腦機接口，現(xiàn)實版《黑客帝國》

對于“科學(xué)狂人”埃隆·馬斯克來說，不隔三差五地搞個大新聞，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)布了一款腦機接口系統(tǒng)。簡單來說，這款腦機接口系統(tǒng)就是用長得像縫紉機一樣的機器人，向大腦中植入4-6微米的超細柔性線，就能直接通過USB-C接口讀取大腦信號，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個電極。此前，實驗已經(jīng)證明了，只需要256個電極就可以實現(xiàn)一些基本的人機互動，比如控制電腦鼠標指針、機械臂等。有了3072個電極之后，未來可以進行更多的人機互動。

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

用“縫紉機”給頭骨鉆個孔

不得不承認，馬斯克總是比其他的企業(yè)家要“大膽”許多。他大膽地推動了許多關(guān)乎人類前途的項目，如電動車公司特斯拉、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)乎人類自身進化的腦機接口研發(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，外界對其研究知之甚少。

科技評論作家Tim Urban評論說，“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?！?/p>

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接口芯片。由于大腦在顱骨內(nèi)可以自由移動，但植入大腦的線無法隨之移動，日積月累的磨損最終會導(dǎo)致接口損壞。Neuralink專門發(fā)布了非常細的線，只有人頭發(fā)絲 1/4 粗細，這種線對大腦造成損傷的可能性較小。這種細線足夠靈活，可以隨大腦的移動而發(fā)生不損壞細線本身的位移。

除了開發(fā)這種線，Neuralink 的另一個重大突破是：設(shè)計一款可以自動嵌入這些線的機器，從而實現(xiàn)腦機接口連接。這款外觀與“縫紉機”類似的機器，可以用激光在頭骨上鉆孔，然后將線路植入腦中，同時可以避開大腦血管，這會減少大腦產(chǎn)生炎癥。在這條線上是一系列微小電極和傳感器，可從大量細胞中捕獲信息并將其無線發(fā)送到計算機以供分析。

目前，Neuralink的新技術(shù)已經(jīng)在小白鼠身上進行實驗，其最終目標是在截癱病人身上植入設(shè)備，幫助其控制手機或電腦。不過，研究人員認為，只有在大型動物身上實驗后才能證明成功，這需要一個相當漫長的過程。

超過30年的老技術(shù)

事實上，腦機接口看似科幻，但并不是什么新科技。腦機接口的相關(guān)研究從二十世紀八十年代就已經(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個癱瘓病人大腦的運動皮層中。這個系統(tǒng)可以監(jiān)測植入者的神經(jīng)元，如果被植入者想要做出移動手臂等動作，大腦中的神經(jīng)元就會釋放電信號，BrainGate再將這些電信號解碼傳送到人體外的系統(tǒng)。

BrainGate已經(jīng)讓一個四肢癱瘓的女士在無看護的情況下喝到飲料，還讓另一個四肢癱瘓的女士在飛行模擬器上駕駛F-35戰(zhàn)斗 機。

俄羅斯億萬富豪伊茨科夫于2011年創(chuàng)立一個名為“俄羅斯2045”的計劃，企圖打造人類的“不死之身”。這個人類永生計劃的技術(shù)關(guān)鍵就是腦機接口。這個計劃有個激進的時間表：到2020年，要實現(xiàn)人腦對機器人“化身”的遙控;到2025年，要把人腦移植到機器人身上;到2035年，要破解人類大腦之謎，打造出“人造大腦”;到2045年，要創(chuàng)造出真實版的全息“虛擬人”。

最近兩個月，關(guān)于腦機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，最終合成受試者想要說的話。

也就是說，這個腦機接口系統(tǒng)可以將腦活動轉(zhuǎn)化為語音，腦袋里的意念不用自己動嘴說，可以借助機器合成的語音表達出來。類似的研究早前也有人做過，主要是將腦活動直接解碼為語音。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)科研團隊開發(fā)出一種可與大腦無創(chuàng)連接的腦機接口，能讓人用意念控制機器臂連續(xù)、快速運動。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)腦機接口。

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

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

也許我可以為你造一個世界

目前，全球已經(jīng)有眾多致力于腦機接口研究的公司，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)布的腦機接口，他表示，“我期待看到明年Neuralink在人體實驗時是如何平衡腦機接口技術(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，這個軟件可以激活神經(jīng)元——也許我可以為你造一個世界

在陳天橋看來，目前腦機接口技術(shù)的主要挑戰(zhàn)有兩個，一是腦機接口技術(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確?！斑@兩個挑戰(zhàn)難以同時滿足，因為頭蓋骨的原因?！标愄鞓蛘f道，“如何平衡取決于腦機接口服務(wù)用戶的最終目的?！?/p>

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^兩個讓他感到很興奮的發(fā)現(xiàn)：其中一個就與腦機接口相關(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，但當科學(xué)家刺激腦部的一些東西，病人會有所反應(yīng)，并認為這是有人在撓他。另一個發(fā)現(xiàn)是老鼠的情緒能夠被操縱。老鼠會因為科學(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，其實都由一組神經(jīng)元控制。

“第一個實驗，證明了我的一個假設(shè)，即世界實際上只是感知?！?018年7月，陳天橋在接受美國Medium平臺記者Bryan Walsh采訪時說，“這涉及一個哲學(xué)問題：究竟我們生活其中的這個世界，是真實的還是虛擬的？我真的相信，它是虛擬的。”

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

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

大腦的每一個欲望和目的，形成的電信號指令都是特殊的，或者電信號集都不一樣。當芯片接收到大腦的一組信號時，根據(jù)腦科學(xué)家長期統(tǒng)計出來的實驗數(shù)據(jù)，芯片就能將它翻譯成機器指令，完成系列動作：大腦信號組——機器行為——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)，外掛機器替代了人體，倫理問題也就產(chǎn)生了。

芯片接收到的信號組意味著一個或一組欲望，這對于個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，只有當我們做決定時才會通過語言和行為表現(xiàn)出最終的決定。而芯片卻能實時接收并分析、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)心想法容易被外部儀器記錄甚至付諸行動。舊金山最近禁止公共場所使用人臉識別的智能攝像頭，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，將來腦機連接技術(shù)也將面臨隱私權(quán)如何保護的公共討論。

除了隱私問題外，腦機連接技術(shù)將大腦信號直接轉(zhuǎn)化成機器行動，正常情況下，人類大腦會克制和猶豫，而芯片卻不會。腦機芯片很多時候并不會關(guān)心一個機器動作的后果，不會猶豫和克制的芯片無法辨別同一個大腦信號不同場景下的后果，將會指令機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器承擔罪責？這個困境與自動駕駛汽車造成的車禍，由車主還是車商負責，頗為類同。

隨著腦機連接功能越來越強大，人將進一步物化，人的五官將進一步延伸，但大腦通過機械對世界的探索，是不是應(yīng)該有一些限制。例如軍事領(lǐng)域，腦機連接技術(shù)是否應(yīng)該被禁用于戰(zhàn)爭攻擊。使用機器對個體和人類種群的戕害，是不是應(yīng)該有邊界的限制。

如果腦機結(jié)合進一步發(fā)展，機器會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器身體，千百萬年進化而成的自然肉體被廢棄不用。機器壞了，另換一個，最后我們到底是人還是機器。

資料來源：微信公眾號量子位、《科技日報》、鈦媒體、新浪科技等