近期 ， 微信朋友圈被火星人埃隆·马斯克（Elon Musk）又占领了 ， 他表示未来火星将是一个自由星球 ， 不接受地球法律的约束 。 新冠疫情期间 ， 马斯克一方面在为火星移民计划造势 ， 一方面在颠覆未来通讯行业的星链计划（Starlink）布局 ， 而在另一个脑洞大开的领域——脑机接口 ， 他创立的公司Neuralink公司 ， 研究对象为"脑机接口"技术 。
"脑机接口"就是将极小的电级植入大脑 ， 利用电流让电脑和脑细胞"互动" 。 今年8月底 ， 马斯克的团队取得了重要进展——数头猪在两个月前被植入Neuralink设备 ， 演示现场可以看到植入这一设备的猪 ， 其脑部Neuralink设备发出的实时信号 ， 无论它们是走来走去还是触碰什么东西 ， 都能转化为可探测的神经信号 。
不过 ， Neuralink刚在猪身上展示积极的结果 ， 就迫不及待地想应用于人体身上 ， 希望能够为那些记忆衰退、脊柱损伤、肢体残缺的人带来生活上的便利 。 这样做能行吗 ， 会有哪些挑战？
图片来自Neuralink
脑机接口技术到底有多神奇
早在马斯克创立Neuralink之前 ， 很多人对脑机接口技术的了解 ， 可能主要源于《骇客帝国》电影 ， 这部20年多前的电影讲述了人类世界被一个名为“矩阵”的计算机人工智能系统控制着 ， 而通过脑机接口人与机器进行交流 。 不过由于这部电影的黑科技太多 ， 因此脑机接口在当时没有给我们留下太深的印象 。
其实 ， 早在上世纪70年代 ， 美国加州大学洛杉矶分校科研人员就启动了一个脑机接口的项目 ， 这个项目的赞助方来自美国国防高级研究计划局（DARPA） ， DARPA被誉为美国“科技的核心引擎” ， 如我们广为熟知的全球定位系统（GPS）就是在该机构孕育下出现的 。 脑机接口只是DARPA孵化众多黑科技中的其中一项技术 。
【脑机接口|脑机接口真的来了吗，距离《猩球崛起》会有多远？】脑机接口 ， 通过中文的字面意思即可理解 ， 它是通过人脑和计算机相连 ， 从而能够达到人机交互的目的 ， 通常可用于研究、导航、辅助、增强以及修复人类的认知、感知和运动等功能 。 而未来计算机程序一旦能对人脑信号进行精准解读 ， 脑机接口技术就可以预测人类的行为 ， 帮助残疾人恢复他们对肢体的操控 。
目前 ， 脑机接口可以分为无创和有创两种 。 无创部分不仅可以捕捉我们的脑信号 ， 还可以通过对我们的手、腿以及肌肉释放出来的信号进行解读 ， 实际上 ， 我们每一个动作都是在大脑的指令下完成的 ， 都可以从相应的脑电波中得到解读；而有创的脑机接口 ， 虽然难度和风险更大 ， 但它的优势也是明显的 ， 那就是精准 。 对于那些有肢体残缺的人 ， 设备越精准 ， 他们释放的信号越能被理解 。 马斯克之所以先在猪的大脑里植入芯片 ， 是为了下一步在人脑中做有创植入进行准备 。
解读人脑活动 ，
现有脑机接口技术能否做到？
脑机接口是在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接交流和控制通道 ， 也就是让人脑和电脑之间产生交互 。 自从计算机发明不久 ， 我们的人脑就与计算机在进行交互 ， 只是我们借助的是鼠标、键盘以及触摸屏 ， 而在未来 ， 人机交互也许只需要通过我们的脑电波就可以向电脑发出指令 ， 在计算机强大的计算和运转下 ， 能高效地帮助人类完成许多工作 。
达到这一目的 ， 不仅需要电脑设备能精准地采集大脑发出来的信号 ， 同时也能对信号进行处理分析 ， 在输出信号环节 ， 能有针对性地对人类或动物发出指令 。
然而 ， 目前的脑机接口大部分还只是对大脑极少量的运动控制信号进行采集 ， 部分公司可以进行简单地加工和分析 ， 由于大脑过于复杂（不论是猪脑 ， 还是人脑） ， 其发出的信号我们并非完全掌握和理解 ， 大脑也被称为人类认知最后的疆界 ， 从纷繁复杂的神经元中解读大脑的特别是运动之外的意识信号 ， 其难度可想而知 ， 电影《骇客帝国》里面的场景 ， 是一种理想化的状态 。 一旦对人脑信息有非常精准的解读 ， 我们则可通过人的脑电波来预测人类的下一个行为 。
脑机接口背后涉及的伦理风险需关注
图片来自mayo clinic
Neuralink在猪身上的实验“成功”后 ， 马斯克表示希望最早在今年进行人体试验 ， 目前 ， Neuralink已被美国食品与药物管理局（FDA）认定为突破性设备 。
实际上 ， 脑机接口早已在人身上用过 。 2014年 ， 世界杯开幕式上 ， 一位截瘫青年在“机械战甲”的帮助下通过“意念”开出了第一球 ， 这是通过大脑与机器间的连接实现的 。
最近 ， 加州大学旧金山分校的科研人员将机器学习技术应用于脑机接口领域 ， 这一技术能让瘫痪者的大脑记住操控电脑的光标 ， 即不再进行日常训练 ， 这部分记忆力就可以留存一段时间 ， 从而实现“即插即用”的效果 。
脑机接口技术除了能在医疗领域发挥作用外 ， 它还能实现人脑或动物大脑功能的增强 。 在计算方面 ， 人脑比不过电脑 ， 但人脑可以处理许多复杂的信息 。 人机合成后 ， 人脑和电脑可以分别利用自身的优点来完成不同的任务 ， 未来人脑或其他动物的大脑在脑机接口技术的帮助下 ， 会变得更加强大 。
图片来自Daniel Maluka
马斯克甚至表示 ， 如果猴子植入了人类的思维 ， 那么它们可能会模仿人操作电脑 。 这一场景似乎只在电影中出现过 ， 如电影《猩球崛起》描绘的场景 ， 一只被用来进行实验的大猩猩在服用抗阿尔兹海默药物之后 ， 变得异常聪明 ， 具有超高的智慧 ， 与人类为敌 。 在马斯克的版本里 ， 实现的手段只是换成了脑机接口技术 。 尽管目前技术目前这一技术还处于初步阶段 ， 但通过脑机接口增强大脑功能会面临许多伦理困境 ， 这是未来需要我们警惕的 ， 相关的伦理话题的探讨也是必要的 。除此之外 ， 我们也应该保护使用者的隐私问题 。 芯片记录着人脑信息 ， 里面存储着我们的想法、记忆 。 如何保存好这些数据 ， 涉及到植入者的个人隐私 ， 因为我们谁都不想自己思考的东西或曾经美好而又隐秘的记忆被另外一人知道 。
作者丨纪十 科普作者
审稿丨OwlofMinerva 中科院、德国马普学会博士
参考资料
1.首个 “即插即用” 脑机接口系统诞生 ， 不再担心“记忆力”被格式化. 知识分子.http://www.zhishifenzi.com/news/multiple/9986.html
2.Shih JJ et al. Brain-Computer Interfaces in Medicine. 2012. Mayo Clin Proc.
文章由腾讯“全民爱科学”团队推出
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