前不久，“科學(xué)狂人”埃隆·馬斯克帶著三只小豬“秀”腦機接口的場景震撼了不少科技愛好者的心。“意念傳輸”、“心靈感應(yīng)”……腦機接口再次成為科技熱詞。

什么是腦機接口？腦機接口又該如何實現(xiàn)？10月31日，在第三屆世界頂尖科學(xué)家論壇科學(xué)前沿話題講堂中，光遺傳學(xué)創(chuàng)始人之一、牛津大學(xué)教授吉羅·麥森伯克（Gero Miesenboeck）介紹了利用光敏控制實現(xiàn)大腦接口的思路。

因證明了神經(jīng)活動和動物行為的光遺傳學(xué)控制，以及證明光遺傳學(xué)用于神經(jīng)生物學(xué)研究的發(fā)現(xiàn)，吉羅·麥森伯克獲得2019年沃倫?阿爾珀特獎。

腦機接口（brain-computer interface，BCI）指的是將大腦以某種形式與外部設(shè)備連接，實現(xiàn)腦電波信號與相關(guān)指令信號間的轉(zhuǎn)換。其概念在20世紀70年代被提出。腦機接口主要分為侵入式和非侵入式兩種形式。侵入式的腦機接口系統(tǒng)需要通過手術(shù)在腦部植入芯片和電極。

吉羅·麥森伯克以湯姆·沃爾夫出版的小說《我是夏洛特·西蒙斯》為切入點，引出了自己關(guān)于首次使用不同類型腦機接口的論文研究。

與沃爾夫在小說中通過無線電控制植入動物的大腦對其行為進行操控不同，麥森伯克提出“光敏控制”——將光接收器以基因形式從眼睛移植到大腦深處的神經(jīng)元，通過光照能夠控制這些神經(jīng)元并最終改變被試行為。

尋找并了解神經(jīng)元的運作邏輯是光敏控制的重要作用?！肮饷艨刂瓶朔诉^去運用電極刺激被試一個部位的缺點，這種通過腦電刺激被試大腦的方法具有高度并行性，對特定的神經(jīng)元有內(nèi)在的選擇性并尊重大腦的功能藍圖?！?/p>

對于吉羅·麥森伯克而言，醫(yī)學(xué)或社會問題不是他的研究初衷。“光遺傳學(xué)是一種發(fā)現(xiàn)工具，是一個讓神經(jīng)科學(xué)能夠成為功能重建的成功傳統(tǒng)功能的實驗性策略。”功能重建是吉羅·麥森伯克研究光遺傳學(xué)的初衷。

吉羅·麥森伯克通過針對于睡眠的案例，詳細地解釋了關(guān)于功能重建的概念。

光遺傳學(xué)引領(lǐng)科學(xué)家找到了促進和抑制睡眠的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元對來自線粒體的信號做出反應(yīng)。這表明了睡眠和能量代謝氧化應(yīng)激及其過程，例如衰老或退行性疾病都是有緊密聯(lián)系的。

為了更好地對這種現(xiàn)象進行解釋，吉羅·麥森伯克以圖例的方式詳細介紹了其中的運作原理。他表示，比起任何對光遺傳學(xué)可能直接應(yīng)用于人類的猜測，光敏控制具有更加直接的實用價值?？茖W(xué)家可以通過光敏控制找到重要的神經(jīng)元了解它們是如何運作的，并通過雖然傳統(tǒng)但是更新的、更有力的、更有選擇性的方法來運用它們。