不植电极也能实现脑机接口，光遗传学家麦森伯克：用光敏控制

前不久，“科学狂人”埃隆·马斯克带着三只小猪“秀”脑机接口的场景震撼了不少科技爱好者的心。“意念传输”、“心灵感应”……脑机接口再次成为科技热词。

什么是脑机接口？脑机接口又该如何实现？10月31日，在第三届世界顶尖科学家论坛科学前沿话题讲堂中，光遗传学创始人之一、牛津大学教授吉罗·麦森伯克（Gero Miesenboeck）介绍了利用光敏控制实现大脑接口的思路。

因证明了神经活动和动物行为的光遗传学控制，以及证明光遗传学用于神经生物学研究的发现，吉罗·麦森伯克获得2019年沃伦•阿尔珀特奖。

脑机接口（brain-computer interface，BCI）指的是将大脑以某种形式与外部设备连接，实现脑电波信号与相关指令信号间的转换。其概念在20世纪70年代被提出。脑机接口主要分为侵入式和非侵入式两种形式。侵入式的脑机接口系统需要通过手术在脑部植入芯片和电极。

吉罗·麦森伯克以汤姆·沃尔夫出版的小说《我是夏洛特·西蒙斯》为切入点，引出了自己关于首次使用不同类型脑机接口的论文研究。

与沃尔夫在小说中通过无线电控制植入动物的大脑对其行为进行操控不同，麦森伯克提出“光敏控制”——将光接收器以基因形式从眼睛移植到大脑深处的神经元，通过光照能够控制这些神经元并最终改变被试行为。

寻找并了解神经元的运作逻辑是光敏控制的重要作用。“光敏控制克服了过去运用电极刺激被试一个部位的缺点，这种通过脑电刺激被试大脑的方法具有高度并行性，对特定的神经元有内在的选择性并尊重大脑的功能蓝图。”

对于吉罗·麦森伯克而言，医学或社会问题不是他的研究初衷。“光遗传学是一种发现工具，是一个让神经科学能够成为功能重建的成功传统功能的实验性策略。”功能重建是吉罗·麦森伯克研究光遗传学的初衷。

吉罗·麦森伯克通过针对于睡眠的案例，详细地解释了关于功能重建的概念。

光遗传学引领科学家找到了促进和抑制睡眠的神经元，这些神经元对来自线粒体的信号做出反应。这表明了睡眠和能量代谢氧化应激及其过程，例如衰老或退行性疾病都是有紧密联系的。

为了更好地对这种现象进行解释，吉罗·麦森伯克以图例的方式详细介绍了其中的运作原理。他表示，比起任何对光遗传学可能直接应用于人类的猜测，光敏控制具有更加直接的实用价值。科学家可以通过光敏控制找到重要的神经元了解它们是如何运作的，并通过虽然传统但是更新的、更有力的、更有选择性的方法来运用它们。