Neuralink：讓人腦連接電腦

鄭赫

由日本著名動畫改編的《攻殼機動隊》正在世界各地火熱上映。當人們對各種眼花繚亂的未來科技應接不暇，并對電影中未來人類與機器融合后的社會變遷產生熱議之時，億萬富翁埃隆？馬斯克又開始了他的未來新探索——實現人機互聯，在大腦（中樞神經系統）和外部計算設備之間建立直接通信路徑，通過數字世界與中樞神經系統的連接來增強或修復人類認知。

近日，馬斯克這個不折不扣的未來主義太空探險家推出了一個新項目：一家位于美國加州，名為 Neuralink的“醫療研究公司”，旨在開發腦機接口。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，或許在不遠的將來，馬斯克便會通過Neuralink將其變為現實。

新項目的誕生

據悉，馬斯克這個項目是受到了科幻小說的啟發——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“神經織網”的設備。根據該科幻小說里的情節，人們在大腦皮層上植入了半有機的電子網格設備，能夠和人工智能實現無線連接，并創建自己的大腦思維備份。

在Banks的科幻小說里，安裝了“神經織網”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“復活”。當然，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了自己的觀點——希望實現人類思想的上傳和下載，這樣將有助于對抗邪惡的人工智能。

馬斯克認為，Neuralink公司所要打造的概念產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。事實上，如今在醫療行業里，已經有類似的治療方案出現了，人們在帕金森患者的大腦里植入電極，通過調節大腦電子活動來緩解癥狀。在大腦中直接植入電子產品本身并不新鮮。在已經成功的實驗中，植入的傳感器能讓癱瘓的人們使用腦信號來操作計算機并移動機器人手臂。

根據《華爾街日報》報道，Neuralink公司的啟動資金很可能會由馬斯克本人或是硅谷創投大佬皮特？泰爾旗下的Founders Fund創投基金提供。此外，《華爾街日報》還稱，目前Neuralink公司已經招募了三名員工，分別是來自美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Vanessa Tolosa，一位柔性電極專家；來自加州大學舊金山分校的教授Philip Sabes，他的研究方向是如何讓大腦控制運動；以及來自波士頓大學的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。企業家布萊恩？約翰遜2013年將他以前的支付創業公司Braintree的支付業務以8億美元的價格賣給PayPal，創立了一家致力于“神經接口”治療疾病和延伸認知的公司——Kernel。

而Neuralink公司的三位專家將會基于腦機接口開展工作，他們首先選擇的腦機接口是——腦門（BrainGate），這款早期腦機接口技術允許人們通過大腦思維，在電腦屏幕上一個一個選擇字母，然后拼湊成一個句子信息。通過在大腦初級運動皮層植入電極，腦門系統能夠將人們的思想轉換為運動操作，當人類大腦開始發出運動信號的時候，這種思維就會被轉換成為電腦光標的運動。不過，該技術目前的研發進度非常緩慢，馬斯克顯然等不及了，他希望在Neuralink公司的支持下，加快開發。

當然，還有其他一些腦機接口實驗，比如利用計算機來控制昆蟲和老鼠的運動。2002年，科學家曾推出過一個“Robo Rat”項目，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中心的區域，來操作老鼠向左走和向右走。現如今，這種技術已經比較常見了，比如科學家為兒童開發過一款名叫RoboRoach的科學工具，能夠讓孩子們給蟑螂植入“大腦”，繼而控制它們的運動。

現階段，我們還不清楚像Robo Rat和RoboRoach這樣的技術是否能在人類身上應用，畢竟人類的大腦要復雜得多，而且我們對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，他說道：“人類已經算是半個電腦人或是半機械人了。或許只需要四到五年時間，我們就會擁有一個有意義的腦機接口。”

一直在突破的人機互聯

在過去的十年時間里，科學家們已經開發出了一些成功的腦機接口，在人機互聯方面也取得了一些成果。

此前，MIT的科學家發現了可以將科幻變成現實的新纖維，這種新纖維比頭發絲還細。他們表示自己制造的系統可以把光學信號和藥物直接送入大腦，并通過電子控制面板來持續監控不同輸入在大腦中產生的效果。

“通過采用比之前設備更有機的方式，我們構建了和大腦組織進行溝通的新型神經接口。”MIT的研究人員、材料科學工程助理教授Polina Anikeeva說。

因為人腦不僅規模龐大，而且同時會使用多種信號，所以對它的研究本來就非常困難。此外，傳統的神經探針只能記錄一種信號，也限制了任意時刻從大腦導出的信息量。通過使用比頭發絲還細的復雜纖維，MIT的科學家可能找到了消除這種限制的新技術。這種新技術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組織特性很相似，使得它在不損害周圍精細脆弱的大腦組織的條件下，能在人體待更長時間。

為達到這種效果，科學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。”

新纖維制造工藝的關鍵在于制造大量預制品，預制品纖維內部需要被分成所需的多個通道：光波導通道傳播光，空心管通道運送藥物，導電電極通道傳播電信號。

通過在單纖維中組合不同的通道，就能精確映射神經活動。比如，光通道傳輸的光可以實現光遺傳技術神經激勵，產生的影響可由嵌入電極監控。與此同時，可通過空心管將單一或者多種藥物注入大腦，神經元的相應電信號也會被記錄，從而能夠實時判定藥物的真實作用。這樣，就能同時模擬大腦的多種信號，最終幫助實現神經失調的治療，而單功能神經探針是無法實現這種功能的。

MIT的科學家表示，這種新的植入設備系統可以在不傷害大腦組織的情況下向大腦傳遞光信號、注射藥物。此外，只需制造相關任務所需的特定通道組合，這個植入系統也可以被調整以應用到特定的研究或治療中。

Anikeeva說：“你可以得到應用范圍很廣的設備。此外，這種纖維制造的系統最終可能幫助實現大腦、脊髓不同區域反應的精確映射，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）的設備。”

這項新技術的成果意義深遠，將擴充對大腦功能基本理解的發展至關重要的工具集。

任重而道遠

神經科學家認為，Neuralink和Kernel正在努力達成的人機互聯技術或許會成真，但時間可能比馬斯克預測的四五年要更長一些。腦部手術目前仍然是高風險的：植入物是否會移位，從而限制其使用壽命；植入電極的人對于海量的信息與復雜的傳輸如何應對，是否需要長時間的訓練，這些都是未知的風險。

多倫多大學神經科學和助理教授布萊克？理查茲說：“在21世紀，這是完全可能的。”未來今日學院首席執行官艾米？韋伯指出，Neuralink公布的是十多年來華盛頓大學、杜克大學以及其他地方進行的人機交互界面研究的一部分。她表示，像Neuralink這樣過多炒作可能會導致另一個“AI冬天”。隨之而來的會是因許多承諾沒有兌現而造成的研究經費減少。

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備和醫療應用程序，但是一旦無法實現這一潛力，投資者就會失去熱情，把資金投入到其他地方。”