在文章的開篇，我想你最好奇的是，腦機接口為什麼可以改造人類呢？回答這個問題之前，我想帶你區分兩個概念，問題和謎，這是語言學家諾姆·喬姆斯基提出來的，為什麼這兩個概念這麼重要呢？因為所有未知的事物，都可以被劃分為問題或者謎。當我們面對問題的時候，雖然不知道它的解法，但不斷增加的知識會提供新的解題思路。而面對謎就不一樣了，我們只能靠猜，猜不出來就只能幹瞪眼，對找到問題的解決思路沒有任何幫助。打個比方，你參加一場數學考試，你可能會遇到難題，但是你很清楚，它有答案。如果你仔細研究或者問老師，你肯定能找到解題思路，那麼這道難題就屬於問題。
另一種情況，你拿到了一張白卷，或者卷子上是完全陌生的符號，你連題都看不懂，這就是謎。從這個思路來看，100年前的大腦就是一個謎，那個時候我們想做腦機接口，只能說是科幻。而進入21世紀以後，腦機接口卻發展得很快，很大程度上就是因為關於大腦的謎，正在被科學家們逐一攻破。而這其中最關鍵的突破，就是神經科學家開始重新理解大腦的可塑性。在這個過程中，我們才知道腦機接口真的可以用來改造人類。什麼是大腦的可塑性呢？我先問你一個問題，如果你是一個駕駛經驗豐富的老司機，你有沒有體驗過人車合一的感覺呢？所謂人車合一，就是你在開車的時候，對外界的感覺已經從自己的身體擴展到了汽車的車體，比如說你不用看你就知道車離馬路牙子有多遠。
你可能覺得，這不就是長期練習以後，形成了肌肉記憶嗎？在神經科學家看來，可沒那麼簡單，關於車感這種現象，就跟大腦的可塑性有關。這種可塑性的概念很寬泛，不過我在這裡要說的可塑性，指的是大腦能重新定義身體的邊界，大腦定義身體邊界，這個概念跟我們的常識非常不一樣，一般我們認為你自己身體的物理邊界是不會改變的，這是因為你的身體就像是一個傳感器，大腦做決策的時候，要先接受到身體傳過來的信號，然後根據這些信號判斷一下，再給身體發指令。這就好像一個軍隊指揮官，要先聽一聽偵察兵帶回來的消息，在下達作戰命令。
這麼說有點抽象，我來舉個例子，你準備喝咖啡，如果溫度合適你會直接端起來喝掉，這個過程看起來非常簡單，但是背後有一整套大腦和偵察兵互動的神經迴路。所謂神經迴路大概就是說，你手上的感覺細胞感受到了咖啡的溫度，這個信息就通過身體裡的神經網絡，傳遞給了大腦。大腦判斷出正好是我喜歡的溫度，那麼大腦就把信號再傳遞給手上的肌肉細胞，命令手端起這杯咖啡，這就是一個神經迴路的模型。但是所有的情況都是這樣嗎？會不會大腦這個指揮官，並不是時時刻刻都得聽偵察兵的呢？我們來看一個幻肢的例子，幻肢是說有些人不幸被截肢，比如說手沒了，但是他總覺得那隻手還在，而且這個不存在的手還常常會有劇烈的疼痛感，或者是僵硬的癱瘓感。這種感覺，我們稱之為幻肢痛。
如果按照我們剛才說的神經迴路模型，那幻肢痛就太奇怪了，手這個偵察兵已經不存在了，是誰給大腦提供的反饋呢？那這麼看，幻肢痛就是一個謎。這個謎困擾了科學家們很久，直到有一個著名的神經科學家拉瑪錢德朗找到了解決方法，他竟然用一個簡單的鏡箱設備，就把患肢痛給治好了。鏡箱就是一面鏡子和一個紙箱的組合，它的原理很簡單，就是病人把健全的手伸進箱子裡，通過鏡子的反射，他以為看到了自己失去的手。病人活動那隻健全的手，他就會以為自己在活動幻肢，一段時間過後，疼痛感居然就減輕了。那為什麼這麼簡單的一個設備，能治好睏擾科學家多年的難題呢？
拉瑪錢德朗認為，幻肢現象是因為失去的手，仍然被大腦定義在身體的邊界之內，具體來說這是由於大腦已經有了對身體的全局洞察，它自己會對身體有一個預判，認為還能指揮這支手，但是手卻沒有辦法給大腦反饋，所以當大腦頻繁指揮，比如說讓手活動，手卻一動不動的時候，那大腦就覺得這隻手癱瘓了，於是就有了僵硬或者疼痛的幻肢感覺。鏡箱所做的其實就是用錯覺告訴大腦，手就在這，你能夠指揮他，那麼之前的痛感，通過活動這個幻肢逐漸就消退了。神經科學家就這樣解開了幻肢的第一個謎，不過我要說的是，這個謎的解答並不是一個終點，而是腦機接口的起點。
他給做腦及接口的科學家提出了一個很真實的問題，那就是既然大腦可以隨意修改身體的邊界，那機器能不能被囊括進這個邊界呢？要回答這個問題，其實需要解開另外一個謎，那就是當身體的邊界感發生改變的時候，在大腦裡究竟發生了什麼。還是幻肢的例子給了科學家們啟發，拉瑪錢德朗發現，幻肢病人的大腦的確發生了一些真實的改變，他們的大腦皮層進行了重組。你一定知道，大腦皮層就相當於人的中央處理器，日常生活中我們大部分行為和複雜認知，都和大腦皮層有關係。那想到大腦的時候，你眼前會浮現出很多褶皺和溝壑的大腦形態，其實這個就是皮層的樣子，一般情況來說，大腦皮層上的區域，跟身體的感覺、運動是有比較明確的對應關係的。
比如指揮手的有一個專門的腦區，指揮臉的又是一個不同的腦區，可是拉瑪錢德朗在研究幻肢的時候就發現，它刺激病人的面部神經，竟然讓病人覺得自己的幻肢有被刺激的感覺。用腦磁圖的技術觀測，他們發現在大腦裡面指揮手的腦區已經不再活躍了，但是刺激面部的時候，那一部分腦區又被激活了。換句話說，面部的腦區已經霸佔了幻肢原來對應的腦區，鏡箱訓練之所以能夠有效，就是因為讓大腦糾正了這個錯誤的對應關係，大腦皮層和身體恢復了原來的指揮關係以後，疼痛感也隨之消失了。
所以回到我們最初所說的，大腦和身體的關係問題，幻肢的例子讓我們看到，大腦並不是時時刻刻都要依賴身體這個偵察兵的，大腦這位指揮官對身體也有一個全局的洞察，有他自己關於身體邊界的世界模型。不過大腦的全局洞察是可以被重塑的，皮層的重組就是大腦可塑性的一種體現，那麼這種大腦可塑性就給腦機接口提了一個新問題。既然我們用鏡箱這麼簡單的設備，經過長期的練習都可以引導大腦皮層重組，那有沒有可能，我們藉助更複雜的機器，主動刺激大腦，讓皮層重組更高效的發生呢？
有一個腦機接口產品叫BrainPort就是這麼做的，這是美國一家生物醫療器械公司開發的。他們能用一種小儀器，讓盲人用舌頭看到世界。這個小儀器的關鍵部件是一個電極晶片，像一個棒棒糖一樣可以含在嘴裡，而且還有一副能夠採集圖像的眼睛。眼睛可以收集圖像信號，比如形狀、大小、深度、角度。這些信號被轉化為不同的電刺激，通過晶片刺激盲人的舌頭，這樣的話，盲人就通過舌頭看見東西了。隨著訓練增多，舌頭的感覺皮層會侵佔視覺皮層，舌頭就更加敏銳，能夠辨別更清晰的圖像。