美国将对华禁运“脑机接口”技术

2023年02月21日

2月21日消息，据美国媒体报道，美国商务部将继续强化对中国高科技产业制裁，继去年10月出台限制中国获取人工智能和超算等相关技术所需的芯片技术后，目前正在考虑在脑机接口（BCI）技术领域对中国进行技术禁运。

报道称，美国商务部工业与安全局（BIS）本周将举行两天会议，与脑科学行业的相关专家学者讨论新兴的脑机接口技术，为可能将制定的出口管制措施征询专业意见。

美国商务部负责出口管理的副助理部长马修·波尔曼（Matthew Borman）2月17日在会议上说：“我们必须能够准确地限制那些可能对其进行滥用的国家和地区获取它们（此类技术），但这样做的方式不能削弱我们自己的创新、研究和技术领导力。”

2018年签署成为法律的《出口管制改革法案》（ECRA）要求美国政府列入对国家安全有重要影响的“新兴和基础技术”，并责成商务部工业与安全局（BIS）对包括中国在内的受关注国家和地区制定有关这些技术的出口管制规定。

脑机接口技术被认为具有潜在的“军民两用”特性，与生物技术、人工智能、先进材料等技术类别一同被列在这份敏感技术名单之上。

脑机接口技术拥有广阔市场前景

脑机接口（Brain-Computer Interface， BCI）技术：是指在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与计算机或其他电子设备之间建立的不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的一种全新通讯和控制技术。

脑机接口的分类，则通常是根据“侵入性”被分为：非侵入式（脑外）、侵入式和半侵入式。

（如上图，不同的接口类型所获得的信号强度有很大差异）

非侵入式：是指无需通过侵入大脑，只需通过附着在头皮上的穿戴设备来对大脑信息进行记录何解读。这种技术虽然避免了昂贵和危险的手术，但是由于颅骨对于大脑信号的衰减作用，以及对于神经元发出的电磁波的分散和模糊效应，使得记录到的信号强度和分辨率并不高，很难确定发出信号的脑区或者相关的单个神经元的放电。

侵入式：是指通过手术等方式直接将电极植入到大脑皮层，这样可以获得高质量的神经信号，但是却存在着较高的安全风险和成本。另外，由于异物侵入，可能会引发免疫反应和愈伤组织（疤痕组织），导致电极信号质量衰退甚至是消失。另外伤口也易出现难以愈合及炎症反应。

半侵入式：即将脑机接口植入到颅腔内，但是在大脑皮层之外。主要基于皮层脑电图（ECoG）进行信息分析。虽然其获得的信号强度及分辨率弱于侵入式，但是却优于非侵入式，同时可以进一步降低免疫反应和愈伤组织的几率

目前，脑机接口技术主要应用在医学相关领域，例如为遭受严重创伤或患有先天残障的患者制造可以凭“意念”控制的轮椅和假肢，让同时患有语言和肢体障碍的患者藉由脑机接口，将其所思所想呈现在电脑屏幕上，实现与外界交流。脑机接口技术也可被脑部或神经受创的患者用于相关的康复训练。

脑机接口技术的应用也可以被应用于教育领域，因为其可以训练孩子的专注力。游戏领域则是脑机接口技术的另一大颇具想象力的应用领域，用户直接通过大脑就能够直接畅玩电脑游戏。

而脑机接口技术在军用领域的应用，则是各国关注的焦点。

美国乔治亚理工学院副教授、技术政策专家玛格丽特‧科萨尔（Margaret Kosal）说，人脑对机器人进行直接控制的技术，极有可能被用在未来战场上，而中国的战争伦理与西方定义不同，这可能造成在脑机接口技术的军事应用上的中西方不对称。

科萨尔说：“脑机接口技术进行调整后，你可以让操作者或让一名士兵……直接操控更高的精度移动机器人。”此外，脑机接口也可以让士兵身着功能强大的“外骨骼”，“让士兵能够承受更大的负荷，而能够更长时间地移动，减少对自身体能的需求。”

脑机接口技术的隐忧

美国政府和业界人士担心，在医学和商用领域之外，脑机接口可能将会被滥用到军事领域，因此有必要对敏感国家获取此类技术施加限制。

“有一个很大的担忧是，一些国家在强迫士兵做某些事情方面可能不会有那些美国会有的顾虑。”科萨尔说：“因此，人们担心的是，这些能力是否会被强加给士兵，或者他们是否愿意接受我们不愿意接受的东西，这可能会造成这些不同能力之间的不对称。”

另外，如果将脑机接口与人工智能技术无差别融合的战略，也将引发众多伦理和道德担忧。专家担忧，脑机接口的潜在作用不仅在于用人脑控制机器，未来也可以让外部机器控制人类的情绪和认知，这样的双向能力将“重新定义”人类。

乔治城大学安全与新兴技术中心首席分析员威廉·汉纳斯（William C. Hannas）表示，脑机接口技术可以调节人类的情绪，这一技术领域被称做“情感计算”（affective computing），中国在这方面“非常活跃”，已经出现了“数百篇关于这一主题的中国学术论文”。

汉纳斯说：“尽管脑机接口技术在恢复数百万人的认知平衡，也就是心理健康方面具有巨大潜力，但其明显的危险在于出于其他目的驱动人类情绪的能力。更进一步说，在神经元水平上也存在所谓‘思想控制’的潜在能力。”

美国商务部副助理部长波尔曼提到了对滥用人工智能的担忧。他说：“人工智能有大量合法的民用商业用途。它在各种国家安全应用中也有着重要的应用，无论是武器建造、战场情报，还是在人权方面，例如用于辨识异议人士等。”

然而，颇具讽刺意味的是，美国一直在推动脑机接口技术应用于军事领域。美国国防部就资助了使用脑机接口技术来控制无人机的研究，如DARPA（美国国防部高级研究计划局）和美国陆军资助的Brain-Swarm Interaction and Control Interfaces项目。

2018年9月，DARPA就公布了一个2015年启动的项目，这个项目研发的新技术能够赋予飞行员借助思维同时操控多架飞机和无人机的能力。据防务一号网站报道，DARPA生物技术办公室的负责人Justin Sanchez称：“截至今天，大脑信号已经能够用于下达命令，并且同时操控三种类型的飞机。”

此外，脑机接口技术还有可能引发的潜在的法律和安全问题。比如，黑客可能会利用恶意软件来拦截或窃取，甚至是篡改脑信号数据；如果脑机接口将脑信号翻译为错误的语言或指令，也可能会对用户造成危害。

中国能否直线超车？

早在1970年，美国国防高级研究计划局（DARPA）开始组建团队研究脑机接口技术。1989年，美国又率先提出全国性的脑科学计划，并把20世纪最后10年命名为“脑的10年”。白宫于2013年4月提出被认为可与人类基因组计划相媲美的“脑计划” ，旨在探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图、推动神经科学研究、针对目前无法治愈的大脑疾病开发新疗法。美国政府公布“脑计划（US BRAIN Initiative）”启动资金逾1亿美元，后经调整，计划未来12年间共投入45亿美元。

相比之下，2016年中国“脑科学和类脑研究”才被列入“十三五”规划纲要。对“中国脑计划”，各领域科学家提出了“一体两翼”的布局建议：即以研究脑认知的神经原理为“主体”，研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术为“两翼”。目标是在未来15年内，在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域取得国际领先的成果。经粗略估算，我国对该领域的主要经费投入，从2010年的每年约3.48亿，增长到2013年的每年近5亿元人民币。

可以看到，美国政府层面对于脑科学研究的推动较早，并且投入相对较大。而中国则起步较晚，投入也相对较少。

从企业层面来看，根据第三方研究机构数年前通过对于相关脑机接口公司的技术、团队/合作伙伴、发展计划、产品、融资情况这五个维度，评出了世界十大最受关注脑机接口公司。其中，有7家来自美国，1家来自中国，另外3家分别来自瑞士、加拿大、奥地利。

在这10家公司当中，最为知名的技术公司则是由特斯拉创始人马斯克创立的Neuralink，其在脑电信号采集上都采用的是侵入式脑机接口的技术路线，在2020年就推出了硬币大小的Neuralink植入物和进行设备植入的手术机器人，并利用活猪展示了其全新的脑机接口技术。2021年，Neuralink又展示了猕猴利用其脑机接口技术用意念玩电脑游戏。

值得一提的是，在2021年，总部位于澳大利亚的脑机接口初创公司Synchron成功在Neuralink之前获得了FDA的许可，开始对六名严重瘫痪的美国患者进行人体试验。2022年7月，Synchron 公司在一位美国瘫痪患者中进行了脑机接口植入，帮助瘫患者完成日常任务。这也是在美国进行的首次脑机接口人体实验。

此外，成立于2001年的美国侵入式脑机接口企业BrainGate，也已获得FDA的脑机接口技术人体试验研究设备豁免。BrainGate的神经技术使用植入大脑的微电极阵列，让人类仅凭意念就能操作计算机或机械臂等外部设备。BrainGate系统已经允许脊髓损伤、脑干中风和渐冻症患者通过思考自己瘫痪的手和手臂的运动来控制电脑光标。其在2021年还首次实现了人类大脑信号与计算机之间的无线高带宽传输。

相对于侵入式脑机接口技术来说，非侵入式的脑机接口领域门槛和风险要更低一些，因此，大部分的脑机接口技术公司偏向于侵入式脑机接口技术路线。目前中国的脑机接口创业企业也主要集中于此。

北京强脑科技有限公司是BrainCo公司创始人韩璧丞于2017年回中国成立的，并在北京和深圳组建了脑机接口的研发和销售团队。这是一家基于非侵入式脑机接口技术公司，最先从教育领域切入，同时也涉足医疗及游戏领域。根据智慧芽数据，强脑科技及其子公司目前已经拥有脑机接口相关专利80余件，是国内脑机接口行业专利数量最多的公司。

整体来看，在脑机接口技术领域，美国目前是处于全球领先地位，中国则相对落后。

不过，近年来，中国也在持续加大对于“脑科学与类脑研究”领域的投入。2021年，中国科技部正式发布科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目2021年度项目申报指南的通知，涉及59个研究领域和方向，国家拨款经费预计超过31.48亿元人民币。中国脑计划整体规模有望达到百亿甚至千亿级，比肩美国2013年开始的“脑计划”。另外，要想实现更精准的脑机接口技术，就需要充分的认识人脑，而目前中国在“脑结构绘制成像”领域也已达到全球领先水平。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长、研究员陶虎2021年在《光明日报》撰文说，脑机接口技术是中国在国际科技竞争中“最有可能迎头赶上”甚至“直线超车”的领域之一。

中国人大代表、国脉科技高管陈国鹰2022年更进一步表示，中国应该将人体与网际网络相连接的网络技术“身联网”发展提升到国家科技战略层面。

美国限制或将加码

美国专家指出，由于中国在科技伦理和隐私要求方面限制较低，中国很可能在脑机接口的一些技术研究和应用方面领先各国一步，获取先发优势。但是中国脑机接口技术研发很大程度上依靠国外核心技术，特别是在系统级产品及核心器件方面。

为了限制脑机接口等前沿技术的出口，早在2018年11月，美国商务部工业安全署根据2018年国会通过《出口管制改革法案（Export Control Reform Act）》要求，出台了一份针对最新的14大类的关键技术和相关产品的出口管制框架。

而这14项技术当中就包括了“脑机接口技术”：(i) 神经控制界面；(ii) 意识-机器界面；(iii) 直接神经界面；(iv) 脑机接口。足见美国对于“脑机接口技术”的重视。

2021年10月，美国商务部工业和安全局 (BIS) 宣布计划出台新规拟将脑机接口技术纳入出口管制。

2022年9月，美国国会的下属机构政府问责局（Government Accountability Office, GAO）发布了题为《脑机接口》（Brain-Computer Interfaces）的焦点报告，介绍了脑机接口技术的原理与技术成熟度，脑机接口技术的风险、机遇与挑战，并提出了政策制定者应考虑的4个问题。其中就有指出，要限制外国利用美国出口的脑机接口技术获得相关竞争优势。

“如果美国想继续成为这一研究领域的领导者，出口管制政策将变得至关重要”，美国乔治亚理工学院的科萨尔说：“因为我们是领导者，我们需要确保我们正在推进的研究受到保护。”

和其他科技领域一样，美国政府对脑机接口技术进行出口管制的挑战在于，在截断竞争对手国家获取相关技术的同时，避免影响美国科研人员同外国的研究交流和冲击本国科技公司的商业利益。

彭博社报导说，一些从事人体植入式脑机接口技术的公司表示，相关科技仍处于研发和审批的初始阶段，军事应用遥遥无期。此外，许多公司依赖全球供应链和外国投资，许多研究人员也来自包括中国在内的许多国家。

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