近日，一名病程17年的難治性抑郁癥患者接受瑞金醫院“腦機接口”治療的新聞沖上熱搜，話題不斷。根據《2022年國民抑郁癥藍皮書》，目前我國患抑郁癥人數達到9500萬人。業內人士認為，在可預見的未來，腦機接口、數字療法等世界前沿技術將向難治性抑郁癥創新療法發起挑戰。
從科幻走向現實，不斷發展的“腦機融合”技術正在不斷邁入我們的生活中。
本期《平行未來的N次元》特邀新華社上海分社高級記者張建松與上海交通大學智能交互與認知工程上海高校重點實驗室主任呂寶糧教授圍繞“腦機結合”的話題展開對話。
什么是腦機結合？
機器能替代人腦么？
腦機結合能怎樣為人類服務？
抑郁癥VS數字療法技術
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讓我們一起來聽聽呂寶糧教授的分享吧！
以下為訪談精選片段
■關鍵詞：腦機接口；數字療法；抑郁癥評估
腦機接口從功能和用途上可分為兩大類，一類是運動腦機接口，比如經典的運動想象腦機接口。這類運動腦機接口的功能是通過解碼腦信號實現對外部設備的控制。另一類就是我所研究的情感腦機接口。通俗地講，情感腦機接口是對人的情緒進行識別和調控的一類腦機接口。（如圖）
目前情感障礙疾病患者需要醫生基于量表和經驗來診斷，沒有任何設備能給出客觀評估。這是我們想把多模態情感腦機接口技術落地到精神臨床醫學的基本考慮。另外，為什么是多模態腦機接口呢？運動腦機接口只能使用腦信號，其他的生理和非生理信號基本用不上。人的情緒可以從不同的視角來刻畫和表征，比如腦電信號、眼動信號、面部表情和語音等。因此，多模態情感腦機接口比單模態情感腦機接口能更全面和準確地解碼人的情緒。我們實驗室目前主要關注基于腦電信號和眼動信號的多模態情感腦機接口，這種腦電與眼動信號融合的情感腦機接口框架也是我們在國際上首次提出的，希望通過多模態情感腦機接口技術構建一種全新的抑郁癥客觀評估系統。
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張建松：您提到的眼動或者腦電信號需要找出一些生物標記物對嗎？
呂寶糧：是的。目前，在精神疾病診斷中幾乎沒有一個確定的生物標記物，可以用來判定患者是否患有這種疾病以及其相應的程度，這是全世界面臨的共同難題。精神疾病的生物標記物會在不同人群上存在差異，也會隨時間有一定的變化，但是這些差異性是可以通過生理信號和多模態深度學習技術來表征的，這是我們的基本假設和前期研究的初步結果。
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張建松：您之前談到了研究的最終目標是要開發抑郁癥的數字療法技術，未來是什么樣的應用場景呢？
呂寶糧：為了實現我們的最終目標，我們采用了兩步走的策略。第一步，我們首先需要開發出抑郁癥的客觀評估系統，第二步就是要開發數字療法。什么叫數字療法？以抑郁癥治療為例，現在主要有三種方式，第一種是藥物治療，第二種是心理治療，第三種是物理療法。除了這些之外，隨著信息技術、通信技術和游戲技術的發展，產生了數字療法。目前，數字療法在兒童自閉癥治療中已經發揮了重要作用。我認為抑郁癥數字療法的開發要比兒童的自閉癥數字療法面臨更多挑戰，其中一個重要原因是抑郁癥患者的人群分布更廣，從青少年到老年人。所以，我認為抑郁癥的數字療法應該嵌入到患者的現實生活中，而不能僅僅是一款純游戲。基于上述考慮，我們正在開發一款智能“魔鏡”的系統，將情感交互范式嵌入其中，實現人的情緒狀態的客觀評估。另外一個更具挑戰性的問題是如何設計一款服務于抑郁癥患者的“魔鏡”。抑郁癥的典型癥狀是自信心下降，僅通過醫生與患者的交談很難對其自信心下降做出量化評估。因此，我們正在開發的一套系統中囊括很多新的傳感器技術和情感交互技術，例如嵌入眼動儀和智能對話。如果抑郁癥患者早晨起來無精打采，它就會播放音樂以及，通過這樣一些情感交互場景來客觀地評估患者的情緒狀態和自信心。
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■關鍵詞：數字療法技術的創新應用
張建松: 您和米哈游公司成立了一家初創公司，特別好奇為什么和游戲公司合作呢？游戲對腦機接口的研究有幫助嗎？
呂寶糧：首先就是剛才說的數字療法。數字療法會用到很多先進的游戲技術。一方面，米哈游公司在卡通渲染、人工智能和云游戲技術等領域積累了領先的技術能力，數字療法可以直接利用這些技術。另一方面，未來游戲的進一步發展也需要情感腦機接口技術。比如游戲的某個環節會不會讓人上癮，可以通過情感腦機接口進行客觀和定量的評估，這樣在游戲設計階段就可以基于這些定量的客觀評估指標對相關環節予以控制。此外，現階段的游戲畫面與玩家的情緒狀態是沒有交互的，是一個開環系統。未來借助情感腦機接口技術，游戲系統可以感知玩家的情緒狀態變化，從而與游戲的劇情發展產生聯動，這樣游戲就會變得更好玩了。所以米哈游和我們的互補性特別大。
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張建松: 那目前這個初創公司有沒有在開發一些產品？
呂寶糧：我們聯合成立的這家初創公司叫《零唯一思》，目前正在開發兩款產品：一個產品叫情緒“X”光機，未來醫院會裝備這樣一臺設備，醫生可以用情緒“X”光機對病人檢查5-10分鐘，隨后立即獲得檢查報告，告訴患者抑郁的客觀指標是怎樣的，這樣可以協助醫生做快速篩查和輔助診斷。另外，國內精神科醫生資源比較匱乏，特別是二、三線城市。如果可以使用情緒“X”光機，就能提高抑郁癥的診斷效率，降低誤診率。
第二個產品叫家庭情緒儀。目前，病人如果確診是抑郁癥，醫生開藥后最快兩個月后才能復診。對抑郁癥患者來說，在用藥期間內沒有任何儀器能給出服藥效果的客觀度量。所以對抑郁癥患者來說，如果有一套情緒儀就能客觀評估自身情緒狀態和藥物療效。
這兩種設備，第一個是面向醫院的，是一個toB的產品。第二個是一個toC的家庭用設備，現在都在順利地開發過程中。
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■關鍵詞：人工智能的倫理問題
張建松：您曾說過在未來機器人也可以有人類一樣的情感，也會具有意識和創造性。這對于人類來說有什么利弊？
呂寶糧：這個問題很大，很多人對未來的通用工智能（AGI）有不同的看法。我個人的觀點是，發展通用人工智能是人類認識自我和認識自然的必然結果，無法阻擋，這次大火的ChatGPT就是一個很好的例子。未來的人工智能會學到我們人類的智能，也就是通用人工智能。我認為通用人工智能應該包含兩部分，一部分是邏輯智能，與情感沒關系；另一部分是情感智能（Emotion AI）。為什么說情感智能很重要呢？假設多年以后我們家里都有服務機器人，如果服務機器人不能識別人的情緒，它就沒有辦法有的放矢地為每個人提供定制化的服務，因為每天的心情都不一樣。我個人觀點是，未來機器人會具有像人類一樣的情緒。
倫理問題是人工智能，特別是人機交互需要的情感智能，所必須考慮的。倫理是與社會文化、風俗習慣有關的一個復雜問題。我們的這些研究的前提條件都是要為人類服務。隨著老齡化時代的來臨，未來需要依靠各類服務機器人幫助人類照料老人，至少在這個階段我們無需擔心機器人會控制我們人類，機器人都是為我們人類服務設計的產品。
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張建松：腦機接口現在是一種全新的控制和交流方式，它還可以應用到更廣闊的腦機融合的領域。未來如果科學家真的將硅基生物和人類的碳基生物進行融合，打造出超強人類，那世界是什么樣的？
呂寶糧：對于這個問題大家有不同的觀點，有一種觀點認為我們人也是數字的，既可以編碼成0和1。科幻小說往往會把未來想象的非常遙遠，我認為在不太遙遠的未來，腦機接口可以和人結合起來。未來侵入式腦機接口就可以在偏癱患者的大腦內植入芯片，能將因疾病導致的功能缺失給恢復過來。但是，當我們要把大腦某個功能增強的時候就會引起各種倫理問題。比如未來，鄰居小孩在大腦里植入一顆芯片，考試成績提高了，那么大家就會想，自家小孩是否也應該做個手術植入芯片呢？到底把人的大腦功能替換或增強到什么程度才是算是人類原來的大腦而不是機器的大腦？這些都是人類自身需要考慮的倫理問題。
隨著時代的發展，人類也會變得更加聰明，因為我們人類自身也在進化。關鍵是要看人類自身進化的速度，是不是會比人類自己開發的算法的進化速度更快？未來可能會超出我們的想象。
