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龙8国际官网娱乐对脑机接口若干不准确或错误的认知与误导性宣传

2024-04-15 08:23:45来源:龙8国际官网注册 作者:龙8国际官网唯一入口

  脑机接口(BCI)是一种变革性的人机交互,对特定个体或群体在特定场景下具有潜在的应用,研发者已对BCI的原理和实现方法进行了大量的研究,目前正努力缩小研究与实际应用之间的差距。然而,一些公众对BCI存在不准确或错误的认知,一些媒体,甚至一些BCI研发者、BCI制造商或BCI技术监管者对BCI存在误导性或炒作的宣传。为此,本文总结了BCI若干不准确或错误的认知与误导性宣传,包括BCI“读心术”、BCI“意念控制”、BCI“控脑”、BCI“智能”、BCI从大脑“下载”或向大脑“上传”信息等。最后讨论了BCI技术的局限性和极限性等,以及有无必要开展“对抗BCI系统的研究”,并给出减少对BCI不准确或错误认知与误导性宣传的建议。

  【关键词】:BCI误导性宣传;BCI“读心术”;BCI“意念控制”;BCI“控脑”;BCI“智能”

  脑机接口(brain-computer interface, BCI)是一种变革性的人机交互,其绕过外周神经和肌肉直接在大脑与外部设备之间建立一种全新的交流与控制通道[1]。已有研究表明BCI具有监测、替代、改善/恢复、增强、补充受损或有障碍的自然中枢神经系统输出输入的功效,在医疗健康领域具有重要的潜在应用[2-3]。随着BCI技术的发展,其与先进的人工智能相结合,将可能给医疗健康实践带来深刻的变革[4]。

  虽然旨在广泛应用的BCI还有很长的路要走,但对特定个体或群体在特定场景下应用的BCI产品有望在不久的将来出现。研发者已对BCI的原理和实现方法进行了大量的研究[2-3],目前正努力缩小研究与实际应用之间的差距[5]。然而,一些公众对BCI存在不准确或错误的认知,一些媒体,甚至一些BCI研发者、BCI制造商或BCI技术监管者对BCI存在误导性或炒作的宣传,使公众对BCI有过高的期望。

  为此,本文总结了BCI若干不准确或错误的认知与误导性宣传,包括宣传BCI已有广泛的应用、BCI技术有较大的功效、BCI技术的成熟度较高、BCI的市场规模很大、BCI“智能”、BCI“意念控制”、BCI“控脑”、BCI“读心术”、BCI“自动”识别用户意图、由BCI“下载”人的意念或记忆到计算机、由BCI向大脑“上传”或“写入”信息、通过BCI“大幅增强记忆、认知或行为表现”、BCI用户不属于BCI系统、BCI技术的伦理规范不属于BCI技术标准化的一部分、神经刺激和神经反馈技术不属于BCI、非植入式BCI没有伦理风险问题、BCI带来的神经隐私问题很严重。

  本文最后讨论了BCI技术的局限性和极限性,目前的BCI能做什么?做到了什么程度?不能做什么?当前BCI的产业转化现状如何?有哪些途径将其转化为实际应用?对于BCI的潜在应用,哪些可能近期落地,哪些在未来五年之内,哪些在未来十年之内,哪些是梦想的状况?有无必要开展“对抗BCI系统的研究”?并给出减少对BCI不准确或错误认知与误导性宣传的建议。

  本文建议需要科学、客观、理性的对待BCI技术,研究报道、产业转化推广、媒体宣传等应避免为了利益炒作BCI技术,以防止BCI产业或经济泡沫,期望减少对BCI的不准确或错误认知以及误导性宣传。

  BCI技术在其发展和推广的过程中,一些不准确的或错误的认知和误导性宣传可能影响了公众对该技术的真实理解。公众对BCI技术的了解大多来源于媒体报道,而一些媒体为了吸引观众可能会夸大事实。一些BCI研发者和制造商可能过度宣传以吸引投资或消费者。一般大众对BCI的技术复杂性或难度,以及对当前的技术水平缺乏深入理解。

  据我们所知,一些学术报告或媒体宣传BCI已有广泛的应用,这种描述或宣传与BCI实际应用的情况不符,目前,BCI主要处于实验室研究或临床测试阶段,尚没有大规模的广泛应用,即使在BCI有潜在应用的医院科室,也未见频繁实际使用,在日常生活中更没有广泛应用[6]。如果把神经调控设备(如经颅刺激或深部脑刺激等)纳入BCI范围,这类BCI在医院有一定程度的应用[7-10]。BCI在小规模或大规模的广泛应用之前,还有许多关键科学问题和关键技术问题需要突破[3, 11-13]。

  面向实用的BCI需要缩小其研究与实际应用之间的差距[5]。目前,现有BCI系统的可用性和用户满意度不高,其医疗的功效(如运动想象BCI主动康复的功效)有待严格的循证研究和客观评价[14-16]。BCI的不可替代性(不可由现有技术替代或优于现有技术)、可达性和用户可接受性还需要大幅提高[17-19]。

  正确的认知应该是,BCI是一项变革性的人机交互技术[1],具有重要的潜在应用,但夸大BCI的潜在应用会产生不切实际的期望。虽然目前没有广泛的应用,将来也可能没有广泛的应用,但对特定群体或个体(如肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)、外伤性脑损伤、脊髓损伤、闭锁综合征、重度脑损伤意识障碍、帕金森病、艾茨海默症、严重的情绪障碍、脑卒中导致的运动障碍(如手部和下肢运动功能障碍))的特定应用场景下实现特定目标具有重要的潜在应用[3]。如果将BCI用于日常生活,需要满足用户的实际需求并提高其体验感。

  一些学术报告或媒体宣传BCI技术有较大的功效,这可能会导致公众对其功效期望过高。尽管已有文献表明BCI技术具有监测、替代、改善/恢复、增强、补充的功效,但这些功效的大小或程度需要客观评价[3, 20-24]。例如,BCI用于中枢神经系统相关疾病/障碍治疗或康复的功效评价方法仍然不清晰或不规范,要求BCI临床转化研究者、生产商、临床医生与患者相互协作,客观地评价其医学应用的功效,避免为了利益主观评价或炒作。

  在临床上,验证某种药物或治疗方法的疗效通常采用随机双盲对照方法,BCI疗效的验证也不例外,如果BCI有疗效,还需要阐明其疗效的机制。与中枢神经系统相关疾病/障碍的临床量表,包括医疗仪器测量的客观指标(如肌力和肌电测量结果等)和临床症状改善程度量表。

  一些学术报告或媒体着重宣传BCI取得的进展和优势,忽略其局限性,有意或无意的指示BCI技术的成熟度较高,这可能使公众对BCI的技术水平产生认知偏差。然而,BCI领域尚处于起步阶段[25],巨大的挑战摆在我们面前,BCI技术的突破需要多学科科学家的共同努力[26]。BCI技术的研究和开发需要跨学科的知识和技术,包括神经科学、人机工程或人类工效学、信号处理、机器学习、材料科学等。BCI技术需要将它们综合起来,因此,开发复杂,目前技术成熟度和实用性有待大幅提高。

  需要特别注意的是,BCI技术与人机工程学紧密相关,面临人脑(生物自适应)、BCI自适应算法和机器等之间协调的挑战[27-29]。BCI的研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、测量学、美学、设计学和工程技术等多个领域,旨在使BCI在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

  目前人类对大脑的理解有限,BCI技术的研发受限于对大脑功能和神经信号编码方式的理解。此外,BCI涉及的伦理和安全问题也限制了其研发。

  虽然BCI技术取得了令人鼓舞的进展,但脑信号采集技术需要新的突破,目前BCI传感器的用户总体满意度(包括安全性、舒适性、易用性和美观性)不高,特别是植入式BCI的安全性与长期稳定性尚需大幅提高。除此而外,现有BCI范式局限性较大,需要变革或突破传统经典的BCI范式(如SSVEP-BCI、P300-BCI、MI-BCI等),创新研发更自然更有效交互的BCI范式[30-32]。

  如2.3节所述,目前及未来一段时期内BCI领域依然处于起步阶段,市场规模未知,这给潜在制造商带来了很高的商业风险,因此该类设备尚不可用[25]。然而,一些BCI产业转化者/制造商和一些媒体,甚至一些BCI研发者,认为并宣传BCI的市场规模很大,他们统计的潜在市场容量有主观性[33]。

  目前市场上销售的一些BCI产品的实际功效难以定量评价[34],甚至一些BCI产品没有发挥功效,用户购买BCI产品后的使用情况不容乐观,一些BCI产品较少被使用,对用户生活质量改善较小,甚至没有改善。此外,市场上还可能有伪劣BCI产品。对患有疾病的潜在终端用户、AT专业人士和AT分销商对BCI技术的期望进行的调研表明,现有市售的BCI并未满足最终用户的需求设计的[35]。

  目前,BCI技术研发仍面临着转化的差距/鸿沟:如何将BCI从实验室带到现场的知识还不足,BCI控制的应用缺乏可用性和可达性[36]。在BCI技术研发中需要解决可用性和可达性问题,以弥合转化鸿沟。图1为参考技术采用生命周期(technology adoption lifecycle,TALC)的BCI转化为应用的过程[37-38]。

  智能可以包括抽象、逻辑、理解、自我意识、学习、情感知识、推理、规划、创造力、批判性思维和解决问题的能力,也可以把其描述为感知或推断信息的能力,可作为知识保留下来,以在环境或情境中应用于适应性行为[39]。除了生物智能(人或动植物的智能)外,在计算机或其他机器中的智能被称为人工智能[40]。有研究者认为BCI技术可以架起生物智能与人工智能的桥梁,然而尚没有给出如何实现的具体方案。BCI自身的智能包括哪些方面以及其智能水平如何?

  通常,BCI技术涉及BCI范式与神经编码及解码,其中BCI范式是研发者事先精心设计的一组外部刺激或心理活动,BCI只能以一定精度解码BCI范式指定的用户意图[41],目前智能程度较低。然而,一些BCI研发者、一些BCI产业转化者/制造商和一些媒体,认为BCI具有较高的智能,炒作BCI“智能”或“智能”BCI术语。这种宣传与实际情况不符,可能会误导公众对BCI的智能有较高的期望。应认识到BCI智能方面存在的局限性,包括理论不足、技术限制、应用领域限制和跨学科挑战,在目前阶段不宜夸大BCI“智能”或“智能”BCI。为提高BCI技术的智能水平,一种可选的途径是把先进的AI技术与BCI系统相结合。

  一些BCI研发者、一些BCI产业转化者/制造商和一些媒体在报道基于BCI的脑控技术时,采用BCI“意念控制”术语,这会暗示一些公众:用户可以仅凭自由意识或意志控制复杂的外部设备。虽然BCI能够以一定的精度和速度将用户特定的脑活动转换为控制信号,但这种控制通常相当有限,用户需要一定量的训练和适应[36, 42],并遵循事先设计的BCI范式[41],否则“意念控制”将失效。一些媒体报道的BCI“思维控制”外部设备或计算机,均是由BCI范式指定的心理活动或外部刺激驱动的[41]。

  BCI“意念控制”可能夸大了脑控技术,会误导一些公众把其与折弯铁匙、隔空移物的“念力”等超心理学现象[43]关联起来。为了避免误导公众对基于BCI的脑控技术有过高的期望,建议不使用BCI“意念控制”或“思维控制”这样的术语,并提醒公众脑控技术的局限性。

  一些BCI研发者、一些BCI产业转化者/制造商和一些媒体在报道基于BCI的神经刺激和神经反馈技术时,采用BCI“控脑”术语,宣传BCI具有“控脑”功能,控制动物按照人的意图行走等,科学家正在研发基于BCI的“控脑”技术。这种术语和宣传会引起一些公众担忧和误。


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