Neuralink：讓人腦連接電腦

鄭赫

由日本著名動(dòng)畫改編的《攻殼機(jī)動(dòng)隊(duì)》正在世界各地火熱上映。當(dāng)人們對(duì)各種眼花繚亂的未來科技應(yīng)接不暇，并對(duì)電影中未來人類與機(jī)器融合后的社會(huì)變遷產(chǎn)生熱議之時(shí)，億萬富翁埃?。狂R斯克又開始了他的未來新探索——實(shí)現(xiàn)人機(jī)互聯(lián)，在大腦（中樞神經(jīng)系統(tǒng)）和外部計(jì)算設(shè)備之間建立直接通信路徑，通過數(shù)字世界與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的連接來增強(qiáng)或修復(fù)人類認(rèn)知。

近日，馬斯克這個(gè)不折不扣的未來主義太空探險(xiǎn)家推出了一個(gè)新項(xiàng)目：一家位于美國加州，名為 Neuralink的“醫(yī)療研究公司”，旨在開發(fā)腦機(jī)接口。還記得《黑客帝國》嗎？電影中生活在矩陣的人們腦后都有與電腦連接的接口，或許在不遠(yuǎn)的將來，馬斯克便會(huì)通過Neuralink將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

新項(xiàng)目的誕生

據(jù)悉，馬斯克這個(gè)項(xiàng)目是受到了科幻小說的啟發(fā)——在英國小說家Lain M. Banks的《Culture》系列科幻小說里，他打造了一款名為“神經(jīng)織網(wǎng)”的設(shè)備。根據(jù)該科幻小說里的情節(jié)，人們在大腦皮層上植入了半有機(jī)的電子網(wǎng)格設(shè)備，能夠和人工智能實(shí)現(xiàn)無線連接，并創(chuàng)建自己的大腦思維備份。

在Banks的科幻小說里，安裝了“神經(jīng)織網(wǎng)”的人基本上可以獲得永生——如果他們的肉體死亡了，他們可以從大腦備份中“復(fù)活”。當(dāng)然，馬斯克成立 Neuralink公司的初衷，并不是想追求永生，但是他曾多次公開表達(dá)了自己的觀點(diǎn)——希望實(shí)現(xiàn)人類思想的上傳和下載，這樣將有助于對(duì)抗邪惡的人工智能。

馬斯克認(rèn)為，Neuralink公司所要打造的概念產(chǎn)品可以將電極植入到人類大腦里，能夠用于治療癲癇和抑郁癥。事實(shí)上，如今在醫(yī)療行業(yè)里，已經(jīng)有類似的治療方案出現(xiàn)了，人們在帕金森患者的大腦里植入電極，通過調(diào)節(jié)大腦電子活動(dòng)來緩解癥狀。在大腦中直接植入電子產(chǎn)品本身并不新鮮。在已經(jīng)成功的實(shí)驗(yàn)中，植入的傳感器能讓癱瘓的人們使用腦信號(hào)來操作計(jì)算機(jī)并移動(dòng)機(jī)器人手臂。

根據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，Neuralink公司的啟動(dòng)資金很可能會(huì)由馬斯克本人或是硅谷創(chuàng)投大佬皮特？泰爾旗下的Founders Fund創(chuàng)投基金提供。此外，《華爾街日?qǐng)?bào)》還稱，目前Neuralink公司已經(jīng)招募了三名員工，分別是來自美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的Vanessa Tolosa，一位柔性電極專家；來自加州大學(xué)舊金山分校的教授Philip Sabes，他的研究方向是如何讓大腦控制運(yùn)動(dòng)；以及來自波士頓大學(xué)的Timothy Gardner教授，他最著名的研究成果是將一塊微型電極植入到了麻雀的大腦中，研究鳥兒如何唱歌。

Neuralink并不是唯一一家致力于大腦人工智能的公司。企業(yè)家布萊恩？約翰遜2013年將他以前的支付創(chuàng)業(yè)公司Braintree的支付業(yè)務(wù)以8億美元的價(jià)格賣給PayPal，創(chuàng)立了一家致力于“神經(jīng)接口”治療疾病和延伸認(rèn)知的公司——Kernel。

而Neuralink公司的三位專家將會(huì)基于腦機(jī)接口開展工作，他們首先選擇的腦機(jī)接口是——腦門（BrainGate），這款早期腦機(jī)接口技術(shù)允許人們通過大腦思維，在電腦屏幕上一個(gè)一個(gè)選擇字母，然后拼湊成一個(gè)句子信息。通過在大腦初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層植入電極，腦門系統(tǒng)能夠?qū)⑷藗兊乃枷朕D(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)操作，當(dāng)人類大腦開始發(fā)出運(yùn)動(dòng)信號(hào)的時(shí)候，這種思維就會(huì)被轉(zhuǎn)換成為電腦光標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。不過，該技術(shù)目前的研發(fā)進(jìn)度非常緩慢，馬斯克顯然等不及了，他希望在Neuralink公司的支持下，加快開發(fā)。

當(dāng)然，還有其他一些腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)，比如利用計(jì)算機(jī)來控制昆蟲和老鼠的運(yùn)動(dòng)。2002年，科學(xué)家曾推出過一個(gè)“Robo Rat”項(xiàng)目，通過刺激老鼠大腦中控制左邊和右邊胡須感覺以及大腦反應(yīng)中心的區(qū)域，來操作老鼠向左走和向右走。現(xiàn)如今，這種技術(shù)已經(jīng)比較常見了，比如科學(xué)家為兒童開發(fā)過一款名叫RoboRoach的科學(xué)工具，能夠讓孩子們給蟑螂植入“大腦”，繼而控制它們的運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)階段，我們還不清楚像Robo Rat和RoboRoach這樣的技術(shù)是否能在人類身上應(yīng)用，畢竟人類的大腦要復(fù)雜得多，而且我們對(duì)大腦的探索也知之甚少。但是，這些困難都無法阻止馬斯克。在接受《名利場》采訪時(shí)，他說道：“人類已經(jīng)算是半個(gè)電腦人或是半機(jī)械人了?；蛟S只需要四到五年時(shí)間，我們就會(huì)擁有一個(gè)有意義的腦機(jī)接口。”

一直在突破的人機(jī)互聯(lián)

在過去的十年時(shí)間里，科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了一些成功的腦機(jī)接口，在人機(jī)互聯(lián)方面也取得了一些成果。

此前，MIT的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了可以將科幻變成現(xiàn)實(shí)的新纖維，這種新纖維比頭發(fā)絲還細(xì)。他們表示自己制造的系統(tǒng)可以把光學(xué)信號(hào)和藥物直接送入大腦，并通過電子控制面板來持續(xù)監(jiān)控不同輸入在大腦中產(chǎn)生的效果。

“通過采用比之前設(shè)備更有機(jī)的方式，我們構(gòu)建了和大腦組織進(jìn)行溝通的新型神經(jīng)接口?！盡IT的研究人員、材料科學(xué)工程助理教授Polina Anikeeva說。

因?yàn)槿四X不僅規(guī)模龐大，而且同時(shí)會(huì)使用多種信號(hào)，所以對(duì)它的研究本來就非常困難。此外，傳統(tǒng)的神經(jīng)探針只能記錄一種信號(hào)，也限制了任意時(shí)刻從大腦導(dǎo)出的信息量。通過使用比頭發(fā)絲還細(xì)的復(fù)雜纖維，MIT的科學(xué)家可能找到了消除這種限制的新技術(shù)。這種新技術(shù)使用的新纖維是用高分子聚合物制造，而這種聚合物和神經(jīng)組織特性很相似，使得它在不損害周圍精細(xì)脆弱的大腦組織的條件下，能在人體待更長時(shí)間。

為達(dá)到這種效果，科學(xué)家采用了一種新纖維制造工藝，Anikeeva解釋說：“這種方法最終制造的高分子聚合物纖維不僅更軟、更富彈性，看上去也更像自然神經(jīng)?！?/p>

新纖維制造工藝的關(guān)鍵在于制造大量預(yù)制品，預(yù)制品纖維內(nèi)部需要被分成所需的多個(gè)通道：光波導(dǎo)通道傳播光，空心管通道運(yùn)送藥物，導(dǎo)電電極通道傳播電信號(hào)。

通過在單纖維中組合不同的通道，就能精確映射神經(jīng)活動(dòng)。比如，光通道傳輸?shù)墓饪梢詫?shí)現(xiàn)光遺傳技術(shù)神經(jīng)激勵(lì)，產(chǎn)生的影響可由嵌入電極監(jiān)控。與此同時(shí)，可通過空心管將單一或者多種藥物注入大腦，神經(jīng)元的相應(yīng)電信號(hào)也會(huì)被記錄，從而能夠?qū)崟r(shí)判定藥物的真實(shí)作用。這樣，就能同時(shí)模擬大腦的多種信號(hào)，最終幫助實(shí)現(xiàn)神經(jīng)失調(diào)的治療，而單功能神經(jīng)探針是無法實(shí)現(xiàn)這種功能的。

MIT的科學(xué)家表示，這種新的植入設(shè)備系統(tǒng)可以在不傷害大腦組織的情況下向大腦傳遞光信號(hào)、注射藥物。此外，只需制造相關(guān)任務(wù)所需的特定通道組合，這個(gè)植入系統(tǒng)也可以被調(diào)整以應(yīng)用到特定的研究或治療中。

Anikeeva說：“你可以得到應(yīng)用范圍很廣的設(shè)備。此外，這種纖維制造的系統(tǒng)最終可能幫助實(shí)現(xiàn)大腦、脊髓不同區(qū)域反應(yīng)的精確映射，它也可能催生出能長期植入人腦，以治療某些疾病（帕金森等）的設(shè)備。”

這項(xiàng)新技術(shù)的成果意義深遠(yuǎn)，將擴(kuò)充對(duì)大腦功能基本理解的發(fā)展至關(guān)重要的工具集。

任重而道遠(yuǎn)

神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為，Neuralink和Kernel正在努力達(dá)成的人機(jī)互聯(lián)技術(shù)或許會(huì)成真，但時(shí)間可能比馬斯克預(yù)測的四五年要更長一些。腦部手術(shù)目前仍然是高風(fēng)險(xiǎn)的：植入物是否會(huì)移位，從而限制其使用壽命；植入電極的人對(duì)于海量的信息與復(fù)雜的傳輸如何應(yīng)對(duì)，是否需要長時(shí)間的訓(xùn)練，這些都是未知的風(fēng)險(xiǎn)。

多倫多大學(xué)神經(jīng)科學(xué)和助理教授布萊克？理查茲說：“在21世紀(jì)，這是完全可能的。”未來今日學(xué)院首席執(zhí)行官艾米？韋伯指出，Neuralink公布的是十多年來華盛頓大學(xué)、杜克大學(xué)以及其他地方進(jìn)行的人機(jī)交互界面研究的一部分。她表示，像Neuralink這樣過多炒作可能會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)“AI冬天”。隨之而來的會(huì)是因許多承諾沒有兌現(xiàn)而造成的研究經(jīng)費(fèi)減少。

韋伯說：“談潛力是件好事。問題是，我們一開始看到了所有這些酷炫的設(shè)備和醫(yī)療應(yīng)用程序，但是一旦無法實(shí)現(xiàn)這一潛力，投資者就會(huì)失去熱情，把資金投入到其他地方?！?/p>