Tsinghua-Professor Gao Xiaorong: Im Wettlauf um die Hirn-Komputer-Schnittstelle rennen China und die USA auf verschiedenen Wegen "nebeneinander".
In der Erzählung von Silicon Valley ist der Bereich der Hirn-Maschine-Schnittstelle voller Visionen, die man beschreiben kann. Das Gehirn ist nicht mehr nur eine anatomische Abbildung in medizinischen Lehrbüchern, sondern die nächste Frontiersregion, die von der Technologie verändert wird. Die Menschen werden mit einer Zukunft konfrontiert: Eine tiefe Integration von Gehirn und Maschine, bei der Gedächtnis und Bewusstsein die biologischen Grenzen überschreiten werden.
In der Gegenwart, in der Realität und Vorstellungskraft aufeinandertreffen, setzen Brain-Computer-Interface-Unternehmen wie Neuralink und Synchron die klinischen Tests von Hirn-Maschine-Schnittstellen fort. Neuralink hat bereits die Schädelöffnung und Implantation bei einer kleinen Anzahl von Patienten durchgeführt und versucht vor allem, die motorischen und sprachlichen Funktionen, die durch Lähmung oder neurologische Erkrankungen verloren gegangen sind, wiederherzustellen. Das Unternehmen plant auch, im vierten Quartal 2025 ein Experiment an der Sprachrinde durchzuführen, um die "gewollte Sprache" zu decodieren. Synchron hingegen ermöglicht es Patienten mit Lähmung, externe Geräte über Gehirnsignale zu steuern, indem sie ein minimal-invasives intravaskuläres Implantationsverfahren anwenden. Die Sicherheit und die teilweise Wiederherstellung alltäglicher Funktionen wurden in klinischen Tests bereits bestätigt. Diese Ergebnisse zeigen allmählich das Potenzial der Hirn-Maschine-Schnittstellen-Technologie.
Angesichts des rasanten technologischen Fortschritts wird die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit zwischen zwei völlig unterschiedlichen Visionen hin- und hergerissen: Einerseits bringt die Hirn-Maschine-Schnittstelle Hoffnung auf Wiederherstellung für Menschen, die aus verschiedenen Gründen Teilfunktionen verloren haben. Andererseits wecken Technologiegrößen wie Elon Musk durch ihre häufigen Marketingkampagnen die unendlichen Vorstellungen der Öffentlichkeit von einer schönen Zukunft, wie z. B. das Hochladen des Bewusstseins oder die "Digitalisierung des Selbst", was aber auch Sorgen in der Bevölkerung auslöst. In dieser Atmosphäre wird die Grenze zwischen Wissenschaft und Science Fiction mit fortschreitender Technologie immer verschwommener.
Wie steht es derzeit mit der praktischen Umsetzung der Hirn-Maschine-Schnittstellen-Technologie? Wird die Welt der Zukunft eine Szene wie in dem Film "Matrix" erleben, in der Menschen und Maschinen in einem Krieg stehen? Welche Rolle wird die Hirn-Maschine-Schnittstelle spielen, wenn Künstliche Intelligenz zu einem neuen "Intelligenzagenten" in der Gesellschaft wird? In letzter Zeit haben wir ein ausführliches Gespräch mit Gao Xiaorong, einem langjährigen Professor an der Fakultät für Medizin der Tsinghua-Universität, geführt und uns auf die tatsächlichen Grenzen dieser Technologie konzentriert.
Gao Xiaorong bietet eine kältere Betrachtungsweise: Die Hirn-Maschine-Schnittstelle ist kein direkter Weg zur "Übermenschlichkeit", sondern eine technologische Erkundung, die unter ethischen Beschränkungen steht und auf Reparatur und Unterstützung abzielt. "Elon Musks ursprüngliche Vision neigte zur 'Übermenschlichkeit', was ethisch nicht akzeptabel ist", weist er darauf hin. Vorstellungen wie das Hochladen des Bewusstseins oder das direkte Auslesen von Gehirninformationen über ein Gehirnchip sind derzeit noch unrealistische Phantasien.
Gao Xiaorong, langjähriger Professor und Doktorvater an der Fakultät für Medizin der Tsinghua-Universität
Im Folgenden finden Sie die Transkription des Gesprächs zwischen Tencent Technology und Professor Gao Xiaorong (mit einigen Kürzungen, ohne die ursprüngliche Bedeutung zu verändern):
Tencent Technology: In den letzten Jahren hat die Öffentlichkeit viele Erwartungen an die Hirn-Maschine-Schnittstellen-Technologie, sogar einige Phantasien. Insbesondere mit Musks häufigen Öffentlichkeitsarbeit über die Potenziale der Hirn-Maschine-Schnittstelle und seiner Firma Neuralink, wie z. B. die Zukunftsmöglichkeit des Hochladens des Bewusstseins und der Gedankensteuerung, wird die Vorstellungskraft der Gesellschaft noch mehr angeregt. Wo liegen nach Ihrer Meinung die wirklichen Grenzen der Hirn-Maschine-Schnittstelle? Ist etwas wie das Hochladen des Bewusstseins wirklich möglich?
Gao Xiaorong: Aus theoretischer und zielgerichteter Sicht kann die Hirn-Maschine-Schnittstelle grob in zwei Kategorien unterteilt werden: Eine Kategorie ist die Reparatur oder Substitution, das heißt, wenn die Fähigkeiten eines Menschen unter "100%" liegen, wird versucht, ihn durch Technologie auf das normale Niveau zurückzuführen. Die andere Kategorie ist die Verbesserung, das heißt, es wird versucht, die "100%" zu überschreiten und den Menschen übernatürliche Fähigkeiten zu verleihen. Mit einer ironischen Metapher ausgedrückt, heißt das, "den Menschen in einen Supermann zu verwandeln".
Die sogenannte "Übermenschlichkeit" ist ethisch nicht akzeptabel. Wenn es tatsächlich eine Technologie gäbe, die den Menschen übernormale Fähigkeiten verleiht, würde die Frage "wer kann sie nutzen, wer hat das Recht, sie zu nutzen" zu einer großen Ungerechtigkeit führen. Musks ursprüngliche Vision neigte zur "Übermenschlichkeit", aber unter ethischen Beschränkungen hat er sich jetzt auf die klinische Anwendung konzentriert.
Andererseits gibt es auch das Ziel der Mensch-Maschine-Kooperation. Mit der Entwicklung der KI wird es in der Zukunft sowohl menschliche als auch künstliche Intelligenzagenten geben. Die Frage, wie diese beiden miteinander kommunizieren können, ist ein grundlegendes Problem. Wenn die Kommunikationslücke nicht geschlossen werden kann, kann es zu einer Spaltung in der Gesellschaft kommen. Die Hirn-Maschine-Schnittstelle ist ein potenzielles Mittel, um diese Lücke zu schließen. Sie kann das "Gedankenwollen wird Wirklichkeit" ermöglichen, indem sie die Absichten des Menschen direkt an die Maschine überträgt.
In diesem Sinne beinhaltet die Hirn-Maschine-Schnittstelle auch einen Anteil der "Überwindung der menschlichen natürlichen Grenzen", aber dies ist eine notwendige Überwindung - nicht, um Supermenschen zu schaffen, sondern um sicherzustellen, dass Menschen und Maschinen koexistieren können. Was das "Hochladen des Bewusstseins" oder die "digitale Unsterblichkeit" betrifft, besteht derzeit überhaupt keine Möglichkeit, dies zu verwirklichen.
Vor dem Hintergrund dieser Mensch-Maschine-Koexistenz müssen wir uns neu überlegen, wie wir die "Menschenorientierung" der Gesellschaft aufrechterhalten können. Einige Leute schlagen vor, die Maschine völlig wie einen Menschen zu gestalten, was aber grundsätzlich unmöglich ist. Denn das Leben eines Menschen ist einmalig, während eine Maschine jederzeit aus- und eingeschaltet werden kann - sie kann niemals das Besondere des menschlichen Daseins, insbesondere die "Todeserfahrung", wirklich verstehen. Viele menschliche Probleme hängen genau mit dem Tod zusammen.
Tencent Technology: Abgesehen von ethischen Überlegungen, ist es aus neurowissenschaftlicher und technologischer Perspektive möglich, Funktionen wie das Hochladen des Bewusstseins und die Gedankensteuerung über die Hirn-Maschine-Schnittstelle zu verwirklichen?
Gao Xiaorong: Ich denke, derzeit nicht. Auch die neurowissenschaftlichen Prinzipien unterstützen dies nicht.
Tencent Technology: Musk hat auch erwähnt, dass die Hirn-Maschine-Schnittstelle Schizophrenie oder Autismus heilen kann. Ist das möglich?
Gao Xiaorong: Das ist möglich. Im Gehirn gibt es ein "Belohnungszentrum", durch das elektrische Stimulation Halluzinationen erzeugt werden können. Wenn man den Grad der Halluzinationen präzise kontrollieren kann, kann man das Behandlungsziel erreichen. In der Vergangenheit haben wir hauptsächlich Medikamente eingesetzt, um dies zu kontrollieren. Jetzt bietet die elektrische Stimulation neue Möglichkeiten. Künstliche Gehörimplantate und künstliche Retinas sind bereits bewährte Beispiele. Auf einer höheren Ebene ist dies wissenschaftlich machbar, aber es muss streng ethischen Vorschriften und Regulierungen entsprechen.
Tencent Technology: Sie haben auch gerade erwähnt, dass die Hirn-Maschine-Schnittstelle als Medium zwischen Menschen und Maschinen dienen kann und sogar einige menschliche Fähigkeiten verbessern kann, aber diese Verbesserung hat Grenzen. Welchen Grad kann sie in der Zukunft erreichen?
Gao Xiaorong: Einige begrenzte "Externe Fähigkeiten" sind möglich. Beispielsweise die Gedächtnisverbesserung: Patienten mit Alzheimererkrankung können oft nicht sofort Personen wiedererkennen, die sie kennen. Wenn die Hirn-Maschine-Schnittstelle die Gehirnaktivität erfassen und Hinweise geben kann, wie "wer das ist" und "wo und wann man sich das letzte Mal getroffen hat", wird die Kommunikation viel reibungsloser.
Ähnliche Szenarien gelten auch für gesunde Menschen. Wenn jemand einen Bekannten sieht und seinen Namen nicht sofort einfallen kann, kann das System ihn sofort daran erinnern. Diese Verbesserung kann als "Externe Hilfsmittel" verstanden werden: Gedächtnis-Externe Hilfsmittel, Rechen-Externe Hilfsmittel, Kognition-Externe Hilfsmittel, Verhaltenssteuerungs-Externe Hilfsmittel. Sie machen den Menschen nicht zu einem "Supermann", sondern verbessern die Effizienz und das Erlebnis in bestimmten Situationen.
Tencent Technology: Laut Ihrer Forschungserfahrung, welche Richtungen sind derzeit in klinischen Tests verlässlicher?
Gao Xiaorong: Es sind ungefähr einige Richtungen, die mit der Anwendung der Hirn-Maschine-Schnittstelle zusammenhängen. Erstens die Bewegungskompensation und Rehabilitation, wie z. B. die Steuerung von Prothesen und die Bewegung der Hände. In diesem Bereich hat man bereits gute Ergebnisse erzielt. Musks Implantation, die Forschung von Professor Hong Bo in China, das "North Brain No. 1" und die Forschung eines Teams aus Shanghai gehören alle zu diesem Bereich. Zweitens die Sprachfunktion, wie z. B. die Wiederherstellung der Sprache für Menschen, die nicht sprechen können. Dies ist eigentlich auch eine Bewegungserweiterung, nur dass es sich um die Zunge handelt. Später könnten es Kognition, Emotion und sogar kulturelle und unterhaltende Szenarien sein.
Technologisch gesehen gibt es Fortschritte in den Bereichen Signalabfrage, Informationsdekodierung und Stimulationsrückkopplung. Implantierte Geräte können ein bis zwei Jahre lang stabil funktionieren, aber es ist noch eine Herausforderung, die drei Jahre zu überschreiten. Wenn die Elektroden außerhalb der Hirnhaut platziert werden, haben sie eine längere Lebensdauer. Wenn sie auf der Kopfhaut platziert werden, können sie jederzeit verwendet werden, aber die Signalqualität ist schwächer.
Tencent Technology: Wo liegt die größte Herausforderung derzeit, auf der Hardwareebene oder auf der Software-Signalverarbeitungsebene?
Gao Xiaorong: Beide. Die Fortschritte in den letzten 30 Jahren basieren hauptsächlich auf der Materialwissenschaft - die Elektroden werden immer kleiner und weicher, ähnlich wie die ständige Verkleinerung von CPUs. Aber jetzt stehen wir vor neuen Engpässen: Die Anzahl der Aufzeichnungskanäle ist von einigen hundert auf einige tausend gestiegen und könnte in Zukunft auf einige zehntausend ansteigen. Wie kann man so große Datenmengen analysieren? Hierfür wird Künstliche Intelligenz benötigt.
Der Fortschritt der KI ist viel schneller als der der Materialwissenschaft. Die Fähigkeiten des Modells können sich innerhalb von hundert Tagen verdoppeln, während die Verbesserung des Materials normalerweise nur um ein Prozent pro Jahr ansteigt. Daher hängt der zukünftige Durchbruch der Hirn-Maschine-Schnittstelle in größerem Maße von der KI ab und nicht nur von den Materialien.
Tencent Technology: Bei der technologischen Route der Hirn-Maschine-Schnittstelle gibt es invasive, semi-invasive und nicht-invasive Methoden. Welche Methode bevorzugen Sie?
Gao Xiaorong: Alle drei Methoden werden erforscht, und es ist derzeit nicht möglich, eine von ihnen als überlegen zu bezeichnen. Ich habe einmal eine Metapher verwendet, die ich "Brain-Computer Starlink" nannte. Vor zwanzig Jahren war die Kommunikation zwischen Satelliten und Mobiltelefonen fast unmöglich. Mit der Entwicklung der Satellitenstarttechnologie ist die Anzahl der Satelliten von einem auf einige zehntausend gestiegen, und das Problem der Kommunikationsabdeckung wurde gelöst. Ebenso könnte es in Zukunft möglich sein, wenn es genügend "Knotenpunkte" der Hirn-Maschine-Schnittstelle gibt, eine ständige Verbindung wie beim Starlink zu erreichen.
Tencent Technology: Laut den Rückmeldungen der Menschen besteht mehr Sorge vor der invasiven Methode. Wie bewerten Sie das Risiko?
Gao Xiaorong: Die Sorge ist berechtigt. Die nicht-invasive Methode kann jederzeit entfernt werden, und dann werden keine Gehirnsignale mehr aufgenommen. Bei der invasiven Methode kann der Benutzer nicht feststellen, ob das implantierte Gerät weiterhin läuft, und es besteht auch ein höheres Risiko einer Attacke.
Tencent Technology: Viele Menschen assoziieren die Hirn-Maschine-Schnittstelle mit der Kombination mit Robotern. Welche Vorteile hat sie im Vergleich zu herkömmlichen Steuerungsmethoden?
Gao Xiaorong: Der Unterschied ist sehr groß. Die herkömmliche Steuerung kann nur einfache Bewegungen eines Roboters ausführen, wie "vorwärts, rückwärts, drehen". Aber es weiß nicht, was Sie wirklich wollen. Die Hirn-Maschine-Schnittstelle kann direkt Ihre Absicht übermitteln. Wenn Sie beispielsweise sagen "ich möchte einen Apfel essen", wird der Roboter selbständig einen Pfad planen und die Aufgabe ausführen, anstatt schrittweise Anweisungen zu erwarten. Dieser Unterschied ist wie bei der Navigation: Früher mussten wir der Navigation manuell jeden Schritt mitteilen, jetzt müssen wir nur das Ziel eingeben.
Tencent Technology: Gibt es Unterschiede in der Latenzzeit oder der Akkulaufzeit?
Gao Xiaorong: Dies ist ein technisches Problem, das mit der Weiterentwicklung gelöst werden kann.
Tencent Technology: Derzeit konzentriert sich die Anwendung von Brain-Computer-Chips hauptsächlich auf den medizinischen Bereich. In welchen anderen Anwendungsbereichen könnte sich die Technologie in Zukunft ausweiten?
Gao Xiaorong: Ich bin besonders optimistisch für den Bereich der Altenpflege. Beispielsweise können ältere Menschen, wenn sie Schwierigkeiten haben, etwas zu bedienen, direkt ihre Anforderungen stellen, und die Roboter können ihnen helfen, diese zu erfüllen. Darüber hinaus gehören auch die Bewegungstrehabilitation, die Kognitionstrehabilitation, die emotionale Unterstützung sowie die Kultur- und Unterhaltungsbranche dazu. Es ist wichtig zu betonen, dass in den Bereichen der Emotion und des Unterhaltung fast nie die invasive Methode eingesetzt wird, sondern eher die nicht-invasive oder tragbare Lösung.
Tencent Technology: China und die Vereinigten Staaten sind die Weltführer in der Forschung der Hirn-Maschine-Schnittstelle. Welche Hauptunterschiede gibt es in der Forschungsentwicklung in diesem Bereich?
Gao Xiaorong: Insgesamt sind beide Länder auf Augenhöhe. China ist in der nicht-invasiven und semi-invasiven Forschung weiter vorangeschritten, während die Vereinigten Staaten in der invasiven Forschung stärker sind.
Tencent Technology: Wann wird die Technologie ungefähr reif sein?
Gao Xiaorong: Zuerst dachte ich, es würde 60 Jahre dauern, später habe ich es auf 30 Jahre reduziert. Jetzt scheint es, dass die Zeit weiter verkürzt werden könnte, und es ist möglich, dass in 15 bis 20 Jahren re