腦機(jī)接口，現(xiàn)實(shí)版《黑客帝國》

對(duì)于“科學(xué)狂人”埃隆·馬斯克來說，不隔三差五地搞個(gè)大新聞，不符合他高調(diào)的性格。

7月17日，馬斯克創(chuàng)立的Neuralink公司發(fā)布了一款腦機(jī)接口系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來說，這款腦機(jī)接口系統(tǒng)就是用長得像縫紉機(jī)一樣的機(jī)器人，向大腦中植入4-6微米的超細(xì)柔性線，就能直接通過USB-C接口讀取大腦信號(hào)，甚至可以用App連到iPhone上。

Neuralink可以在腦部28平方毫米的面積上，植入96根“線”，總共包含3072個(gè)電極。此前，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了，只需要256個(gè)電極就可以實(shí)現(xiàn)一些基本的人機(jī)互動(dòng)，比如控制電腦鼠標(biāo)指針、機(jī)械臂等。有了3072個(gè)電極之后，未來可以進(jìn)行更多的人機(jī)互動(dòng)。

這款充滿黑科技味道的設(shè)備，立馬引發(fā)人們對(duì)科幻場(chǎng)景的脫韁想象：難道20年前的《黑客帝國》要來到現(xiàn)實(shí)世界了？

用“縫紉機(jī)”給頭骨鉆個(gè)孔

不得不承認(rèn)，馬斯克總是比其他的企業(yè)家要“大膽”許多。他大膽地推動(dòng)了許多關(guān)乎人類前途的項(xiàng)目，如電動(dòng)車公司特斯拉、面向太空的 SpaceX、變革交通出行方式的Hyperloop，以及面向人工智能技術(shù)研究的OpenAI。此外，還有關(guān)乎人類自身進(jìn)化的腦機(jī)接口研發(fā)公司 Neuralink——后者可以說是最為神秘的一家公司，自 2016 年 7 月成立以來，外界對(duì)其研究知之甚少。

科技評(píng)論作家Tim Urban評(píng)論說，“我確信，Neuralink技術(shù)的大膽程度，使命的偉大程度，都勝過特斯拉和SpaceX。這兩家公司重新定義了未來人類能做的事，而Neuralink重新定義了未來人類本身。”

在具體操作層面，馬斯克希望人們可以像微創(chuàng)眼科手術(shù)一樣安全無痛地植入腦機(jī)接口芯片。由于大腦在顱骨內(nèi)可以自由移動(dòng)，但植入大腦的線無法隨之移動(dòng)，日積月累的磨損最終會(huì)導(dǎo)致接口損壞。Neuralink專門發(fā)布了非常細(xì)的線，只有人頭發(fā)絲 1/4 粗細(xì)，這種線對(duì)大腦造成損傷的可能性較小。這種細(xì)線足夠靈活，可以隨大腦的移動(dòng)而發(fā)生不損壞細(xì)線本身的位移。

除了開發(fā)這種線，Neuralink 的另一個(gè)重大突破是：設(shè)計(jì)一款可以自動(dòng)嵌入這些線的機(jī)器，從而實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口連接。這款外觀與“縫紉機(jī)”類似的機(jī)器，可以用激光在頭骨上鉆孔，然后將線路植入腦中，同時(shí)可以避開大腦血管，這會(huì)減少大腦產(chǎn)生炎癥。在這條線上是一系列微小電極和傳感器，可從大量細(xì)胞中捕獲信息并將其無線發(fā)送到計(jì)算機(jī)以供分析。

目前，Neuralink的新技術(shù)已經(jīng)在小白鼠身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其最終目標(biāo)是在截癱病人身上植入設(shè)備，幫助其控制手機(jī)或電腦。不過，研究人員認(rèn)為，只有在大型動(dòng)物身上實(shí)驗(yàn)后才能證明成功，這需要一個(gè)相當(dāng)漫長的過程。

超過30年的老技術(shù)

事實(shí)上，腦機(jī)接口看似科幻，但并不是什么新科技。腦機(jī)接口的相關(guān)研究從二十世紀(jì)八十年代就已經(jīng)開始了，至今已超過30年，有不少“狂人”為之奮斗。

2004 年，布朗大學(xué)研發(fā)的BrainGate系統(tǒng)被植入到13個(gè)癱瘓病人大腦的運(yùn)動(dòng)皮層中。這個(gè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)植入者的神經(jīng)元，如果被植入者想要做出移動(dòng)手臂等動(dòng)作，大腦中的神經(jīng)元就會(huì)釋放電信號(hào)，BrainGate再將這些電信號(hào)解碼傳送到人體外的系統(tǒng)。

BrainGate已經(jīng)讓一個(gè)四肢癱瘓的女士在無看護(hù)的情況下喝到飲料，還讓另一個(gè)四肢癱瘓的女士在飛行模擬器上駕駛F-35戰(zhàn)斗 機(jī)。

俄羅斯億萬富豪伊茨科夫于2011年創(chuàng)立一個(gè)名為“俄羅斯2045”的計(jì)劃，企圖打造人類的“不死之身”。這個(gè)人類永生計(jì)劃的技術(shù)關(guān)鍵就是腦機(jī)接口。這個(gè)計(jì)劃有個(gè)激進(jìn)的時(shí)間表：到2020年，要實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)機(jī)器人“化身”的遙控;到2025年，要把人腦移植到機(jī)器人身上;到2035年，要破解人類大腦之謎，打造出“人造大腦”;到2045年，要?jiǎng)?chuàng)造出真實(shí)版的全息“虛擬人”。

最近兩個(gè)月，關(guān)于腦機(jī)接口的研究成果也很多。今年4月，加州大學(xué)的研究人員在《自然》雜志上發(fā)表的研究成果表明，他們所研發(fā)的人類語音合成系統(tǒng)，可以解碼人類下頜、喉嚨、舌頭、嘴巴等發(fā)音部位的生物信號(hào)，最終合成受試者想要說的話。

也就是說，這個(gè)腦機(jī)接口系統(tǒng)可以將腦活動(dòng)轉(zhuǎn)化為語音，腦袋里的意念不用自己動(dòng)嘴說，可以借助機(jī)器合成的語音表達(dá)出來。類似的研究早前也有人做過，主要是將腦活動(dòng)直接解碼為語音。此次研究的突破之處在于解碼過程分成兩步，并降低語音失真率。

據(jù)美國《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志6月發(fā)表的論文，美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種可與大腦無創(chuàng)連接的腦機(jī)接口，能讓人用意念控制機(jī)器臂連續(xù)、快速運(yùn)動(dòng)。研究人員表示，這一效果接近于過去需要在腦部植入傳感器的有創(chuàng)腦機(jī)接口。

當(dāng)使用這一系統(tǒng)時(shí)，人們只需佩戴一頂可測(cè)量腦電波的帽子，并在腦海中想象自己移動(dòng)手臂，而無需實(shí)際運(yùn)作手臂，就可以讓與系統(tǒng)相連的機(jī)器臂隨意念而動(dòng)，并讓機(jī)器臂追逐屏幕上的光標(biāo)。

專業(yè)人士表示，Neuralink公司的產(chǎn)品之所以能夠引起轟動(dòng)，在于它的完整性和應(yīng)用性。目前全球各個(gè)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的腦機(jī)接口研究，仍然以功能研究為主，而Neuralink公司打造出一個(gè)完整的腦機(jī)連接設(shè)備鏈：侵入鼠腦的軟電路、接收大腦信號(hào)的芯片N1、有線和無線傳輸設(shè)備、信息處理終端的手機(jī)APP。

也許我可以為你造一個(gè)世界

目前，全球已經(jīng)有眾多致力于腦機(jī)接口研究的公司，知名的公司除了Neuralink，還包括Mind Maze、Kernel NeuroPace、Rythm、BrainCo等。

曾經(jīng)的中國首富陳天橋在近年來同樣致力于腦科學(xué)前沿技術(shù)探索，并于2016年創(chuàng)立陳氏研究院。陳天橋也關(guān)注了Neuralink最新發(fā)布的腦機(jī)接口，他表示，“我期待看到明年Neuralink在人體實(shí)驗(yàn)時(shí)是如何平衡腦機(jī)接口技術(shù)，用于治病救人和大眾商業(yè)服務(wù)的關(guān)系，非常希望能夠看到在這方面有革命性的突破?！?/p>

“未來也許我可以戴上頭盔，下載一些軟件，這個(gè)軟件可以激活神經(jīng)元——也許我可以為你造一個(gè)世界

在陳天橋看來，目前腦機(jī)接口技術(shù)的主要挑戰(zhàn)有兩個(gè)，一是腦機(jī)接口技術(shù)方案是否是侵入性的，比如Neuralink選擇的就是侵入性技術(shù)方案;二是收集到的大腦信息是否足夠清晰和準(zhǔn)確?！斑@兩個(gè)挑戰(zhàn)難以同時(shí)滿足，因?yàn)轭^蓋骨的原因?！标愄鞓蛘f道，“如何平衡取決于腦機(jī)接口服務(wù)用戶的最終目的。”

最近幾年，陳氏研究院雖然很低調(diào)，但已經(jīng)有不少的研究成果。根據(jù)其官網(wǎng)，陳氏研究院的教授和學(xué)者們已共發(fā)表論文63篇。其中，2017年19篇;2018年30篇;截至今年7月，2019年發(fā)表15篇，內(nèi)容涉及自閉癥、焦慮癥、基因工程等。

陳天橋自己曾公開談?wù)撨^兩個(gè)讓他感到很興奮的發(fā)現(xiàn)：其中一個(gè)就與腦機(jī)接口相關(guān)。他發(fā)現(xiàn)，可以通過控制癱瘓病人的大腦，來模擬觸覺和感覺。比如，病人的某些部位已經(jīng)失去知覺，但當(dāng)科學(xué)家刺激腦部的一些東西，病人會(huì)有所反應(yīng)，并認(rèn)為這是有人在撓他。另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是老鼠的情緒能夠被操縱。老鼠會(huì)因?yàn)榭茖W(xué)家按下不同的按鈕而變得或安靜或暴躁。而所有的攻擊性，其實(shí)都由一組神經(jīng)元控制。

“第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明了我的一個(gè)假設(shè)，即世界實(shí)際上只是感知?！?018年7月，陳天橋在接受美國Medium平臺(tái)記者Bryan Walsh采訪時(shí)說，“這涉及一個(gè)哲學(xué)問題：究竟我們生活其中的這個(gè)世界，是真實(shí)的還是虛擬的？我真的相信，它是虛擬的?！?/p>

“另一個(gè)實(shí)驗(yàn)，則證明了我的另一個(gè)假設(shè)，即人類不過是化學(xué)機(jī)器人?！标愄鞓蛘f，“未來也許我可以戴上頭盔，下載一些軟件，這個(gè)軟件可以激活神經(jīng)元——也許我可以為你造一個(gè)世界。技術(shù)尤其是神經(jīng)科學(xué)技術(shù)，在未來會(huì)非常強(qiáng)大?！?h3>我們到底是人還是機(jī)器？

不過，“腦機(jī)連接”一旦被應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)社會(huì)，和基因編輯一樣，同樣會(huì)面臨巨大的倫理難題。

大腦的每一個(gè)欲望和目的，形成的電信號(hào)指令都是特殊的，或者電信號(hào)集都不一樣。當(dāng)芯片接收到大腦的一組信號(hào)時(shí)，根據(jù)腦科學(xué)家長期統(tǒng)計(jì)出來的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，芯片就能將它翻譯成機(jī)器指令，完成系列動(dòng)作：大腦信號(hào)組——機(jī)器行為——人的目的。

芯片與大腦功能區(qū)塊之間的柔軟電路替代神經(jīng)傳導(dǎo)，外掛機(jī)器替代了人體，倫理問題也就產(chǎn)生了。

芯片接收到的信號(hào)組意味著一個(gè)或一組欲望，這對(duì)于個(gè)人來說是極其隱私的想法。在健康的狀態(tài)中，腦中的想法應(yīng)該是封閉的，別人并不知道，只有當(dāng)我們做決定時(shí)才會(huì)通過語言和行為表現(xiàn)出最終的決定。而芯片卻能實(shí)時(shí)接收并分析、翻譯出來大腦的欲望。這意味著我們的隱私將不再隱秘，我們的內(nèi)心想法容易被外部?jī)x器記錄甚至付諸行動(dòng)。舊金山最近禁止公共場(chǎng)所使用人臉識(shí)別的智能攝像頭，后面也有深層次的倫理和隱私問題。舊金山恰恰是Neuralink公司所在地，將來腦機(jī)連接技術(shù)也將面臨隱私權(quán)如何保護(hù)的公共討論。

除了隱私問題外，腦機(jī)連接技術(shù)將大腦信號(hào)直接轉(zhuǎn)化成機(jī)器行動(dòng)，正常情況下，人類大腦會(huì)克制和猶豫，而芯片卻不會(huì)。腦機(jī)芯片很多時(shí)候并不會(huì)關(guān)心一個(gè)機(jī)器動(dòng)作的后果，不會(huì)猶豫和克制的芯片無法辨別同一個(gè)大腦信號(hào)不同場(chǎng)景下的后果，將會(huì)指令機(jī)器做出許多正常人只是一閃而過的念頭，造成沖突和犯罪。到了法庭上，法官該如何判決？是發(fā)出指令的人，還是芯片制造商和機(jī)器承擔(dān)罪責(zé)？這個(gè)困境與自動(dòng)駕駛汽車造成的車禍，由車主還是車商負(fù)責(zé)，頗為類同。

隨著腦機(jī)連接功能越來越強(qiáng)大，人將進(jìn)一步物化，人的五官將進(jìn)一步延伸，但大腦通過機(jī)械對(duì)世界的探索，是不是應(yīng)該有一些限制。例如軍事領(lǐng)域，腦機(jī)連接技術(shù)是否應(yīng)該被禁用于戰(zhàn)爭(zhēng)攻擊。使用機(jī)器對(duì)個(gè)體和人類種群的戕害，是不是應(yīng)該有邊界的限制。

如果腦機(jī)結(jié)合進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)器會(huì)替代大腦以外所有的肉體器官，眼睛、耳朵、性器官、飲食器官。人的大腦皮質(zhì)層靠各種所謂柔軟的電路連接上各種機(jī)器身體，千百萬年進(jìn)化而成的自然肉體被廢棄不用。機(jī)器壞了，另換一個(gè)，最后我們到底是人還是機(jī)器。

資料來源：微信公眾號(hào)量子位、《科技日?qǐng)?bào)》、鈦媒體、新浪科技等