前不久，“科學(xué)狂人”埃隆·馬斯克帶著三只小豬“秀”腦機(jī)接口的場(chǎng)景震撼了不少科技愛(ài)好者的心?！耙饽顐鬏敗?、“心靈感應(yīng)”……腦機(jī)接口再次成為科技熱詞。

什么是腦機(jī)接口？腦機(jī)接口又該如何實(shí)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(shí)現(xiàn)大腦接口的思路。

因證明了神經(jīng)活動(dòng)和動(dòng)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(jiǎng)。

腦機(jī)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(shí)現(xiàn)腦電波信號(hào)與相關(guān)指令信號(hào)間的轉(zhuǎn)換。其概念在20世紀(jì)70年代被提出。腦機(jī)接口主要分為侵入式和非侵入式兩種形式。侵入式的腦機(jī)接口系統(tǒng)需要通過(guò)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(shuō)《我是夏洛特·西蒙斯》為切入點(diǎn)，引出了自己關(guān)于首次使用不同類型腦機(jī)接口的論文研究。

與沃爾夫在小說(shuō)中通過(guò)無(wú)線電控制植入動(dòng)物的大腦對(duì)其行為進(jìn)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(guò)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(yùn)作邏輯是光敏控制的重要作用?！肮饷艨刂瓶朔诉^(guò)去運(yùn)用電極刺激被試一個(gè)部位的缺點(diǎn)，這種通過(guò)腦電刺激被試大腦的方法具有高度并行性，對(duì)特定的神經(jīng)元有內(nèi)在的選擇性并尊重大腦的功能藍(lán)圖?！?/p>

對(duì)于吉羅·麥森伯克而言，醫(yī)學(xué)或社會(huì)問(wèn)題不是他的研究初衷?！肮膺z傳學(xué)是一種發(fā)現(xiàn)工具，是一個(gè)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(shí)驗(yàn)性策略?！惫δ苤亟ㄊ羌_·麥森伯克研究光遺傳學(xué)的初衷。

吉羅·麥森伯克通過(guò)針對(duì)于睡眠的案例，詳細(xì)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(jìn)和抑制睡眠的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元對(duì)來(lái)自線粒體的信號(hào)做出反應(yīng)。這表明了睡眠和能量代謝氧化應(yīng)激及其過(guò)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(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行解釋，吉羅·麥森伯克以圖例的方式詳細(xì)介紹了其中的運(yùn)作原理。他表示，比起任何對(duì)光遺傳學(xué)可能直接應(yīng)用于人類的猜測(cè)，光敏控制具有更加直接的實(shí)用價(jià)值?？茖W(xué)家可以通過(guò)光敏控制找到重要的神經(jīng)元了解它們是如何運(yùn)作的，并通過(guò)雖然傳統(tǒng)但是更新的、更有力的、更有選擇性的方法來(lái)運(yùn)用它們。