近日，一名病程17年的難治性抑郁癥患者接受瑞金醫(yī)院“腦機(jī)接口”治療的新聞沖上熱搜，話題不斷。根據(jù)《2022年國(guó)民抑郁癥藍(lán)皮書》，目前我國(guó)患抑郁癥人數(shù)達(dá)到9500萬(wàn)人。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在可預(yù)見的未來(lái)，腦機(jī)接口、數(shù)字療法等世界前沿技術(shù)將向難治性抑郁癥創(chuàng)新療法發(fā)起挑戰(zhàn)。
從科幻走向現(xiàn)實(shí)，不斷發(fā)展的“腦機(jī)融合”技術(shù)正在不斷邁入我們的生活中。
本期《平行未來(lái)的N次元》特邀新華社上海分社高級(jí)記者張建松與上海交通大學(xué)智能交互與認(rèn)知工程上海高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任呂寶糧教授圍繞“腦機(jī)結(jié)合”的話題展開對(duì)話。
什么是腦機(jī)結(jié)合？
機(jī)器能替代人腦么？
腦機(jī)結(jié)合能怎樣為人類服務(wù)？
抑郁癥VS數(shù)字療法技術(shù)
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讓我們一起來(lái)聽聽呂寶糧教授的分享吧！
以下為訪談精選片段
■關(guān)鍵詞：腦機(jī)接口；數(shù)字療法；抑郁癥評(píng)估
腦機(jī)接口從功能和用途上可分為兩大類，一類是運(yùn)動(dòng)腦機(jī)接口，比如經(jīng)典的運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)接口。這類運(yùn)動(dòng)腦機(jī)接口的功能是通過解碼腦信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制。另一類就是我所研究的情感腦機(jī)接口。通俗地講，情感腦機(jī)接口是對(duì)人的情緒進(jìn)行識(shí)別和調(diào)控的一類腦機(jī)接口。（如圖）
目前情感障礙疾病患者需要醫(yī)生基于量表和經(jīng)驗(yàn)來(lái)診斷，沒有任何設(shè)備能給出客觀評(píng)估。這是我們想把多模態(tài)情感腦機(jī)接口技術(shù)落地到精神臨床醫(yī)學(xué)的基本考慮。另外，為什么是多模態(tài)腦機(jī)接口呢？運(yùn)動(dòng)腦機(jī)接口只能使用腦信號(hào)，其他的生理和非生理信號(hào)基本用不上。人的情緒可以從不同的視角來(lái)刻畫和表征，比如腦電信號(hào)、眼動(dòng)信號(hào)、面部表情和語(yǔ)音等。因此，多模態(tài)情感腦機(jī)接口比單模態(tài)情感腦機(jī)接口能更全面和準(zhǔn)確地解碼人的情緒。我們實(shí)驗(yàn)室目前主要關(guān)注基于腦電信號(hào)和眼動(dòng)信號(hào)的多模態(tài)情感腦機(jī)接口，這種腦電與眼動(dòng)信號(hào)融合的情感腦機(jī)接口框架也是我們?cè)趪?guó)際上首次提出的，希望通過多模態(tài)情感腦機(jī)接口技術(shù)構(gòu)建一種全新的抑郁癥客觀評(píng)估系統(tǒng)。
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張建松：您提到的眼動(dòng)或者腦電信號(hào)需要找出一些生物標(biāo)記物對(duì)嗎？
呂寶糧：是的。目前，在精神疾病診斷中幾乎沒有一個(gè)確定的生物標(biāo)記物，可以用來(lái)判定患者是否患有這種疾病以及其相應(yīng)的程度，這是全世界面臨的共同難題。精神疾病的生物標(biāo)記物會(huì)在不同人群上存在差異，也會(huì)隨時(shí)間有一定的變化，但是這些差異性是可以通過生理信號(hào)和多模態(tài)深度學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)表征的，這是我們的基本假設(shè)和前期研究的初步結(jié)果。
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張建松：您之前談到了研究的最終目標(biāo)是要開發(fā)抑郁癥的數(shù)字療法技術(shù)，未來(lái)是什么樣的應(yīng)用場(chǎng)景呢？
呂寶糧：為了實(shí)現(xiàn)我們的最終目標(biāo)，我們采用了兩步走的策略。第一步，我們首先需要開發(fā)出抑郁癥的客觀評(píng)估系統(tǒng)，第二步就是要開發(fā)數(shù)字療法。什么叫數(shù)字療法？以抑郁癥治療為例，現(xiàn)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(shù)、通信技術(shù)和游戲技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了數(shù)字療法。目前，數(shù)字療法在兒童自閉癥治療中已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。我認(rèn)為抑郁癥數(shù)字療法的開發(fā)要比兒童的自閉癥數(shù)字療法面臨更多挑戰(zhàn)，其中一個(gè)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(rèn)為抑郁癥的數(shù)字療法應(yīng)該嵌入到患者的現(xiàn)實(shí)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(fā)一款智能“魔鏡”的系統(tǒng)，將情感交互范式嵌入其中，實(shí)現(xiàn)人的情緒狀態(tài)的客觀評(píng)估。另外一個(gè)更具挑戰(zhàn)性的問題是如何設(shè)計(jì)一款服務(wù)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(yī)生與患者的交談很難對(duì)其自信心下降做出量化評(píng)估。因此，我們正在開發(fā)的一套系統(tǒng)中囊括很多新的傳感器技術(shù)和情感交互技術(shù)，例如嵌入眼動(dòng)儀和智能對(duì)話。如果抑郁癥患者早晨起來(lái)無(wú)精打采，它就會(huì)播放音樂以及，通過這樣一些情感交互場(chǎng)景來(lái)客觀地評(píng)估患者的情緒狀態(tài)和自信心。
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■關(guān)鍵詞：數(shù)字療法技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用
張建松: 您和米哈游公司成立了一家初創(chuàng)公司，特別好奇為什么和游戲公司合作呢？游戲?qū)δX機(jī)接口的研究有幫助嗎？
呂寶糧：首先就是剛才說(shuō)的數(shù)字療法。數(shù)字療法會(huì)用到很多先進(jìn)的游戲技術(shù)。一方面，米哈游公司在卡通渲染、人工智能和云游戲技術(shù)等領(lǐng)域積累了領(lǐng)先的技術(shù)能力，數(shù)字療法可以直接利用這些技術(shù)。另一方面，未來(lái)游戲的進(jìn)一步發(fā)展也需要情感腦機(jī)接口技術(shù)。比如游戲的某個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)不會(huì)讓人上癮，可以通過情感腦機(jī)接口進(jìn)行客觀和定量的評(píng)估，這樣在游戲設(shè)計(jì)階段就可以基于這些定量的客觀評(píng)估指標(biāo)對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)予以控制。此外，現(xiàn)階段的游戲畫面與玩家的情緒狀態(tài)是沒有交互的，是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)。未來(lái)借助情感腦機(jī)接口技術(shù)，游戲系統(tǒng)可以感知玩家的情緒狀態(tài)變化，從而與游戲的劇情發(fā)展產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，這樣游戲就會(huì)變得更好玩了。所以米哈游和我們的互補(bǔ)性特別大。
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張建松: 那目前這個(gè)初創(chuàng)公司有沒有在開發(fā)一些產(chǎn)品？
呂寶糧：我們聯(lián)合成立的這家初創(chuàng)公司叫《零唯一思》，目前正在開發(fā)兩款產(chǎn)品：一個(gè)產(chǎn)品叫情緒“X”光機(jī)，未來(lái)醫(yī)院會(huì)裝備這樣一臺(tái)設(shè)備，醫(yī)生可以用情緒“X”光機(jī)對(duì)病人檢查5-10分鐘，隨后立即獲得檢查報(bào)告，告訴患者抑郁的客觀指標(biāo)是怎樣的，這樣可以協(xié)助醫(yī)生做快速篩查和輔助診斷。另外，國(guó)內(nèi)精神科醫(yī)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(jī)，就能提高抑郁癥的診斷效率，降低誤診率。
第二個(gè)產(chǎn)品叫家庭情緒儀。目前，病人如果確診是抑郁癥，醫(yī)生開藥后最快兩個(gè)月后才能復(fù)診。對(duì)抑郁癥患者來(lái)說(shuō)，在用藥期間內(nèi)沒有任何儀器能給出服藥效果的客觀度量。所以對(duì)抑郁癥患者來(lái)說(shuō)，如果有一套情緒儀就能客觀評(píng)估自身情緒狀態(tài)和藥物療效。
這兩種設(shè)備，第一個(gè)是面向醫(yī)院的，是一個(gè)toB的產(chǎn)品。第二個(gè)是一個(gè)toC的家庭用設(shè)備，現(xiàn)在都在順利地開發(fā)過程中。
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■關(guān)鍵詞：人工智能的倫理問題
張建松：您曾說(shuō)過在未來(lái)機(jī)器人也可以有人類一樣的情感，也會(huì)具有意識(shí)和創(chuàng)造性。這對(duì)于人類來(lái)說(shuō)有什么利弊？
呂寶糧：這個(gè)問題很大，很多人對(duì)未來(lái)的通用工智能（AGI）有不同的看法。我個(gè)人的觀點(diǎn)是，發(fā)展通用人工智能是人類認(rèn)識(shí)自我和認(rèn)識(shí)自然的必然結(jié)果，無(wú)法阻擋，這次大火的ChatGPT就是一個(gè)很好的例子。未來(lái)的人工智能會(huì)學(xué)到我們?nèi)祟惖闹悄埽簿褪峭ㄓ萌斯ぶ悄堋Ｎ艺J(rèn)為通用人工智能應(yīng)該包含兩部分，一部分是邏輯智能，與情感沒關(guān)系；另一部分是情感智能（Emotion AI）。為什么說(shuō)情感智能很重要呢？假設(shè)多年以后我們家里都有服務(wù)機(jī)器人，如果服務(wù)機(jī)器人不能識(shí)別人的情緒，它就沒有辦法有的放矢地為每個(gè)人提供定制化的服務(wù)，因?yàn)槊刻斓男那槎疾灰粯印Ｎ覀€(gè)人觀點(diǎn)是，未來(lái)機(jī)器人會(huì)具有像人類一樣的情緒。
倫理問題是人工智能，特別是人機(jī)交互需要的情感智能，所必須考慮的。倫理是與社會(huì)文化、風(fēng)俗習(xí)慣有關(guān)的一個(gè)復(fù)雜問題。我們的這些研究的前提條件都是要為人類服務(wù)。隨著老齡化時(shí)代的來(lái)臨，未來(lái)需要依靠各類服務(wù)機(jī)器人幫助人類照料老人，至少在這個(gè)階段我們無(wú)需擔(dān)心機(jī)器人會(huì)控制我們?nèi)祟悾瑱C(jī)器人都是為我們?nèi)祟惙?wù)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。
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張建松：腦機(jī)接口現(xiàn)在是一種全新的控制和交流方式，它還可以應(yīng)用到更廣闊的腦機(jī)融合的領(lǐng)域。未來(lái)如果科學(xué)家真的將硅基生物和人類的碳基生物進(jìn)行融合，打造出超強(qiáng)人類，那世界是什么樣的？
呂寶糧：對(duì)于這個(gè)問題大家有不同的觀點(diǎn)，有一種觀點(diǎn)認(rèn)為我們?nèi)艘彩菙?shù)字的，既可以編碼成0和1。科幻小說(shuō)往往會(huì)把未來(lái)想象的非常遙遠(yuǎn)，我認(rèn)為在不太遙遠(yuǎn)的未來(lái)，腦機(jī)接口可以和人結(jié)合起來(lái)。未來(lái)侵入式腦機(jī)接口就可以在偏癱患者的大腦內(nèi)植入芯片，能將因疾病導(dǎo)致的功能缺失給恢復(fù)過來(lái)。但是，當(dāng)我們要把大腦某個(gè)功能增強(qiáng)的時(shí)候就會(huì)引起各種倫理問題。比如未來(lái)，鄰居小孩在大腦里植入一顆芯片，考試成績(jī)提高了，那么大家就會(huì)想，自家小孩是否也應(yīng)該做個(gè)手術(shù)植入芯片呢？到底把人的大腦功能替換或增強(qiáng)到什么程度才是算是人類原來(lái)的大腦而不是機(jī)器的大腦？這些都是人類自身需要考慮的倫理問題。
隨著時(shí)代的發(fā)展，人類也會(huì)變得更加聰明，因?yàn)槲覀內(nèi)祟愖陨硪苍谶M(jìn)化。關(guān)鍵是要看人類自身進(jìn)化的速度，是不是會(huì)比人類自己開發(fā)的算法的進(jìn)化速度更快？未來(lái)可能會(huì)超出我們的想象。
