内的单个神经元。
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在我们二月号的一篇评论文章中，加州大学伯克利分校的Rikky Muller和他的同事认为，脑机接口的未来可能完全是光学的。目前，在本期其他地方的一篇文章中，Malte Gather、Kenneth Shepard及其同事报告了专注于制造神经刺激光学探针的设备开发。来自哥伦比亚大学、科隆大学、圣安德鲁斯大学、麻省理工学院和斯坦福大学的研究人员已经将有机发光二极管(oled)与硅互补金属氧化物半导体(CMOS)控制电路集成在一起。由此产生的可植入探针包含1,024种不同颜色的oled，可用于选择性地激活小鼠的单个神经元。
我们之所以选择脑机接口作为2023年年度技术，还因为我们认为现在是考虑该技术潜在后果和发展方向的关键时刻。2023年 7 月份，联合国教育、科学及文化组织（UNESCO）发布了一份关于神经技术的报告，而脑机接口正是这一领域的核心。该组织还呼吁对这一技术进行全球监管，并建议为其制定一个普遍的伦理框架，类似于过去对人类基因组（1997 年）、人类基因数据（2003年）和人工智能（2021 年）所做的工作。对于脑机接口的未来而言，这些发展可能与技术进步本身同样重要。
参考文献：
Willett, F. R. et al. Nature 620, 1031–1036 (2023).
Metzger, S. L. et al. Nature 620, 1037–1046 (2023).
Ersaro, N. T., Yalcin, C. & Muller, R. Nat. Electron. 6, 96–98 (2023).
Unveiling The Neurotechnology Landscape: Scientific Advancements Innovations and Major Trends (UNESCO, 2023).
Cookson, C. AI-driven neurotechnology ‘on steroids’ needs regulation, says Unesco. Financial Times (12 July 2023); https://go.nature.com/462U6nd
UNESCO to lead global dialogue on the ethics of neurotechnology. UNESCO (6 June 2023); https://go.nature.com/3ZeEZ7P
作者有话说
第62章 将2023年命名为脑机接口年
