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  科学与社会  2024, Vol. 14 Issue (3): 41-56  
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引用本文 

李超, 缪航, 王振宇. 脑机接口技术重点领域应用及其社会影响[J]. 科学与社会, 2024, 14(3): 41-56.
LI Chao, MIAO Hang, WANG Zhen-yu. Applications and Social Impacts of Brain-Computer Interface[J]. Science and Society, 2024, 14(3): 41-56. DOI: 10.19524/j.cnki.10-1009/g3.2024.03.041.

作者简介

李超,首都医科大学附属北京天坛医院国家神经疾病医学中心中级经济师。研究方向为科研管理与成果转化,神经系统疾病诊疗发展战略;
缪航,中国科学院学部工作局院士服务与管理处副处长。研究方向为科学社会学与科技创新;
王振宇,中国科学院科技战略咨询研究院学部综合研究支撑中心执行副主任。研究方向为科技发展战略,科研方法论,中医数智化

通信作者

王振宇,邮箱地址:wangzhenyu@casisd.cn

项目资助

中国科学院学部咨询项目“脑机接口关键科学问题、关键核心技术及其布局研究”(2023-ZW07-A-026)。

脑机接口技术重点领域应用及其社会影响
李超1, 缪航2, 王振宇3     
1. 首都医科大学附属北京天坛医院国家神经疾病医学中心;
2. 中国科学院学部工作局;
3. 中国科学院科技战略咨询研究院
摘要: 近年来,脑机接口技术进展迅速,已经成为当今科技的前沿热点、商业投资的热点和社会关注的焦点。本文系统梳理脑机接口技术在医疗健康、军事及航天、教育、娱乐与艺术等领域的应用,分析该技术可能带来的社会效益,并对其在身心安全、技术不确定性与滥用、民众认知与社会心态等方面潜在的负面影响进行综合研判,提出应对建议。
关键词: 脑机接口    重要应用    社会影响    
中图分类号: R318           文献标识码: A
DOI: 10.19524/j.cnki.10-1009/g3.2024.03.041

近年来,“脑机接口技术”(brain-computer interface,BCI)进展迅速,无论是侵入式的技术路线,还是接触式的研究进路,都已经成为当今科技的前沿热点、商业投资的热点和社会关注的焦点,引发了学术界与社会舆论大范围、多层次的持续关注。

梳理脑机接口技术在重点领域的应用,研究和认识其社会影响,不仅有助于深入了解脑机接口技术的总体效应,而且能够预测潜在风险,指导科研布局与政策制定,推动技术健康可持续发展,促进社会和谐稳定。本文系统梳理脑机接口技术在医疗健康、军事及航天、教育、娱乐与艺术等领域的应用,分析该技术的相关应用可能带来的社会效益;参照PEST分析模型并结合部分应用案例,从政治、经济、社会和技术等几个方面对脑机接口的负面影响进行综合研判,对其在身心安全、技术不确定性与滥用、民众认知与社会心态等方面潜在的负面影响进行深入分析,并提出了应对的建议,以期能对后续治理策略与应对举措提供有益参考。

一、脑机接口技术重点领域应用及社会效益

当前,脑机接口技术仍处于开发和应用的早期阶段,现阶段实际应用规模仍十分有限,主要集中在医疗健康、军事及航天、教育、娱乐与艺术等重点领域,但脑机接口技术已经在一系列实例中提供了切实价值,具有广泛的应用前景,表现出了较强的潜在社会效益。

1. 医疗健康领域

医疗健康领域是脑机接口技术应用的最主要领域,其社会效益主要体现在治疗神经系统疾病与损伤,改善患者生活质量;促进神经科学研究,深化脑科学认知,促进脑科学、信息科学、材料科学、生物科学、医学工程和临床医学等多个学科交叉融合等方面。随着脑机接口技术的商业化应用不断推进,也将带动传感器制造、芯片设计、软件开发等相关产业的快速发展。

(1)应用于精神状态识别和监测

脑机接口通过直接实时测量大脑产生的电信号,综合分析多个脑区的电信号变化,可以全面评估个体的精神状态。较之传统心理测量方法,该技术对于精神状态的识别和监测更加客观、准确和及时。其具体应用包括:

癫痫监测与治疗:难以预测的癫痫发作严重影响着癫痫患者的生活质量。脑机接口技术能够识别出癫痫发作前的异常脑电模式,在实时监测患者脑电活动时一旦检测到这些模式,系统可以立即发出预警,甚至通过电刺激等手段进行干预,从而有效减少癫痫发作的频率和严重程度[1]。这种技术的应用能够有效提高癫痫患者生活质量,减轻医疗系统负担。

意识障碍评估:对于因严重脑损伤而陷入昏迷或植物人状态的患者,传统的评估方法往往难以准确判断其意识水平。脑机接口技术通过采集并分析患者的脑电信号,可以识别出微弱的意识活动迹象,如疼痛感知、情感反应等。这些发现有助于医生更准确地评估患者的意识状态,为其制定个性化的康复计划。

睡眠质量监测:睡眠质量直接影响人的健康和生活质量。脑机接口技术通过监测睡眠过程中的脑电、眼电和肌电等生理信号,可以全面评估睡眠质量,自动分析睡眠的各个阶段(如浅睡、深睡等),并给出睡眠质量报告。这对于治疗睡眠障碍、改善睡眠质量具有重要意义。

神经退行性疾病监测:阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的早期诊断对于治疗至关重要。脑机接口技术通过监测患者大脑活动的变化,可以识别出与这些疾病相关的早期脑电信号异常,有助于医生在疾病早期进行干预,延缓病情进展。例如,一些研究正在探索使用脑机接口技术来监测阿尔茨海默病患者大脑中的β淀粉样蛋白沉积情况,以作为疾病诊断的依据。

疼痛管理:对于无法用语言表达疼痛的患者(如重度烧伤患者、昏迷患者等),脑机接口技术提供了一种新的疼痛评估手段。通过监测患者的脑电信号变化,识别出与疼痛相关的神经活动模式,帮助医生更准确地了解患者的疼痛程度,并为其制定合适的疼痛管理方案。

(2)应用于信息的交流和控制

脑机接口可以使大脑发出的信号绕过传统的外周神经和肌肉系统,直接传递给外部设备,从而在人脑与计算机或其他电子设备之间建立了直接的交流和控制通道。这种连接方式极大地扩展了人类与外界交互的能力,使得信息的传递更加直接和高效。其具体应用包括:

辅助沟通系统:对于因神经性疾病(如肌萎缩侧索硬化症、闭锁综合征等)而失去言语和肢体运动能力的患者,脑机接口技术提供了一种新的沟通方式。通过监测患者的脑电信号,系统可以解码患者的意图,并将其转化为语音、文字或电子信号,从而实现与外界的交流。这种辅助沟通系统极大地改善了患者的生活质量,使他们能够重新参与社交活动,表达自己的需求和情感。比如,2024年8月14日Brain Gate公司宣布,加州大学戴维斯分校(University of California,Davis)健康中心开发的新型脑机接口帮助一名因肌萎缩侧索硬化症而严重言语受损的男性以高达97%的准确率将他想要表达的大脑信号转换为语音。2024年8月21日,埃隆·马斯克(Elon Reeve Musk)的脑机接口公司Neuralink,宣布第二名植入脑机芯片的瘫痪患者状态良好,已经实现通过独立思考使用数字设备,目前不仅能玩电子游戏,还开始学习如何使用计算机辅助设计软件设计三维物体模型。

认知功能康复:通过监测和分析患者的脑电信号,系统可以评估患者注意力、记忆力和执行功能等认知功能的状态,之后根据评估结果制定个性化的康复计划,并通过脑机接口提供认知训练干预[2]。这种康复方法有助于改善患者的认知功能,提高其生活质量。

神经调控治疗:脑机接口技术可以通过向大脑发送电信号或磁场,调节异常的神经活动,治疗抑郁症等神经性疾病,实现更精准、个性化的治疗效果。比如,零唯一思公司自主研发的7台多模态抑郁症评估原型机和零唯数据采集系统已在3家三甲医院精神科完成部署,实现4500余人次的患者抑郁状态评估与健康受试者的多模态数据采集,有望引领神经调控治疗的落地应用。

(3)应用于感知和运动能力的康复和重建

脑机接口技术可以直接捕捉和分析大脑活动产生的神经信号,从而绕过受损的神经通路,直接实现大脑与外部辅助设备之间的通讯和控制。这提供了一种通过直接控制外部设备来恢复或重建感知和运动能力的全新途径。其具体的应用包括:

卒中后肢体功能康复:通过监测患者的脑电信号,识别出患者尝试进行特定肢体动作时的神经活动模式,之后将这些信号转化为控制信号,驱动外部设备(如机器人手臂)或患者瘫痪肢体进行相应的动作。这种反馈式训练有助于重塑大脑的运动控制网络,促进神经可塑性和功能恢复[3-4]

脊髓损伤后的行走能力重建:脊髓损伤常常导致患者下肢瘫痪,严重影响其生活质量。脑机接口技术结合外骨骼机器人等设备,可以为脊髓损伤患者提供行走能力。患者通过想象自己行走的动作,产生相应的脑电信号。这些信号被捕捉并解析后,用于控制外骨骼机器人模拟行走动作。随着训练的深入,患者的大脑会逐渐适应这种新的控制方式,并在一定程度上恢复行走能力。

视觉康复与增强:对于因疾病或损伤而失去视力或视力受损的患者,脑机接口技术可以提供视觉康复或增强的可能性。例如,通过植入视觉假体(如视网膜植入物或视觉皮层刺激器),患者可以直接通过电信号接收视觉信息。这些信号模拟了自然视觉过程中的神经信号,使患者能够“看到”周围的世界。

触觉和感觉反馈恢复:脑机接口技术可以通过外部设备提供触觉和感觉刺激,帮助患者重新建立对身体的感知和控制。例如,在假肢控制中,通过模拟触觉反馈(如压力、温度等),患者可以更自然地感知和操作假肢。这种反馈机制有助于增强患者的沉浸感和控制感,提高康复效果。

2. 军事领域

鉴于脑机接口技术能够提供更加直观和高效的人机交互方式,从而提升操作的精确性和响应速度,其在军事领域的应用,一直受到各方高度关注。早在2020年,兰德公司全球风险与安全中心(The RAND Center for Global Risk and Security)就发布了《脑机接口:美国军事应用和意义的初步评估》(Brain-Computer Interfaces: U.S. Tactical Military Applications and Implications)[5]报告。综合各方面信息,脑机接口在军事领域的主要应用包括:通过直接联通军事人员大脑来增强其认知和身体能力;协助指挥官实时监测和掌握作战人员的心理状态,预防战场上突发心绪失控等心理问题;借助脑机接口技术更好地进行秘密通信,提高战斗集体意识;提高单兵作战能力,将神经系统直接与计算机连接可以更好地控制无人机、机器人等战斗装备;为军事领域提供医疗支持等。总体而言,作为一类逐步迈向实际应用的人类增强技术,其对军事人员的高效支撑作用越来越受到相关方面的持续高度重视。但与此同时,如何避免相应技术工具反向侵犯人的自主意识,避免军事人员被随意操控出现技术滥用的可能,也正在生发出越来越多的讨论。

飞行器控制:飞行员或航天员可以通过脑机接口技术直接控制飞行器,提高操作的精确性和反应速度。美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)曾资助了一项允许士兵通过思维控制远程机器人或无人机的技术。随着技术的成熟,飞行员可能仅通过意念就完成复杂的飞行任务,如导航、武器瞄准和发射等。

战场信息处理与决策支持:在军事作战中,信息处理和决策速度往往决定了胜负。脑机接口技术可以实时监测士兵的大脑活动,分析其注意力、情绪状态和决策能力,从而为指挥系统提供实时的反馈和建议。该技术还可以与增强现实或虚拟现实技术结合,为士兵提供更加直观、全面的战场态势感知能力,帮助其快速做出正确的决策[6-8]

士兵体能与心理增强:通过刺激特定的脑区,脑机接口技术可以增强士兵的耐力、反应速度和注意力等生理指标,还可以用于心理治疗,帮助士兵缓解压力、改善情绪和提高睡眠质量,全面提升士兵的体能和心理状态[9]。能否通过输入特定神经信号直接操控士兵执行复杂任务或是应对紧急情况,目前来看虽有理论上的发展可能,却也面临着不可逾越的道德鸿沟,即便技术上可行,其实际应用仍需经过慎重考虑和严格监管。

非言语通信:在特殊作战环境中,如水下、电磁屏蔽区域或高噪音环境中,传统的无线电通信可能受到干扰或限制。脑机接口技术可提供一种非言语的通信方式,允许士兵通过思维直接传递信息。这可以显著提高通信的隐蔽性和安全性,对于执行秘密或敏感任务的部队尤为重要[5]

脑机接口在军事领域应用的主要社会效益是提升军事作战能力,同时在一定程度上促进民用领域的技术创新与产业升级。应该引起足够关注的是,脑机接口技术在该领域的应用场景具有典型的两用性特征,比如,脑机接口技术也可用于其他特定人群,如航天员,该技术可实时检测其生理指标和心理状态,从而及时发现潜在的健康问题并采取相应的干预措施[10]。对技术发展的积极推动与适切约束,就其所产生的社会效益而言同样深远。

3. 教育领域

脑机接口技术已在教育领域展现出很大的应用潜力。

注意力训练与提升:注意力是学习过程中的关键因素。脑机接口技术通过监测学生的脑电信号,客观评估其注意力水平,从而提供个性化的注意力训练方案。特别是在学生注意力分散时,脑机接口技术可以给予反馈干预,引导其重新集中注意力,帮助其提高自我调控注意力的能力,从而提升学习效率和成绩[11]

认知能力评估与干预:了解学生的认知能力(如记忆力、思维能力、创新能力等)对于制定教学计划至关重要。脑机接口技术通过特定的认知任务监测学生的脑电活动,客观评估其认知能力水平,并根据评估结果提供个性化的认知训练或干预措施。例如,对于记忆力较弱的学生,可以提供针对性的记忆训练游戏[12]

自适应学习系统:脑机接口技术可以与智能学习系统结合,通过监测学生的脑电信号和学习行为,动态调整教学进度、内容和难度,以匹配学生的个人学习需求和能力水平。理论上,这种自适应学习系统可以根据学生的实时反馈进行持续优化,从而提高教学质量和学生的学习效果。

沉浸式学习体验:脑机接口技术与虚拟现实或增强现实技术结合,可为学生提供更加沉浸式的学习体验。通过实时监测学生的脑电信号,系统可以感知学生的情感反应和学习状态,并据此调整VR/AR环境中的学习内容、难度和呈现方式,以实现最佳的学习效果。

特殊教育支持:对于有特殊教育需求的学生(如自闭症、多动症等),脑机接口技术提供了一种新的支持和干预手段。通过监测学生的脑电信号和生理反应,可以更早地识别他们的情绪变化和行为模式,从而提供更加及时和有效的支持。例如,对于自闭症学生,系统可以通过监测其社交互动中的脑电信号变化,提供针对性的社交技能训练和情绪管理指导。

总体而言,脑机接口技术在教育领域的应用,不仅能显著提升教学质量和学习效率,还能为个性化教育和特殊教育提供强有力的支持,有望产生显著的社会效益。应该指出的是,这种应用需要始终以促进学生的全面发展为目标,以确保不侵犯学生的基本权利为前提。在利用脑机接口技术监测学生的学习状态时,务必尊重学生隐私,确保知情同意;在提供个性化的学习建议和支持时,避免过度干预学生的选择,维护学生的自主选择权;在利用相关信息进行认知能力评估时,更要避免出现标签化的歧视行为,包容性地支持学生发展,从而使得脑机接口技术能够更加有效地促进教育公平,提升教育效能。

4. 娱乐与艺术领域

脑机接口技术能够捕捉并分析大脑活动,识别个体的情感状态和意图,这种技术特性提供的更加个性化和沉浸式的体验,在娱乐与艺术领域具有广泛的应用潜力。

游戏交互:脑机接口技术正逐渐融入游戏领域,为玩家提供全新的交互方式。例如,NeuroSky等公司已经推出了基于脑电波的游戏控制器,玩家可以通过思维控制游戏中的角色或进行游戏操作。这种非传统的交互方式不仅增加了游戏的趣味性和挑战性,还促进了大脑的认知训练。未来,随着技术的进一步发展,玩家甚至可以通过脑机接口技术直接“进入”游戏世界,实现更高级别的沉浸感。

音乐创作与演奏:在音乐领域,脑机接口技术为作曲家和演奏家提供了全新的创作和表演工具。例如,一些研究人员正在开发能够捕捉演奏者脑电信号并转化为音乐音符的系统。这样,演奏者就可以通过思维直接“演奏”乐器,无需实际触碰物理乐器。此外,脑机接口技术还可以帮助作曲家根据大脑的情感状态和创意灵感自动生成音乐作品,实现更加个性化和情感化的创作。

艺术表演与沉浸式体验:在艺术表演领域,脑机接口技术可以与其他多媒体技术结合,创造出更加沉浸式的表演体验。例如,一些艺术家利用脑机接口技术捕捉观众的脑电信号,并根据信号的变化调整表演内容、灯光和音效等,实现与观众的实时互动和情感共鸣。这种技术还可以用于创建虚拟艺术展览和沉浸式艺术装置,让观众在参观过程中通过思维与艺术作品进行互动和交流[13]

情感识别与互动娱乐:脑机接口技术还可以用于情感识别和互动娱乐领域。例如,一些系统可以通过监测用户的脑电信号来识别其情感状态(如快乐、悲伤、惊讶等),并根据情感状态调整娱乐内容的呈现方式或提供个性化的推荐。这种技术还可以用于开发情感交互游戏和虚拟现实体验,让玩家在游戏中体验到更加真实的情感互动和社交体验。

创意激发与认知辅助:在创意产业和艺术创作过程中,脑机接口技术也可以发挥重要作用。例如,一些系统可以监测艺术家在创作过程中的脑电活动,分析其创意思维过程,并提供认知辅助和建议。这种技术可以帮助艺术家克服创作瓶颈、拓展创意空间,并提升作品的创新性和艺术性。此外,脑机接口技术还可以与人工智能技术结合,为艺术家提供智能化的创意生成和编辑工具。

脑机接口技术应用于娱乐与艺术领域能够带来以下社会效益:一是支持用户直接通过思维参与艺术创作、控制游戏角色或调整虚拟环境,能够极大地提升用户的参与度和满意度;二是提供了全新的社交互动方式,能够根据观众的情感状态动态调整艺术作品,使观众获得更加深刻的艺术体验和情感共鸣;三是促进娱乐与艺术产业的创新与发展,创造更加新颖、独特的娱乐和艺术形式,满足日益增长的精神需求;四是增进文化传播与交流,不同地域、不同文化背景的人们通过脑机接口技术可以共同欣赏、讨论和创作艺术作品,促进文化的多样性和包容性。

二、脑机接口技术的潜在社会风险

如前所述,脑机接口技术在健康、军事、教育、艺术、娱乐等多个领域展现出了巨大的应用潜力和可能的社会效益,但同时也可能带来不可忽视的社会负面影响。在这一方面,国内外很多学者已经从哲学[14]、伦理[15-16]、法律[17]层面开展了研究,提出了很多较为深远的风险和挑战,主要集中在人的自然性问题[18]、自由意志[19]、人机关系[20]、赋能人类、社会公平等[21-22]。这些研究都给了我们很多深刻的启示,也提示了很多需要提前布局的研究领域和内容。但事实上,脑机接口技术尚处于开发和应用的早期阶段,应用范围和规模还很有限,尚未产生实际的负面影响。同时,由于无法获得大量实际的应用信息和数据,目前也很难基于一些通用的评估框架对其进行系统评估。

鉴于此,本文参照PEST分析模型[23]并结合部分应用案例,从政治、经济、社会和技术等几个方面对脑机接口的负面影响进行综合研判。在政治因素方面,脑机接口技术尚未对政府政策、法律法规、政治稳定性等方面产生负面影响,但其可能造成的隐私泄露以及被控制、被监控的风险已经受到了广泛关注。在‌经济因素方面,脑机接口技术带来的可能的负面影响主要是,少数领先企业通过技术垄断来控制市场从而获取超额利润,同时也可能对部分就业市场造成一定的压力,但目前这些影响都尚未产生。在社会因素方面,脑机接口技术尚未对人口结构、文化价值观、生活方式、教育水平等方面产生负面影响,但由于其技术的复杂性,民众的认知可能会被误导,从而产生不良的情绪及社会心态。‌在技术因素方面,脑机接口技术的发展具有很强的不确定性,也存在着被滥用的可能。与此同时,公众最为担心的是该技术应用对自身身体造成伤害。综合上述分析,笔者认为,在现阶段该技术主要在身心安全、技术不确定性与滥用、民众认知以及社会心态等三个方面存在潜在的社会负面影响。

1. 身心安全

脑机接口技术在人类身体和精神安全方面存在的风险是其最主要和最现实的负面影响。

(1)身体伤害

侵入性脑机接口技术需要通过神经外科手术将电极等信号记录装置植入大脑。从短期看,这一过程存在着手术风险(手术过程中可能出现出血、组织损伤等情况,甚至危及生命)、感染风险(导致严重的并发症,如颅内感染);从长期看,还存在炎症风险(植入物可能引发脑组织的炎症反应)、脑损伤风险(长期的电极植入对脑组织造成损伤)、骨骼异常风险(在某些情况下植入物周围可能出现骨骼异常生长)、设备生理排斥风险、电磁辐射风险(植入物可能产生电磁辐射对人体健康产生潜在影响)、电子器件伤害风险(如电子器件封装出现问题、电极松动等)等。非侵入式脑机接口技术通常使用放置在头皮上的电极或传感器来采集脑电信号,风险相对较低,但也可能存在皮肤过敏、佩戴造成不适等风险。

从现实看,脑机接口带来的身体伤害风险确实存在。2024年5月8日,脑机接口公司Neuralink宣布,其在1月实施的人类第一例受试病患的脑机接口设备发生了诸多机械故障,目前其植入芯片中仅有约15%的电极丝还能继续正常工作,其余85%都出现了移位,许多无法接收到信号的线程已被关闭。Neuralink公司计划如无法修复损坏的设备,将尝试把整个晶片从患者的大脑中移除。

(2)心理影响

脑机接口技术在心理方面的负面影响主要集中在两个方面。一是隐私泄露风险,脑机接口技术涉及对于个人大脑信号的采集和处理,这些信息具有高度私密性,如果这些信息被泄露或被未经授权的第三方获取,可能导致个人的隐私受到侵犯,进而引发安全感缺失和严重的信任危机。二是被操纵与被监控风险,公众担心脑机接口技术被用于操纵个人的思想或监控个体的行为。尽管目前尚无确凿证据表明脑机接口技术能够直接操控人类思想,但这种担忧仍然可能给公众的心理造成负面影响。

2. 技术不确定性与滥用

(1)技术不确定性

目前脑机接口技术存在很大的技术不确定性,比如在信号采集与处理、电极与传感器技术、算法与机器学习、系统集成与反馈控制等方面还有诸多技术挑战。在基础研究方面,对于大脑网络结构与功能、神经可塑性等问题也亟待研究。这种不确定性可能导致投资波动、就业市场变化等,进而增加了社会运行的复杂性和风险,造成负面的社会影响。

(2)技术滥用

随着脑机接口技术的不断发展,其商业应用和衍生产品将会层出不穷。出于各种商业、政治甚至战争目的,脑机接口技术存在很大地被过度使用、不合理使用,甚至是恶意使用的风险。可以设想,如果脑机接口技术被用于不正当目的,比如操纵或控制他人的思想或行为,将对社会稳定和秩序造成巨大冲击。

3. 民众认知与社会心态

(1)民众认知被舆论误导

脑机接口技术涉及神经科学、计算机科学、生物医学工程等多个学科领域,其技术原理和实现过程相对复杂。普通公众由于缺乏相关专业知识,难以准确理解脑机接口技术的原理、发展阶段和实际应用情况,相关认知基本源自于媒体的报道和引导。而在面对各种报道和宣传时,民众往往难辨真伪,容易被误导。

媒体在报道脑机接口技术时,为了吸引眼球,往往只突出其新颖、前沿的一面,而忽视了技术的复杂性和局限性,有时会夸大其技术效果和潜在应用误导民众。例如,有的媒体可能会宣传脑机接口已经实现了广泛的商业化应用,甚至能够直接“读心”和“控脑”等。为了吸引投资者或消费者,脑机接口技术的研发者和制造商也可能会夸大技术和产品的适用范围、使用效果等,误导民众认知。除了上述因素外,脑机接口技术的发展还伴随着伦理和法律问题的争议,关于隐私保护、数据安全、责任归属等问题均尚无明确的法律规范和伦理准则。这些模糊性也使得民众对脑机接口技术的认知存在很大的不确定性,容易受到误导性信息的影响。

目前,民众对于脑机接口技术的不客观认知主要集中在四个方面。一是对技术原理的误解,比如对于“读心术”的误解,对于“意念控制”的夸大等。二是对技术应用范围和功效的过度期望,比如部分民众认为脑机接口已经或即将在日常生活中广泛应用,如通过意念控制家用电器等,然而实际上脑机接口尚未实现大规模商业化应用。三是对技术发展的误判,认为脑机接口技术的发展速度会非常快,很快就能实现科幻电影中的场景,实际上脑机接口技术的发展受到诸多因素的制约,如技术难度、资金投入、伦理法规等,其发展并非一蹴而就。四是对技术安全性和伦理风险的忽视或过度担忧。部分民众可能对技术安全性和伦理风险认识不足,忽视了潜在隐患,过于急切地参与对技术应用的推动;另一部分民众又可能过度担心其安全性和对人类的威胁,从而产生恐慌和畏惧情绪。

(2)社会心态加剧分化

社会心态是一定时期内存在于社会中的认知、情绪、价值观与行为倾向的总和。当民众对脑机接口技术的认知被误导,如果加之某些恶意行为者暗中操纵舆论,将可能引发群体怨恨、焦虑悲观等不良的社会心态,进而影响着每个社会成员的社会价值取向和行为方式,形成负面的社会影响。

比如,如果恶意引导民众认为,脑机接口技术只能被少数富人获得和使用,并且这些“使用者”将在收入和社会地位上获得更大的优势,而没有获得和使用脑机接口技术的普通人无论付出多少的勤奋和努力也无法达到与“使用者”相同的高度,就将使很多人失去前进的信心和奋斗的动力,使社会上产生焦虑悲观的心态,进而认为人与人之间的社会不公正正在加剧,甚至人类正在分化,产生群体怨恨的社会心态,影响个人、社会、国家的发展进步。

三、应对与思考

在技术创新进入社会的过程中,技术影响和社会控制往往面对着“科林格里奇困境”(Collingridge's Dilemma),即在技术发展的早期阶段,当技术仍然比较灵活,可以较容易地进行调整和改变时,其对社会产生的长期影响通常是未知的或者难以预见的。然而,一旦技术成熟并被广泛采用,其对社会的影响开始变得明显,这时即使发现了负面效果,技术也已经成为社会结构的一部分,对其进行改变或控制就会变得非常困难、昂贵且耗时。如何应对脑机接口技术的“科林格里奇困境”,是科技管理部门和产业应用领域需要直面的问题。

为了应对这一难题,我国在加强前瞻研判、强化伦理指导和监管、提高公众的理性认知等各方面都已经开始付诸行动。比如2023年12月,科学技术部发布《脑机接口研究伦理指引》,明确了脑机接口研究的六项基本原则,以确保该技术的健康、有序发展。同时,科研人员也被鼓励参与科普活动,帮助民众正确理解脑机接口技术的目的和意义,避免误导。

通过合理的规划与治理,我们希望可以最大限度地发挥脑机接口技术的应用效益,同时规避潜在的社会风险,实现技术与社会的和谐共生。基于前文对脑机接口技术重点领域及其社会影响的分析,我们对其当下和未来发展提出了一些建议。

1. 关注脑机接口技术与相关技术领域的耦合关系

脑机接口技术正处于学科发展的前沿,同时也是多技术领域交叉发展的关键节点,其与人工智能技术、虚拟现实/增强现实技术、信息安全技术、量子计算技术等存在紧密的耦合关系。这种多技术领域的耦合不仅能促进其自身的发展,极大提升其应用效能,同时也可能对现有行业生态产生重大影响,甚至引发深刻的社会变革[24]。我们必须高度重视脑机接口技术与其他前沿技术之间的耦合效应,不仅关注技术层面的深度融合,更要研判可能对未来社会结构和生活方式产生深远影响的关键因素,积极应对可能出现的各种挑战,更好地把握技术耦合创新的社会方向。

2. 推动技术治理对话和多边协作参与

受限于有限理性与信息不完备,不同社会群体会产生不同的价值判断,在对待脑机接口的社会治理问题上,应当积极鼓励神经科学家、工程师、伦理学家、法律专家、社会学家等多学科背景的专业人士共同参与讨论,从不同角度审视脑机接口技术的应用前景及其潜在的社会影响,推动社会诉求从一开始就嵌入技术发展轨道,形成共识并指导实践。通过积极鼓励跨领域对话、构建多方协作网络,推动形成对技术发展和社会控制的更加全面的认识,让技术发展符合其自身演进规律、多元价值观和社会利益的最大公约数,以此来保障脑机接口技术不仅在技术层面上取得突破,而且能够在社会层面获得广泛的接受和支持。

3. 积极开展建构性技术评估

开展评估是识别风险、量化影响、指导政策制定的重要手段。为了更好地利用脑机接口技术,防止其对社会产生可能的负面影响,应构建对其的风险评估体系,积极开展持续的全过程、多元化、介入式的建构性技术评估,不仅要对技术后果进行评估,更要关注技术发展的实际过程,使利益相关者参与到技术的社会建构过程中。与此同时,要重视建立健全的伦理审查机制,不断深化伦理治理成效,确保脑机接口技术在研发、试验及商业化过程中遵循伦理规范,维护个体尊严,保障公众利益与权益。以前瞻性的安排布局适应技术的快速迭代,为脑机接口技术的健康发展提供必要的制度保障。

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Applications and Social Impacts of Brain-Computer Interface
LI Chao1, MIAO Hang2, WANG Zhen-yu3     
1. National Center for Neurological Disorders, Beijing Tiantan Hospital, Capital Medical University;
2. Bureau of Academic Divisions, the Chinese Academy of Sciences;
3. Institutes of Science and Development, the Chinese Academy of Sciences
Abstract: In recent years, brain-computer interface (BCI) technology has been progressing rapidly and has become a hotspot at the forefront of today's science and technology, a hotspot for commercial investment and a focus of social attention. This paper scans the applications of BCI in the fields of healthcare, military and aerospace, education, entertainment and art, analyzes the possible social benefits brought by this technology, and examines its potential negative effects on physical and mental safety, technological uncertainty and abuse, public cognition and social mentality etc. Finally, relevant suggestions are put forward.
Keywords: brain-computer interface    key applications    social impacts    

作者简介:李超,首都医科大学附属北京天坛医院国家神经疾病医学中心中级经济师。研究方向为科研管理与成果转化,神经系统疾病诊疗发展战略;
缪航,中国科学院学部工作局院士服务与管理处副处长。研究方向为科学社会学与科技创新;
王振宇,中国科学院科技战略咨询研究院学部综合研究支撑中心执行副主任。研究方向为科技发展战略,科研方法论,中医数智化。
通信作者:王振宇,邮箱地址:wangzhenyu@casisd.cn
项目资助:中国科学院学部咨询项目“脑机接口关键科学问题、关键核心技术及其布局研究”(2023-ZW07-A-026)。