「腦計劃」實現遙遙無期！腦機接口靠譜嗎？

2020-07-15 海州青年

人腦是宇宙中最複雜的系統之一，它包括至少一千億個各種類型的神經元，以及由10的15次方個連接構成的複雜神經網絡。對於大腦的系統研究，已成為科研界下一個必爭之地。1989起美國、歐洲、日本、韓國等相繼啟動大型腦科學項目，中國於2016年也計劃推出相關項目。

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一個多世紀以來對大腦的探索才僅觸及到了表層。對於大腦這個如此龐大而又複雜的系統來說目前的科學認知幾乎是空白。當前動物研究的最高水平是可同時從約1000個神經元中取樣，但人腦有上千億個神經元。要破解它們共同包含的巨大奧秘，看起來像不可能完成。

倫理方面也有不少擔憂。「腦計劃」中的一些技術設想如果實現，便有可能用於操縱神經元，這不僅讓人擔心會產生「讀心術」，還對大腦是否會被控制感到憂慮。究竟是人類控制機器還是機器統治人類。科幻片中的潘多拉魔盒會不會就此打開？所以探索大腦的同時，還要加強生命倫理問題的研究，以探索解答伴隨「腦計劃」科研發展而引發的相關倫理、法律和社會意識等方面的問題。

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隨著計劃一步一步的推進，電影中類似科學怪人通過人工智慧控制人類的場景將會變得可能！目前已經有應用於醫療領域了，意念傳輸，意念操控義肢已經在實驗室中實現了。

這是一門橫跨各個科學領域的學科，理科生、工科生、醫學生、文科生都能找到立足點！還在抱怨沒趕上風口嗎！加油吧騷年們！無數問題等著你們解決呢。

腦機接口的學科地圖

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腦機接口歷史重要裡程碑

  • 1924年，德國精神病學家Hans Berger發現了EEG。
  • 1969年，華盛頓大學醫學院利用猴子進行腦電生物反饋的研究。
  • 1990年代，Nicolelis完成對老鼠運動腦電波的初步研究後，在夜猴內實現了能夠提取皮層運動神經元的信號來控制機器人手臂的實驗。
  • 1999年，哈佛大學的Garrett Stanley試圖解碼貓的丘腦外側膝狀體內的神經元放電信息來重建視覺圖像。
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  • 2000年後，Donoghue小組實現恆河猴對計算機屏幕上的光標的運動控制來追蹤視覺目標，其中猴子不需要運動肢體。
  • 2009美國南加州大學的Theodore Berger小組研製出能夠模擬海馬體功能的神經晶片。該小組的這種神經晶片植入大鼠腦內，使其稱為第一種高級腦功能假體。
  • 2012年巴西世界盃——機器戰甲，身著機器戰甲的截肢殘疾者，憑藉腦機接口和機械外骨骼開出了一球。
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巴西世界盃的機器戰甲

2014年，華盛頓大學的研究員通過網絡傳輸腦電信號實現直接腦對腦交流。

2016年12月，美國明尼蘇達大學的Bin He與他的團隊取得一項重大突破，讓普通人在沒有植入大腦電極的情況下，只憑藉「意念」，在複雜的三維空間內實現物體控制，包括操縱機器臂抓取、放置物體和控制飛行器飛行。該研究成果有望幫助上百萬的殘疾人和神經性疾病患者。

2017年2月，史丹福大學電氣工程教授KrishnaShenoy和神經外科教授JaimieHenderson發表論文宣布他們成功讓三名受試癱瘓者通過簡單的想像精準地控制電腦屏幕的光標，這三名癱瘓患者成功通過想像在電腦屏幕上輸入了他們想說的話，其中一名患者可以在1分鐘之內平均輸入39個字母。

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1）如何從大腦中獲取正確的信息？

2）如何將正確的信息發送到大腦？


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目前從機到腦卻幾乎是沒什麼進展，可能要等到大腦神經學科系統有了系統性突破進展才能迎來曙光一絲曙光。

從機到腦什麼意思？也就是將感知反向編碼成能為被大腦讀懂的信號，並且成功的讓人腦接收到。舉個例子，能否把你抱著小狗時的觸感或是你的想像記錄並通過機器反向至大腦重現給你，重建感覺、觸覺、味覺。換句話說，當「從機到鬧」如果實現，那麼現實與虛擬世界將沒有邊界！這將產生有史以來最大的倫理問題。

好消息是從腦到機已經有了一些研究成果。

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根據上圖表，腦機接口的摩爾紀律，以平均7.4年才能使可同時記錄的神經元數量翻倍的速度計算，要達到同時記錄100萬個神經元需要等到2100年，而要記錄人腦中的所有神經元（幾百億個），再來個200年差不多。

埃隆·馬斯克創立的Neuralink就是在致力於加速攻克腦機接口的帶寬問題。

2020年7月9號，馬斯克在其個人推特上爆出了關於「腦機接口」的即將取得重大突破，將會於今年8月28日進行公布。

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所以讓我們拭目以待吧！

最後附上腦機接口公司top10和研究機構top20，當然還有很多神秘機構在秘密研究，朋友們請自行腦補吧！

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希望該領域也出現一個類似華為那樣的公司，讓我們一起加油，一起期待！

相關焦點

  • 什麼是「腦機接口」？馬斯克的「腦機接口」能幹啥？
    ）將被高緯度腦機接口的輸出信號精確控制，同時腦機接口的輸入信號，即傳感器的信號 ，將送達到皮層感覺區。腦機接口，正是利用了腦電波和注意力的相關關係，當α波/β波或θ波/β波的比例上升時，可認為專注度上升；反之，比例下降則意味專注度下降。這就好比給大腦裝了一個遙控器，直接通過「腦力」來控制一件物品。腦電波作為腦科學基礎理論研究的重要手段，除了利用腦電分析注意力之外，對腦電信號更深入的解讀可以實現更多樣化的腦機接口。
  • 中美首份8000字長文解析:可實現意識打字、心靈控制的腦機接口到底...
    如果說當今什麼技術最接近科幻，那麼一定是腦機接口。 腦機接口的研究已經實現了意識打字（1分鐘之內平均輸入39個字母），還實現了心靈控制，比如人類控制小鼠行為，讓其完成複雜任務。還實現了一部分的意識上傳，甚至讓人懷疑意志是否自由。
  • 2020進度條過半，馬斯克心心念的「人體腦機接口實驗」會成嗎？
    2016年，谷歌旗下的Alpha Go在圍棋界大殺四方，風頭無雙後，馬斯克低調建立了腦機接口公司Neuralink，稱將進軍醫療界，通過腦機接口來對抗癲癇、重度抑鬱、帕金森等疾病。 但馬斯克的目的顯然不止於此，他一直強調自己的終極目標是實現人類與AI的結合，「如果你不能戰勝AI，那就加入它們」。
  • 被馬斯克吹上風口的腦機接口:「人機共存」是在玩火?
    但是實現這個的前提是：你需要在沒有任何問題的大腦上開顱並且植入電極。這就是我們下面要說的腦機接口。腦機接口，字面意義其實很簡單，它是連接「大腦」和「機器「之間的一套媒介系統。那大腦指的是什麼呢？腦（Brain）指的是有機生命形式的腦或神經系統」，而並非僅僅是抽象的心智，例如你吃火鍋時的腦花吃的就是這個「腦」。
  • 「腦機接口」技術:讓「腦控」成為現實
    這得益於「腦機接口」技術的創新發展，自上世紀70年代「腦機接口」技術誕生以來，經過近半個世紀的發展，如今已能實時捕捉大腦複雜神經信號，並用來直接控制外部設備，使得人和機械可以作為一個生命不同組成部分而共存。人腦思維控制外部物體不再是幻想，電影中的科幻情景已開始大步走進人們的生活。
  • 腦機接口,賽博格時代的忒修斯之船?
    到了2017年，BrainGate 團隊實現了通過植入式腦機接口控制植入式功能性電刺激裝置，相當於在原本神經迴路的斷口處利用外接計算機進行修復連接，使得脊髓損傷病人可以通過大腦活動控制自己的手臂，自主進行一些日常活動。至此，這種閉環的腦機接口操縱才在本質上非常接近我們在科幻作品中看到的未來感形象，腦機接口裝備成為人類自然身體一部分的想法才真正成為可能。
  • 腦機接口先驅尼古萊利斯:人類無法實現數字永生
    ·尼古萊利斯 文丨記者 徐路易 實習記者 孫小雪 科幻作品中的意念控制、心靈感應，甚至數字「永生」，會通過腦機接口技術得以實現嗎？ 作為腦機接口技術的先驅者之一，尼古萊利斯團隊首次完成了腦機接口在靈長類動物身上的實驗，提出並證明了動物和人類受試者可以利用他們的大腦電活動，通過腦機接口（BMI）直接控制神經假體裝置。
  • 腦機接口，你準備好了嗎？
    最近有個新聞深深震撼了我，「矽谷鋼鐵俠」馬斯克28日舉辦發布會展示了腦機接口的重大進展。什麼是「腦機接口」？分為單向腦機接口和雙向腦機接口。單向，顧名思義，就是外部設備接受大腦提供過來的信號，來控制外部設備。或者反過來，外部設備發送信號來影響大腦。雙向就是允許腦和外部設備間的雙向信息交換。
  • 腦機接口先驅尼古萊利斯：人類無法實現數字永生
    技術先驅者之一、杜克大學神經工程學教授米格爾·尼古萊利斯文丨記者 徐路易 實習記者 孫小雪科幻作品中的意念控制、心靈感應，甚至數字「永生」，會通過腦機接口技術得以實現嗎作為腦機接口技術的先驅者之一，尼古萊利斯團隊首次完成了腦機接口在靈長類動物身上的實驗，提出並證明了動物和人類受試者可以利用他們的大腦電活動，通過腦機接口（BMI）直接控制神經假體裝置。
  • 腦機接口會徹底「消除」殘疾嗎？
    ，會被馬斯克攻克嗎？相比之下，鋼鐵俠馬斯克更容易幹成類似的事情，他有足夠的錢，而且樂於做一些關乎「人類命運」的事情，如清潔能源、火星探測等等，同樣地，他也是腦機接口的先驅者。前一段時間，馬斯克舉行了一場發布會，向人們展示最新的腦機接口技術。觀眾可以看到新設備僅有一枚硬幣大小，通過手術植入頭骨，就好像安裝在大腦裡的Sensor。
  • 你知道什麼是「腦機接口技術」嗎？
    ，從而實現腦與設備的信息交換。如果將腦機接口技術的發展劃分為三個階段：第一階段是科學幻想階段，第二階段是科學論證階段，第三階段也就是當下所處的階段，主要聚焦用什麼技術路徑來實現腦機接口技術，將出現各種各樣的技術方法，進入「技術爆發期」。當下，腦機接口技術可分為侵入式和非侵入式兩大類：侵入式腦機接口是指在大腦中植入電極或晶片。人的大腦中有上千億個神經元，通過植入電極，可以精準地監測到單個神經元的放電活動。
  • 什麼是腦機接口技術？
    腦機接口，是指在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接，從而實現腦與設備的信息交換。當人類思考時，大腦皮層中的神經元會產生微小的電流。人類進行不同的思考活動時，激活的神經元也不同。而腦機接口技術便可以靠直接提取大腦中的這些神經信號來控制外部設備，它會在人與機器之間架起橋梁，並最終促進人與人之間的溝通，創造巨大價值。其實在很早之前，科學家就已經有了製造早期腦機接口技術的想法，但由於技術的限制，一直沒有什麼實質性的進展。在此後的時間裡，人們針對該技術的算法和應用不斷創新。
  • 馬斯克的腦機接口技術使人類實現長生不死的夢想更進一步
    如果證明人的思維就是完全的腦電波，馬斯克的腦機接口技術做到讀取人的腦電波並進行存儲、分析、解讀，不就可以實現人的思維永生嗎？在這種意義上，如果完整記錄、讀取並保存一個人在物理壽命死亡結束前幾十年的腦電波思維，是不是就實現了長生不死呢？
  • 腦機接口難題不少
    ——腦機接口。腦機接口是在人與外部設備間創建的信息連接通路。通過解碼腦信號，將其轉換為可被識別的命令信號，實現人與機器或外部環境之間的交互。1973年，計算機科學教授雅克·維達爾首次在學術期刊上提出「腦機接口」的概念。2014年巴西世界盃開幕式上，一名截癱男子用思維控制機械外骨骼成功開球。如今，腦機接口已成為腦科學、神經科學等領域最受矚目的研究方向之一。
  • 用意念控制萬物，這會成真嗎？腦機接口是如何實現人機互聯的？
    腦機接口。腦機接口這個東西，大家多多少少都應該聽過，早在2019年，科技狂人馬斯克旗下的Neuralink公司就發布了自己的第一代腦機接口產品，而在2020年，Neuralink的第二代產品又面世了，第二代的腦機接口相比第一代要先進了很多，可以實現人機無線傳輸，而且個頭也縮小到了硬幣的規模。
  • 《攻殼機動隊》中的腦機接口到底能不能實現?
    （原標題：《攻殼機動隊》中的腦機接口到底能不能實現？）然而，意識能否直接和人工智慧，機器人，或者其他意識通過腦機接口（BCI）技術連接，從而打破人類自身的局限性？過去的50年中，來自全球各大學實驗室，公司的研究人員在實現這個目標的道路上取得了令人矚目的進展。最近，埃隆·馬斯克（Neuralink，「神經交聯」公司），布萊恩·詹森（Kernel，「內核」公司）等成功企業家已宣布成立新的公司，致力於研究通過腦機接口提高人類的能力。
  • 腦機接口專家觀點:大腦植入晶片能否實現心靈感應?
    EDN曾經連續報導過腦機接口方面的技術，譬如《大腦植入晶片，馬斯克的 Neuralink 腦機接口距離佩戴還有多遠？》，《又一腦機接口（BCI）與癱瘓患者成功實現交互學習》等等，那麼，在大腦中植入晶片除了能進行神經方面的控制外，能否實現傳說中的心靈感應嗎？我們來看看專家的觀點。
  • 未來是否可以完全實現「腦機接口」?
    Brain-Computer interface（腦機接口）腦機接口是指在人或動物的大腦中與外部設備間建立的直接通路，計算機接受腦傳來的命令，做出操作，而大腦也可以接受來自電腦的信號。腦機接口如今隨著現代科技的迅速發展，曾經影視中的種種也慢慢開始貼近並應用於現實生活中。
  • 馬斯克口中的「腦機接口」真這麼神?
    在那之後，腦機接口研究匯集了全世界工程學、心理學、電腦科學和神經生物學界最傑出的科學家，各大基金會和商業巨頭爭先恐後的注入資金，甚至連美國軍方都參與了進去[2]，整個領域渡過了要人有人要錢有錢的50年發展期。2017年，特斯拉的創始人，億萬富翁埃隆·馬斯克公開表示，自己名下的Neuralink公司將會在未來幾年內實現腦機接口的商業應用[3]。
  • 腦機接口技術如何具體實現?用不用做手術植入電極
    人類心靈能夠與人工智慧、機器人和其它心靈通過腦機接口技術（BCI）直接相連，從而超越人類壽命的限制嗎？在過去的50多年裡，全世界的大學實驗室和科技公司的研究人員已經在這一領域獲得驚人的進步。最近伊隆·馬斯克和布萊恩·詹森等成功企業家已經公布了新的目標，試圖通過腦機接口技術增強人類能力。那麼，將大腦與科技相連的成功距離我們還有多遠？當我們的大腦與機器相連時會帶來怎樣的影響？