嘉賓：

李雪博士，中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心 青年研究員

人機互聯(lián)-第四次工業(yè)革命｜專訪 中科院腦智卓越中心青年研究員 李雪

李雪老師課題組正在招聘博士后和科研助理，有興趣的可以與李雪老師郵件聯(lián)系。

聯(lián)系方式：xli(at)ion.ac.cn

編者按

本欄目旨在與腦科學(xué)相關(guān)的科研人員以及產(chǎn)業(yè)界人士深入交流，直擊科研和生產(chǎn)一線，幫助大家更好的了解腦科學(xué)現(xiàn)狀和未來發(fā)展動態(tài)。

時間導(dǎo)覽：

00:00-04:49? 求學(xué)和研究經(jīng)歷

04:50-10:33? 目前的研究方向以及該領(lǐng)域進展

10:34-18:14? 神經(jīng)界面與腦機接口

18:15-24:03? 脊髓與外周神經(jīng)界面研究的難點與挑戰(zhàn)

24:04-31:25? 腦機接口的發(fā)展與應(yīng)用

31:26-38:27? 實驗室的研究規(guī)劃

38:27-48:31? 求學(xué)過程中的轉(zhuǎn)折點

48:32-52:53? 推薦一部電影

答讀者問

問：

感覺這是個很“未來”的方向，想請問下李博士，覺得距離實現(xiàn)類似電影里的，只需要通過思考控制各種開關(guān)（例如普通的開燈關(guān)燈），需要多久呢～

答：

通過思考進行開關(guān)的打開和關(guān)閉對于腦機接口來說是個非常實用并且簡單的應(yīng)用場景。其實在十多年前的文獻報道中已經(jīng)有科研工作者在小鼠上實現(xiàn)了這一功能。盡管如此，實現(xiàn)這一場景的高穩(wěn)定性控制我認(rèn)為不是一個非常簡單的事情。

可以設(shè)想一下，目前人體的‘外設(shè)’主要是四肢，許多動作的實現(xiàn)是通過四肢的‘類似’運動模式去點擊特定的按鍵實現(xiàn)單一目標(biāo)功能的。然而，在大腦中神經(jīng)元的活動并不像按鍵的點擊是一個非此即彼的0/1信號，因此如何做精準(zhǔn)的穩(wěn)定的多種不同任務(wù)的分類將是一個難點。

此外，在語音控制的過程中你會發(fā)現(xiàn)，每次我們和設(shè)備交互都要說一句提示語比如：Hey Siri，Hi 小愛同學(xué)。那么在腦機接口中這個‘提示語’將會是什么形式？或者說腦機接口系統(tǒng)能否在沒有提示的情況下區(qū)分什么時候大腦需要控制特定任務(wù)的進行，什么時候不是。

總結(jié)一下，就任務(wù)本身而言很容易實現(xiàn)，但是如果想要這種任務(wù)能夠做到簡單穩(wěn)定的像按一個按鍵一樣那還需要不少工作，不過我對此很樂觀，我相信隨著腦機接口這個領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展在不久的未來我們就能夠非常接近甚至是達到這個目標(biāo)。

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主持人

大家好，我是主持人雨安，歡迎大家來到本期腦科學(xué)連線欄目，我們都聽過腦機接口，那么腦機接口能做什么？神經(jīng)界面又是什么？現(xiàn)在有哪些最新的研究進展以及應(yīng)用情況？我們的欄目之前邀請了中科院腦智中心的趙鄭拓研究員，帶我們走進了腦機接口與神經(jīng)界面這個神奇的世界（走近腦機接口和神經(jīng)界面｜專訪 中科院神經(jīng)所 趙鄭拓 研究員）。今天我們繼續(xù)來談?wù)勀X機接口的故事，聊一聊這個研究方向的科學(xué)家們是如何開展工作，未來的發(fā)展方向以及對我們生活的影響。

本期我們有幸邀請到了同樣來自中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的研究組組長，青年研究員李雪老師，她將與我們共同分享她在腦機接口科研路上的一系列故事和心得，讓我們一起探索腦機接口的神秘世界。李老師您好，非常榮幸今天能夠邀請到您進行腦科學(xué)的連線，首先請李老師來跟大家打個招呼。

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嘉賓

大家好，主持人好，很榮幸在這里分享自己的科研經(jīng)歷，非常感謝腦人言提供讓我跟大家交流的機會。

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主持人

首先我來簡單介紹一下李老師的求學(xué)和科研經(jīng)歷，李老師本科和碩士均畢業(yè)于華中科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，2016年碩士畢業(yè)后就讀于德州大學(xué)奧斯汀分校生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院與萊斯大學(xué)電子與計算機學(xué)院，并分別在兩校獲得工程碩士學(xué)位和博士學(xué)位。2020年回國擔(dān)任中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心多模式神經(jīng)界面研究組的組長。李老師的研究長期致力于通過工程的方法設(shè)計和開發(fā)神經(jīng)電極并與其他先進的成像方式相結(jié)合，從而應(yīng)用于中樞與外周神經(jīng)系統(tǒng)。

首先李老師先跟我們聊一聊您的求學(xué)和研究經(jīng)歷，您是如何選擇現(xiàn)在的研究方向的？

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嘉賓

好的，謝謝主持人。我其實最開始在本科的時候，包括研究生階段，學(xué)的都是生物醫(yī)學(xué)工程，不過當(dāng)年自己在選專業(yè)的時候，首選是數(shù)學(xué)，但是數(shù)學(xué)學(xué)院沒有接收我，第二志愿去了生物醫(yī)學(xué)工程，學(xué)工程專業(yè)。不過其實整個做下來之后，包括后面的一些課程，還有很多實驗，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)其實自己是更適合工程的，覺得陰差陽錯從事了非常地合適自己的事情。后來我在研究生階段，最開始做的是腦圖譜相關(guān)的工作，這部分工作非常重要，我們當(dāng)時其實簡單地來說就是去看一些離體的神經(jīng)元的形態(tài)。

當(dāng)時我們是會包埋一些大腦，通常是小鼠的大腦，然后對它進行切片，看里面神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和連接方式。但是我自己當(dāng)時就覺得這個東西好像不夠有趣，因為它是離體的不是活的。當(dāng)時我們有一個說法是結(jié)構(gòu)可以決定功能，就是說我們神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)其實一定程度上決定了它的功能。我記得當(dāng)時我們有一個政治課，然后大家寫一個題目，我當(dāng)時的題目還有點叛逆，當(dāng)時寫的是結(jié)構(gòu)真的能夠決定功能嗎？

有這個背景，當(dāng)年自己花了非常長的時間去找一個有趣的方向。所以大概找了有半年的時間，我就發(fā)現(xiàn)有腦機接口這么一個事情，然后就覺得這個方向非常有趣，當(dāng)時也思考了很多，然后看了很多當(dāng)時國際上的前沿技術(shù)，我就決定了我以后要做腦機接口這個方向。所以從大概是我15年的時候找到這個方向，就從那個時間點開始，后面一直到現(xiàn)在，我都是在做神經(jīng)界面的開發(fā)。為什么會做神經(jīng)界面的開發(fā)？也是因為腦機接口這個領(lǐng)域，我覺得其實最困難的、卡脖子的地方，就是我們大腦和機器真正去實現(xiàn)交互的地方，去大腦里面記錄的傳感器。所以當(dāng)時就覺得我應(yīng)該把最難的地方先攻克了，后面的就會自然而然的去解決，所以當(dāng)時就選了神經(jīng)界面，然后也一直做到現(xiàn)在。

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主持人

其實我本科和碩士也是學(xué)的數(shù)學(xué)，但是我覺得學(xué)了數(shù)學(xué)以后，它對后面的工程研究還是有很強的應(yīng)用的。然后接下來主要還是介紹您目前的研究方向了，現(xiàn)在有哪些最新的研究進展和發(fā)現(xiàn)？

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嘉賓

我現(xiàn)在研究方向如果說比較大的分類的話，就可以認(rèn)為是神經(jīng)工程下面的胞外電生理這一塊。我自己做的是超柔性的神經(jīng)電極，我相信大家對腦科學(xué)比較熟悉的或者自己就在做神經(jīng)科學(xué)研究的人，對胞外電生理都不會陌生，這是大家常用的一個工具。像這種傳統(tǒng)的電生理的電極，它一般是像硅電極或者金屬電極，這些電極就比較像是針，我覺得大家可以理解成是一根一根的小金屬針。我們把這種電極植入到大腦里面，我做一個簡單的比喻，有點像是把一個小針板放到了一盒豆腐里面，但是如果你再晃一晃這盒豆腐，你想一下里面會發(fā)生什么？所以說最開始的這些硬質(zhì)的電極，其實它記錄的時間都是比較短的，大家可能會做一些即時的記錄，然而它長期的性能就很差了，可能會引起比較嚴(yán)重的免疫反應(yīng)，最后導(dǎo)致信號無法記錄。?

所以后來為了解決這個問題，其實大家也做了很多嘗試，在十來年前有人開始用這種柔性的材料來做神經(jīng)電極，之前用的基底是用硅或者是用金屬，后來大家想辦法，基底用一些聚合物的材料是不是可以，然后發(fā)現(xiàn)確實是可以，而且這些聚合物的材料呢也確實起到了更好的效果。但是問題是我們能夠選擇的聚合物的材料，就是為了讓神經(jīng)電極擁有正常的機械性能和電學(xué)性能，可以選的材料是很有限的。我們能夠選擇的這個材料，它的楊氏模量（你可以簡單地認(rèn)為是這個材料的柔性）其實是比較高的。所以到了這兒之后，就遇到了一個瓶頸，我怎么樣把柔性電極做的柔性更高，或者說做的使它引起的免疫反應(yīng)更小。我之前在美國的組，當(dāng)時我們想了一個辦法：通過把它變薄，是不是就可以解決這個問題？這個好像聽起來非常簡單，我可以給大家舉一個比較形象的比喻，就像是一個木頭的板，一個木板它是很硬的，但如果你把它打薄變成一張紙，它就會變得很柔軟。我們其實就是用了這種方式，因為一個相同的材料，它的厚度的三次方和它的彎曲剛度是成正比的，所以說在我們降低了厚度之后，可以極大地提高電極本身的柔性。????

因為我們之前做出來的電極就達到了一個細(xì)胞，或者說神經(jīng)元“觀測”不到，我把觀測打了引號，是指神經(jīng)元或者免疫細(xì)胞感受不到電極的存在，從而就使得我們形成的界面可以形成real scar Free，電極周圍不會有免疫瘢痕產(chǎn)生，從而使得電極可以進行長時間的穩(wěn)定的記錄，形成一個非常良好的神經(jīng)電極界面。我自己做的方向其實就是我覺得神經(jīng)系統(tǒng)不光包括大腦，還有脊柱和外周神經(jīng)。我其實最開始的時候去做腦機接口，還有一個原因。我相信很多人都看過蜘蛛俠，電影中的片段，有一個叫Doctor Octopus，就是章魚博士的人物，當(dāng)時是身上裝了一個那種機械的手臂，就是8個角的手臂，然后讓他變成一個類似于超人。所以我最開始做這個事情的時候，我就有一個執(zhí)念，我就非常希望能夠?qū)崿F(xiàn)這個Doctor Octopus。所以既然我有了很好的這種神經(jīng)電極界面，我就會去想我是不是可以邁出我自己的第一步去做一下這個事情。

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主持人

您的研究工作我看涉及到一部分是關(guān)于神經(jīng)界面的，那么可以再和大家詳細(xì)介紹一下神經(jīng)界面嗎？以及它和腦機接口之間又是有什么樣的關(guān)系呢？

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嘉賓

好的，我剛才其實也是簡單介紹了一下神經(jīng)界面，其實它就是我們機器和大腦進行交互的，或者說機器和神經(jīng)系統(tǒng)進行交互的一個界面，是我們?nèi)ヌ崛∩窠?jīng)系統(tǒng)里面的信號的一個傳感器。我們神經(jīng)界面的主要的目的就是將信息，目前我們主要提取的信息還是電的信息，就是將電信號長期穩(wěn)定的從神經(jīng)系統(tǒng)里面提取出來。我們現(xiàn)在做的這種超柔性的神經(jīng)電極，它附近大概有幾個微米十幾個微米的位置就會有神經(jīng)元的存在。?

神經(jīng)界面和腦機接口的關(guān)系是什么？我有一個比較形象的比喻，神經(jīng)界面其實我們可以把腦機接口想象成一個倒金字塔形的結(jié)構(gòu)，這倒金字塔它分成三層，最底層也就是最尖端的部分，它就是我們的神經(jīng)界面。它雖然說是很尖深的區(qū)域，是比較小的，但它是非常重要的，是整個腦機接口的卡脖子技術(shù)。如果你不解決這一部分的問題的話，是沒有辦法向后發(fā)展的，腦機接口就是空談。

當(dāng)我們把這部分的問題給解決了之后，像我們金字塔的中層其實才是腦機接口的它的系統(tǒng)方面，比如說我們的一些記錄設(shè)備，一些刺激設(shè)備，還有一些我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)電極的植入或者其他功能的一些輔助設(shè)備。那么頂層其實就是我們大家就是人類對大腦的理解，我們對大腦的理解能達到什么樣的程度，我們才有可能把腦機接口發(fā)揮到什么樣的程度，這個是我個人的理解。

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主持人

您這個比喻可以讓我們更深入的了解神經(jīng)界面和腦機接口這種關(guān)系，那么神經(jīng)界面目前能做什么？它有哪些優(yōu)勢或者是特點？

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嘉賓????

神經(jīng)界面的話，我們在這兒可以把它的定位稍微限制一些，我們可以把它認(rèn)為是我們的神經(jīng)電極，或者是我們胞外電生理的這種解決方案，或者是超柔性胞外電生理這種解決方案。那么說它有什么樣的特點或者優(yōu)勢，我們需要作比較，可以是另外兩種神經(jīng)科學(xué)研究，或者是我們平常的臨床經(jīng)常用到的兩個方案，一個是光學(xué)成像，另一個是核磁共振，就是MRI。

其實像大腦它的活動跨越了非常大的時間和空間范圍，在空間范圍上，單個的神經(jīng)元，它的尺寸是在微米量級的，十幾個微米或者幾十個微米，但是像腦區(qū)它可能就要到毫米量級了，然后在不同的動物還有人類的大腦，就可以達到厘米，甚至是更大的尺度。

那么在時間范圍上，最小的時間分辨率可能要到微秒，就是一個動作電位，然后再到中間我們可能幾天或者幾個小時我們的學(xué)習(xí)和記憶，然后甚至到一些幾年的神經(jīng)退行性的疾病或者是神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，所以說它涵蓋了非常大的時間和空間范圍。

那么對于光學(xué)來說，它的一個優(yōu)點就是空間分辨率很高，它可以真正的看到每一個神經(jīng)元，不過當(dāng)然它也會有一些缺點，比如說它的時間分辨率是比較受限的，大家現(xiàn)在經(jīng)常用的鈣信號，它的時間肯定是沒有辦法達到一個動作電位的這么快的。另外就是像光學(xué)的話，它穿透深度比較有限，我們可能看的話，像現(xiàn)在神經(jīng)科學(xué)研究最多的是去看小鼠的部分皮層，或者我加一個Grin lens可以向下多一些,所以它的使用范圍是比較受限的。

核磁MRI它的優(yōu)點就是它的空間的覆蓋范圍非常大，而且是現(xiàn)在最好用的臨床上的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能檢測方式之一。但它也同時有比較明顯的問題，就是它的時空分辨率都不是特別高。另外一個就是fMRI是看的BOLD (blood oxygenation level dependent) signal，就是它的血流信號，像血流信息其實它和電活動并不一定是完全一致的。我們之前其實有一個研究，這個是幾年前的一個研究。在這個研究里面我們就發(fā)現(xiàn)比如說一個腦區(qū)，它在經(jīng)歷過Stroke之后，它的血流和它的神經(jīng)活動其實是會出現(xiàn)一個比較明顯的差異恢復(fù)的。

所以說MRI和光學(xué)方式它們都有各自的優(yōu)點和缺點，對比下來像胞外電生理或者電極，它最大的一個優(yōu)點是什么？即使是傳統(tǒng)的這些神經(jīng)電極，它也有這個優(yōu)點，就是非常高的時間分辨率，它是可以看到單個Action potential，就是可以看到動作電位。那么我之前做的一些工作，以及我之前在和其他的同事或者說之前的導(dǎo)師一起做的工作，在第一步其實就是拓寬了它再時間上的覆蓋范圍，就是我們將電極做的穩(wěn)定性更高了，因為電極是超柔性的，它解決了穩(wěn)定性的問題，從而可以進行非常長時間的觀測。后來在我工作的幾年的時間里面，我就不詳細(xì)展開介紹了，但是我們通過提高電極的密度，然后提高電極在空間上的覆蓋范圍，也進一步的提高了或者說拓展了它本身的空間的分辨率和空間的整個覆蓋范圍。所以整體上來說，現(xiàn)在我們的超柔性電極，其實在這4個方面上都可以做得很好。

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主持人

我們對神經(jīng)界面有了一定的了解以后，那么您的研究主要關(guān)注的是脊髓和外周神經(jīng)界面，這其中又有什么樣的難點和挑戰(zhàn)呢？

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嘉賓

就是像脊髓和外周，我覺得大家可能直觀的想一想脊髓和外周和大腦比起來最大的區(qū)別在哪？區(qū)別在：大腦上有一個顱骨。聽起來好像是一個很簡單的事實，但是影響是比較大的。神經(jīng)界面它不只有界面本身它還有后端的一些系統(tǒng)，一些設(shè)備，我們要把這些系統(tǒng)給連接出來，或者說找一個地方給安放，顱骨就形成了一個非常好的這種安放放置的位點。但是在脊柱包括外周神經(jīng)其實它沒有這么好的一個固定點，所以我們怎么樣去給這些脊柱和外周附近的神經(jīng)電極去做防水，做封裝，怎么去連接它的后端系統(tǒng)，這個是一個非常大的問題。?

另外像因為在身體外側(cè)，其實它有很多的肌肉，那樣的話就會引入很多的肌電信號，就導(dǎo)致它的噪聲會比在大腦的位置上要更高。我們怎么去把肌電信號給去除掉給過濾掉，或者是直接讓這個系統(tǒng)不會去受到肌電的影響，也是個非常大的問題。

另外像現(xiàn)在做的是超柔性的神經(jīng)電極，你聽一下就可以感覺到超柔性神經(jīng)電極肯定非常的柔軟，所以它其實不能怎么樣去承受力。在運動過程中，一般情況下，我有時候會跟同學(xué)開玩笑，我說你想想正常人他胳膊撞到門上或者是撞到桌子上都是很正常，一般人腦袋不會直接撞到門框上對吧？所以說我們怎么樣去平衡超柔性電極和本身它在外周會受到更多的作用力，或者受到更多的有可能的損傷。我們怎么樣去保護超柔性電極，這也是一個非常大的問題。所以我們其實要解決的這些問題大部分都是工程上的問題，我們怎么樣真正的把電極用起來，做出來真正能用的東西，我覺得這個是一個非常重要的事情。

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主持人

那么與大腦神經(jīng)界面相比，脊髓和外周神經(jīng)界面有什么獨特的點嗎？比如在疾病的應(yīng)用方面或者操作手段，以及使用材料要求等等。

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嘉賓

不同點其實還是挺多的，比如說我們說它的應(yīng)用場景，應(yīng)用場景其實對大腦來說，它能解決的應(yīng)用場景是最多的，可以解決很多比如精神類疾病，很多高級的運動和感知覺功能重建。比如說我們可以幫助失明的病人復(fù)明，可以幫助失聰?shù)倪@些病人去恢復(fù)他的聽力，相關(guān)的這些疾病的治療方式，很多都是可以通過和大腦去進行交互來實現(xiàn)的。像在脊柱的話，雖然有一些疾病，可能還是沒有辦法像在大腦中一樣去進行解決和處理的，但是它非常好用的一個地方就是它可以去做一些精準(zhǔn)的運動和感知覺的重建。我們可以幫助，比如說不是由于脊柱，單純的脊柱損傷或者完全的脊柱損傷引起的一些癱瘓之類的疾病的這些病人去恢復(fù)他的感覺和運動功能。?

外周神經(jīng)特異性比較強，它可以用來去解決一些特定的疾病，比如說排尿障礙的一些病人，我們可以去通過刺激他的相關(guān)的一些神經(jīng)來輔助排尿，或者一些其他的一些相關(guān)的外周神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，是可以通過外周神經(jīng)的交互來進行實現(xiàn)，包括他們的難點也不太一樣，像大腦里面的難點可能就是我們希望能夠降低它的侵入性，可能希望它能夠比較簡單的實現(xiàn)植入。然后像外周的話還有脊柱，我剛才基本上提過了，我們怎么樣去保護電極，怎么樣去降低噪聲，這是它的難點。?

另外一個非常重要的事情就是它的侵入性，你像大腦的電極的話，它侵入性是最高的，然后其次脊柱。像外周神經(jīng)電極的植入，它的侵入性是最低的。與此同時它引起的大眾對它的接受度，接受度肯定是從大腦、脊柱到外周是依次增加的。大腦目前肯定是大家最不愿意去碰的一個器官，然后像外周神經(jīng)的話大家接受度會更高，就這個地方產(chǎn)生的一些設(shè)備器材，如果能夠治療特定的疾病的話，是更愿意去接受去嘗試的。

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主持人

對，那么目前腦機接口的研究已經(jīng)有了一些初步的應(yīng)用探索，比如義肢應(yīng)用等等，對于這些進展您又是怎么看的？

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嘉賓

現(xiàn)在腦機接口方面其實有很多應(yīng)用，比如說腦機接口能實現(xiàn)打字，然后能實現(xiàn)控制光標(biāo)，玩一些游戲，或者幫助失語的人來進行說話，或者是控制機械臂，有很多各種各樣的。首先我覺得這些嘗試很有趣，但是效果我個人覺得還不盡如人意，可能沒有大家預(yù)期的那么好。我覺得有一個挺大的原因，就是因為像目前的這些設(shè)備，尤其是能夠應(yīng)用在臨床上的這些設(shè)備，大部分都是硬質(zhì)電極，或者是這種猶他電極，像猶他電極的話，其實就是我剛才開始提的小釘板，就是很多小的硅基電極，然后形成的一個小的電極陣列，硅基電極陣列，然后植入到大腦里面去。這個電極已經(jīng)用了十幾二十年了，我覺得這個電極給大家貢獻了很多精彩的實驗和科學(xué)研究結(jié)論，它見證了一個腦機接口這個時代的開端。它相當(dāng)于是支撐我們?nèi)プ隽撕芏嘤幸馑嫉臇|西，就是去真正的看到了這些殘疾的病人或者是癱瘓的病人，他能夠去實現(xiàn)對機械臂的控制，他真正能夠去有可能恢復(fù)自己的運動和感覺功能。但是因為這種電極我前面也提了，它可能會引入比較高的組織免疫反應(yīng)，然后它會通量上還是比較有限的，現(xiàn)在它的通量在100個左右這個樣子。?

所以我們之前其實有一個研究，我們的研究是當(dāng)我們將通量上升的時候，它會不會影響解碼的精度？我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)通量上升的時候，我們的解碼器它的解碼精度是會隨之提高的，也就是說當(dāng)我們能夠記錄到更多的信號，以更穩(wěn)定的方式記錄到這些信號的時候，我們可以得到的效果或者我們可以實現(xiàn)的效果，是有可能會實現(xiàn)質(zhì)的飛躍的。所以我對這件事情本身還是充滿期待的，就是我覺得更好的神經(jīng)界面，更高通量的神經(jīng)界面，是有可能極大程度上改變目前的現(xiàn)狀的，并且我們自己也在這方面做著努力。

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主持人

我們也非常期待您的研究成果。腦機接口發(fā)展近些年如火如荼這對您有什么影響嗎？比如您有什么印象深刻的感受，或者大眾關(guān)注的主要集中在哪些方面？除了我們做腦科學(xué)相關(guān)的研究人員，還有哪些人會比較關(guān)心相關(guān)的研究呢？

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嘉賓

我覺得這個影響還是看和自己的心理預(yù)期進行比較的影響。我剛才也提了嘛就是，我自己從15年的時候開始決定做這件事情，就在我自己去做這件事情的時候，我就覺得這個事情一定是我未來的career，一定是我未來的事業(yè)。我當(dāng)時其實在最初做這個事情，沒有想過我到底是以一個研究者的形式去做，還是去加入工業(yè)界做這件事情，但是我的預(yù)期就是我一定會做腦機接口這個方向，并且我也相信腦機接口一定是人類未來的一種發(fā)展形式。所以說預(yù)期的話，我是有預(yù)期到會有一天腦機接口是會如火如荼的展開，但是說老實話，我沒有想到他會如火如荼的展開的這么早。這件事情我覺得對我目前的影響是我以前沒有想到自己在這個時間點能夠得到這么多的支持，我覺得非?，F(xiàn)實的一個問題就是現(xiàn)在因為這個事情非常的火，所以有足夠的funding能夠讓我去做我自己想做的事情。?

我個人的感覺是越是這個時候越是這個樣子，我就應(yīng)該越謹(jǐn)慎的去做目前的事情，我覺得更需要自己去把事情做扎實，去切合實際的做一些我力所能及的事情，就是能夠腳踏實地，保持本心，去積極的去進行沉淀，然后做一些重要的事情，不是被整個的大環(huán)境去影響去做一些過于躍進的事情，這個是我的感覺。

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主持人

對，您這種比較積極的心態(tài)也是值得我們學(xué)習(xí)的。那么李老師您覺得腦機接口未來的發(fā)展方向是怎么樣的？

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嘉賓

首先我覺得最終的目標(biāo)我說的就有點科幻，我自己的最終的目標(biāo)或者我看這件事情最終目標(biāo)，我覺得是碳基和硅基生物的結(jié)合。我覺得最終人可以直接不通過語言不通過說話，不通過我的外部肌肉，直接實現(xiàn)和機器的一個融合和交互。但這都是比較遠(yuǎn)的事情，我覺得還是要仰望星空，腳踏實地。我覺得在10年的或者近10年或者甚至更遠(yuǎn)一點的時間里面，腦機接口更多的落地場景應(yīng)該是在醫(yī)療上面，我覺得它可以去解決一些以前沒有辦法治療的疾病。

比如說我有一次在跟醫(yī)生聊天的時候，他就會問我，他說有沒有什么辦法能夠治療脊柱損傷的病人，能夠治療癱瘓？他說像這些病人，他們是很無助的，他們是只要有任何方法，他們都是愿意進行嘗試，因為現(xiàn)在確實沒有好的方法去治療這些疾病。就不要說治療，去輔助他們生活都沒有非常多很好的方式。所以我還是非常希望這個領(lǐng)域能夠朝這個方向發(fā)展，或者至少我自己會努力往這個方向去做，幫助這些病人能夠讓他們生活過得更舒適一些，過得更好一些。

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主持人

對，我們也非常期待腦機接口可以真正的改善，在醫(yī)療上改善一些病人的狀態(tài)。那么接下來咱們就聊聊您的實驗室規(guī)劃，您現(xiàn)在已經(jīng)有了自己的實驗室，對于科研工作的未來規(guī)劃是怎么樣的？比如想要解決什么樣的問題？

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嘉賓

首先我想說一個大家聽起來可能有點虛，但是我自己真實的一個想法，就是我希望能夠做面向國家重大需求和面向人民生命健康的事情。這個是國家提出的4個面向，我覺得后面就這2個面向是我自己非常想做的事情。我就覺得自己不管是做科研還是做其他的事情，能夠做出來一些有用的東西，能夠真正幫助到人的東西是非常重要的一件事情。所以我現(xiàn)在這個課題組的一個主要規(guī)劃就是我們希望能夠搭建起來脊柱和外周的神經(jīng)界面的體系，就是我能夠做出來穩(wěn)定的神經(jīng)界面，我能夠做出來好用的系統(tǒng)，能夠真正的讓它有可能被應(yīng)用起來。另外是我覺得一個很好的方向，我自己之后也打算做的一個方向就是我希望能夠做電子處方。以前的處方都是藥，像未來的話，我覺得在通過和神經(jīng)交互的過程中，我們其實是可以通過電刺激，可以通過這種電學(xué)上的交互來解決一些特定的疾病。另外一方面我也希望可以有更多的合作，我希望能夠和醫(yī)生和其他的研究組以及一些青年的科學(xué)家科研工作者進行合作，來解決一些他們想解決的問題。另外還有一個我要提一下，我還是很想把Doctor Octopus做出來。

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主持人

成立了一個新的實驗室以后，您希望營造怎樣的實驗室氛圍？就是如何看待和處理師生之間的關(guān)系？

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嘉賓

我其實基本上每一個學(xué)生來的時候，或者說是跟大家一塊開會的時候，我就跟他們說，我說我非常喜歡和熱愛我自己現(xiàn)在正在做的事情，所以我也非常希望有熱情和我一樣喜愛這個事業(yè)的人來實驗室里面跟我一起做事情。我自己非常敬佩，能夠追求自己喜愛的事業(yè)，并且能夠在這個事業(yè)上有所成就的人。所以有的時候我自己覺得我自己真是很幸運，就是我實驗室里面的同學(xué)都是很喜歡這件事情，并且真的想把這個事情做好的。我有時候跟學(xué)生開玩笑，我說你要是真的喜歡做別的事情，我非常鼓勵你去做。這個不是開玩笑，這句話是真的，后面是開玩笑的。我說你要是真是那么喜歡拍視頻的話，你去b站拿個百大回來，我也支持你。我其實想要營造出來的狀態(tài)就是：我希望大家在實驗室里面能夠心中有期待的做自己喜歡的事情。這個是我總結(jié)一下大概是這樣。

然后像師生關(guān)系的話，我覺得師生關(guān)系是建立在平等的基礎(chǔ)上的，我跟大家的關(guān)系我覺得比較像是教練和運動員。我跟他們說，我說如果說這個世界上，我們把希望你成功的人排個名次的話，我一定在前三名。我說我每天在想辦法解決問題的時候，就一方面是在想辦法解決問題，然后另外一方面我在想著怎么樣讓大家去提高，怎么樣讓大家做得更好。所以說我自己基本上在這件事情上的原則，就是跟大家保持平等的關(guān)系共贏，在不增加大家心理負(fù)擔(dān)的基礎(chǔ)上去嚴(yán)格要求，我覺得一些我自己能夠承擔(dān)的心理壓力，我一定要自己承擔(dān)，就是給他們一個比較寬松的環(huán)境去做他們自己喜歡做的事情，但是我還是要去嚴(yán)格的要求他們做出來的結(jié)果，給他們正確的反饋。

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主持人

對，我覺得熱愛才是最大的動力，您這種態(tài)度我也非常欣賞。那您對于實驗室的成果轉(zhuǎn)化又是怎樣看待，比如說什么時候適合應(yīng)用，希望可以應(yīng)用到哪些方面？

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嘉賓

我覺得成果轉(zhuǎn)化是個很重要的事情，就是我剛才也提了，我非常希望自己做出來的事情是有利于人民健康，是對國家重要的事情。所以在一個比較好的時間點上，比如在我們實驗室把整個的平臺系統(tǒng)給搭建出來了之后，并且能夠證明它一定的穩(wěn)定性之后，我自己對轉(zhuǎn)化和落地的看法是非常積極的，我也真正的希望這些東西能夠變成產(chǎn)品，能夠走入到大家的生活當(dāng)中去。

其實關(guān)于這件事情我還受到一些小故事的鼓舞，之前有很多這樣的故事。我是生物醫(yī)學(xué)工程的，我之前有一個老師，我那個老師他很厲害，他是好幾個院的院士。然后他自己在上課的時候跟我們聊，說他這一輩子最開心的事情不是在他拿到院士的時候，不是在他當(dāng)上系主任的時候，甚至也不是他結(jié)婚的時候。他是做人工晶體的，他說自己最開心的時候是他做的人工晶體真正的放到病人身上，然后病人在睜開眼睛看這個世界的時候，握住他的手跟他說謝謝你讓我看見。他說這個是他人生中最開心的時刻。我覺得聽的時候我自己感覺心潮澎湃，我每次跟其他人講的時候我也有這樣的感覺，我就希望自己什么時候也體驗一下，就什么時候也能做出來一些重要的事情，什么時候能夠幫助到人，所以我對這個事情是非常積極的。

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主持人

接下來還有一個問題就是可以聊一聊您在整個求學(xué)過程中有哪些重要的轉(zhuǎn)折點，還有您覺得是什么樣的特性讓您走到了現(xiàn)在呢？

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嘉賓

這個轉(zhuǎn)折點其實還是挺多的，我覺得我自己非常重要的轉(zhuǎn)折點基本上都是在研究生和博士期間，是因為其實上本科大家都是在好好學(xué)習(xí)上一些課啊，學(xué)習(xí)一些書本上的內(nèi)容。在研究生階段，我在后期的時候其實是有一些迷茫的，我不知道我自己后面到底應(yīng)該去做什么，我相信這可能是很多同學(xué)的問題，就是不知道自己讀完這個碩士之后我應(yīng)該做什么，然后我讀書期間我做的這件事情是不是有意義的，當(dāng)時陷入了一個比較迷茫的時間。

然后那個時候也是我以前的一個朋友也算是給了我一個建議，他建議我去看完一本書。我當(dāng)時覺得很神奇，我看完一本書有什么，然后我當(dāng)時想我要不沉下心來去真的看完那本書，看看會不會有什么改變。所以當(dāng)時我說既然看一本書我就找一本難一點的，當(dāng)時就去找了一本純英文的書。其實也是隨便找的，當(dāng)時我是在華科，華科有一個外文書的閱覽室。那個閱覽室真的很好，我覺得大家如果有機會的話，一定要過去看一看外文書的閱覽室。我發(fā)現(xiàn)這些書都是新的，我進去之后就隨便找了一本書，那本書叫做世界海洋，就跟我現(xiàn)在做的事情一點關(guān)系都沒有。但是里面的插畫很好看，所以我就決定看那本書。當(dāng)時我給自己定的目標(biāo)也比較簡單，我說我每天看10頁書就好。但是基本上我看了一下那本書，就正常人會覺得一本英文的書，它也個頭很大的一本書，一本英文書還那么厚，我肯定看不完。但是我仔細(xì)看了一下之后，那本書它有400多頁，我想我每天看10頁，其實一個多月就看完了。然后后來我發(fā)現(xiàn)我真的一個多月把它看完了，而且我在看完那本書之后，我就覺得這個世界好有意思，我就覺得我應(yīng)該去做一些非常有趣的事情，我在這迷茫個什么勁。然后當(dāng)時我看了那本書之后，就開始去尋找我未來的方向，這就是我去找腦機接口這個事情的契機，這是第一件事。

第二件事情是我在讀博士的期間，我在讀博士的初期我覺得我自己以前年輕的時候可能是一個比較驕傲的人，我覺得大家應(yīng)該很重視我的。就是在讀博士的初期，因為當(dāng)時剛到美國去，然后自己的語言包括其他的方面其實都不是很習(xí)慣。然后就導(dǎo)致我的導(dǎo)師開始跟我聊的時候，他覺得這個同學(xué)還是挺不錯的，然后后來我剛?cè)サ臅r候可能就是讓他感覺有點失。，然后導(dǎo)致我就很沮喪，然后我說為什么會這樣？其實這個我是沒有跟我之前導(dǎo)師說過的，我這樣說好像不太好，我當(dāng)時感覺很沮喪，我覺得我要不要去其他的實驗室，我甚至已經(jīng)去其他的實驗室跟其他的老師聊過了。然后后來也是我的朋友跟我聊天的時候，他跟我說你要想一想自己當(dāng)初為什么來做這件事情，現(xiàn)在放棄是不是值得的。然后我認(rèn)真想一想，我真的很想做腦機接口這件事情，我真的不能換，即使我的導(dǎo)師不認(rèn)可我，我要去靠自己的努力爭取他認(rèn)可，所以說我就決定沉下心來，他不認(rèn)可我，我就去努力。然后當(dāng)時我基本上是努力了一年的時間，后來真的是很有效果。我從開始聽不懂老師上課，到后來的那些考試都拿A，然后再到我自己的導(dǎo)師非常認(rèn)可我的工作。我覺得自己變化非常大，就是我真正意識到了別人的尊敬，別人的認(rèn)可都是要靠自己的努力去證明的，沒有人應(yīng)該從最開始就去認(rèn)可你去接受你。

第三個事情就是對我影響比較大的一個事情是在我博士中期的時候有一個工作，當(dāng)時我的導(dǎo)師找到我說我看這個工作做得很不錯，你有沒有什么想法能不能夠重復(fù)出來？我看了一下之后，我自信滿滿的跟他說沒問題，我能做出來，然后我導(dǎo)師就走了。走了之后，當(dāng)時我的師兄他沒什么事情了，他看見我接了導(dǎo)師的活，然后他就問我，他說你這個工作打算怎么做？你要不給我講一講你的規(guī)劃。然后我就自信滿滿的告訴他，我當(dāng)時的工作其實是要做一個，我覺得大家可能也知道，如果是做神經(jīng)科學(xué)的話，大家常用的一個光學(xué)的就是cranial window就是顱窗。當(dāng)時那個工作就是做一個非常大的顱窗，就是把整個的顱骨給去掉，就小鼠的顱骨取掉，然后換成一個顱窗，當(dāng)時用的多聚物來做的顱窗。然后我當(dāng)時就自信滿滿的，他問我的是你打算多長時間做這個事情？然后我跟他說我計劃應(yīng)該3個月吧，最多4個月，我就能重復(fù)出來這個工作。然后我就跟他講了一通，我打算去訂哪一些東西，然后找哪一些方案，然后去看哪一些文獻。當(dāng)我跟他說完了之后，他就看了我一眼，然后說我覺得這個工作可能今天就能做完，然后我當(dāng)時就很震驚。

其實話說回來就說到我這個師兄，其實我這個師兄就是趙鄭拓老師，當(dāng)時我的導(dǎo)師對他的評價是說，李雪我覺得你工作做得很好，然后我覺得你也很有能力，但是一些工作你跟我說不行的時候，我還要再掙扎一下，但是如果說是鄭拓跟我說這個工作不能做的話，我想都不會再想。我很不服氣，我以前非常不服氣，我說為什么我覺得我跟他沒什么差距，我有些地方比他做的還好，然后后來就這個事情，他當(dāng)時跟我說的那個時候我是很震驚，我不相信今天能把這個事情做出來。然后他在跟我聊的時候，他就說你覺得這里面什么最難？我說我就給你舉個很簡單的例子，我要做這個顱骨，它是需要有一個塑料的材料的，對吧？這個材料肯定你沒有，我們怎么做這個事情？然后當(dāng)時他在跟我聊的時候，他就看了一眼旁邊的就是一個塑料水瓶，他說你想一下你要的材料到底是什么？然后我當(dāng)時想我要的材料是什么？是PET的材料。然后你仔細(xì)看一看這個水瓶是什么材料？然后我看了一下它確實是PET的材料，而PET其實是一種非常常見的非常便宜的，又生物兼容性很好的塑料，然后我當(dāng)時就豁然開朗。?

當(dāng)時他跟我聊的時候，他就說其實很多東西不是要你準(zhǔn)備好了之后才能去做，從身邊的這些東西里面去找能夠用的材料，能夠用的方式去把這個問題解決。他說我這就給你起個頭，你想想后面自己應(yīng)該怎么做。然后我就順著這個思路去用實驗室里面所有我能夠拿到的能夠接觸到的材料，然后我真的那一天把這個實驗給做出來了。這個事情對我影響非常大，我就發(fā)現(xiàn)了一個非常優(yōu)秀的做科研的人和一個普通的做科研的人也就是之前的我自己，區(qū)別到底有多大，從那個事情開始，我覺得自己可能更多的去用第一性原理來思考問題，來解決問題，我覺得自己做事情也也變快了非常多。所以我個人感覺是整個這些過程就支撐起了我怎么走上了這條路，然后一步步的就是做的越來越好吧，我不謙虛的說一下。

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主持人

對，確實您這幾個故事聽起來非常有意思，在您的求學(xué)過程中起著非常重要的轉(zhuǎn)折作用，我覺得給我們腦人言的聽眾也帶來非常有意義的啟發(fā)。那么最后我們的本次采訪即將結(jié)束了，那么我們邀請李老師給我們腦人言的聽眾朋友們分享一句話，一個習(xí)慣，一本好書或者是一部好的電影。

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嘉賓

好的，我真的有一個電影，我其實非常喜歡分享給別人，叫追夢赤子心，它是一個講橄欖球運動員的故事。這個故事我簡單的整理一下，就是一個小伙子本身他是在工人家庭里面生活和成長，因為他自己非常熱愛橄欖球，所以去想盡辦法加入到一個優(yōu)秀的橄欖球隊里面。但是因為他自己先天條件非常有限，所以最開始也是遭到大家的嘲笑或者是大家的歧視，但是他還是一直不改初心一直在很努力的做這件事情。當(dāng)然最后并不是講他成功了，成為什么橄欖球球星了，而是講他在最后大學(xué)畢業(yè)之前，真正的上了一次場，從替補隊員變成一個正式隊員，去打了幾分鐘的球賽。

我覺得這個是我為數(shù)不多的看哭的一個電影，因為我基本上是從這個電影上看到了自己的影子，我覺得自己也是以前很努力的在做一件事情，但是也算是失敗了，其實這個小伙子，說老實話他也沒有多成功，他也是后面失敗了。他最后想要上場教練本來是沒有讓他上的，他就放棄了。他打算不去最后一次練習(xí)比賽，然后去了一個體育場，碰見了一個以前他的朋友。然后他朋友問他到底發(fā)生了什么，他就說我努力了這么多，我做了這么多事情，但是我最后沒有實現(xiàn)我的心愿，我沒有上場去打這個比賽。然后他的朋友就很生氣，就罵了他幾句，然后跟他說你做了這么多努力，你以為自己沒有收獲嗎？你本身應(yīng)該是一個普通家庭的孩子，你應(yīng)該上不了大學(xué)，你應(yīng)該去工廠里面直接接父母的工作，但是你現(xiàn)在能夠來到非常優(yōu)秀的學(xué)校，來到最好的橄欖球隊，去經(jīng)歷大學(xué)的學(xué)習(xí)，去體會大學(xué)的生活，去接受最好的橄欖球的訓(xùn)練，你竟然覺得你自己的努力沒有得到什么。

我感覺我聽到這個之后就豁然開朗了，我覺得自己所有的努力其實都是會有回報的，只不過是看以什么樣的形式來回報。

所以我其實現(xiàn)在自己的桌子上還貼著一張紙條，我紙條上寫著一句話是我對我自己說的，我覺得大家也可以參考一下，我告訴我自己是：你努力了，你也收獲很多，這個地方可以是你夢開始的地方。

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主持人

對，李老師的分享非常有意義，然后這部電影也是非常有意義的關(guān)于夢想的電影。希望大家也都可以勇敢追夢，仰望星空。那么今天我們的采訪到這里就即將結(jié)束了，再次感謝李老師跟我們分享她的科研方向和研究經(jīng)歷，讓我們對腦機接口和神經(jīng)界面有了更深入的認(rèn)識，祝李老師以后在科研路上一切順利，取得更多的研究成果。好的，我們就到這里結(jié)束，李老師再見。

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嘉賓

好的，再見。

主持人：雨安

策劃：小胡

海報及封面：胡小胡

編輯：林陽

排版：Ring

感謝

天橋腦科學(xué)研究院

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天橋腦科學(xué)研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute，TCCI）是由陳天橋、雒芊芊夫婦私人出資10億美元創(chuàng)建的，旨在支持、推進全球范圍內(nèi)腦科學(xué)研究，造福全人類。