腦機接口真的來了嗎,距離《猩球崛起》會有多遠?

2020-12-09 知識就是力量

近期，微信朋友圈被火星人埃隆·馬斯克（Elon Musk）又佔領了，他表示未來火星將是一個自由星球，不接受地球法律的約束。新冠疫情期間，馬斯克一方面在為火星移民計劃造勢，一方面在顛覆未來通訊行業的星鏈計劃（Starlink）布局，而在另一個腦洞大開的領域——腦機接口，他創立的公司Neuralink公司，研究對象為"腦機接口"技術。

"腦機接口"就是將極小的電級植入大腦，利用電流讓電腦和腦細胞"互動"。今年8月底，馬斯克的團隊取得了重要進展——數頭豬在兩個月前被植入Neuralink設備，演示現場可以看到植入這一設備的豬，其腦部Neuralink設備發出的實時信號，無論它們是走來走去還是觸碰什麼東西，都能轉化為可探測的神經信號。

不過，Neuralink剛在豬身上展示積極的結果，就迫不及待地想應用於人體身上，希望能夠為那些記憶衰退、脊柱損傷、肢體殘缺的人帶來生活上的便利。這樣做能行嗎，會有哪些挑戰？

圖片來自Neuralink

腦機接口技術到底有多神奇

早在馬斯克創立Neuralink之前，很多人對腦機接口技術的了解，可能主要源於《駭客帝國》電影，這部20年多前的電影講述了人類世界被一個名為「矩陣」的計算機人工智慧系統控制著，而通過腦機接口人與機器進行交流。不過由於這部電影的黑科技太多，因此腦機接口在當時沒有給我們留下太深的印象。

其實，早在上世紀70年代，美國加州大學洛杉磯分校科研人員就啟動了一個腦機接口的項目，這個項目的贊助方來自美國國防高級研究計劃局（DARPA），DARPA被譽為美國「科技的核心引擎」，如我們廣為熟知的全球定位系統（GPS）就是在該機構孕育下出現的。腦機接口只是DARPA孵化眾多黑科技中的其中一項技術。

腦機接口，通過中文的字面意思即可理解，它是通過人腦和計算機相連，從而能夠達到人機互動的目的，通常可用於研究、導航、輔助、增強以及修復人類的認知、感知和運動等功能。而未來電腦程式一旦能對人腦信號進行精準解讀，腦機接口技術就可以預測人類的行為，幫助殘疾人恢復他們對肢體的操控。

目前，腦機接口可以分為無創和有創兩種。無創部分不僅可以捕捉我們的腦信號，還可以通過對我們的手、腿以及肌肉釋放出來的信號進行解讀，實際上，我們每一個動作都是在大腦的指令下完成的，都可以從相應的腦電波中得到解讀；而有創的腦機接口，雖然難度和風險更大，但它的優勢也是明顯的，那就是精準。對於那些有肢體殘缺的人，設備越精準，他們釋放的信號越能被理解。馬斯克之所以先在豬的大腦裡植入晶片，是為了下一步在人腦中做有創植入進行準備。

解讀人腦活動，

現有腦機接口技術能否做到？

腦機接口是在人腦與計算機或其它電子設備之間建立的直接交流和控制通道，也就是讓人腦和電腦之間產生交互。自從計算機發明不久，我們的人腦就與計算機在進行交互，只是我們藉助的是滑鼠、鍵盤以及觸控螢幕，而在未來，人機互動也許只需要通過我們的腦電波就可以向電腦發出指令，在計算機強大的計算和運轉下，能高效地幫助人類完成許多工作。

達到這一目的，不僅需要電腦設備能精準地採集大腦發出來的信號，同時也能對信號進行處理分析，在輸出信號環節，能有針對性地對人類或動物發出指令。

然而，目前的腦機接口大部分還只是對大腦極少量的運動控制信號進行採集，部分公司可以進行簡單地加工和分析，由於大腦過於複雜（不論是豬腦，還是人腦），其發出的信號我們並非完全掌握和理解，大腦也被稱為人類認知最後的疆界，從紛繁複雜的神經元中解讀大腦的特別是運動之外的意識信號，其難度可想而知，電影《駭客帝國》裡面的場景，是一種理想化的狀態。一旦對人腦信息有非常精準的解讀，我們則可通過人的腦電波來預測人類的下一個行為。

腦機接口背後涉及的倫理風險需關注

圖片來自mayo clinic

Neuralink在豬身上的實驗「成功」後，馬斯克表示希望最早在今年進行人體試驗，目前，Neuralink已被美國食品與藥物管理局（FDA）認定為突破性設備。

實際上，腦機接口早已在人身上用過。2014年，世界盃開幕式上，一位截癱青年在「機械戰甲」的幫助下通過「意念」開出了第一球，這是通過大腦與機器間的連接實現的。

最近，加州大學舊金山分校的科研人員將機器學習技術應用於腦機接口領域，這一技術能讓癱瘓者的大腦記住操控電腦的光標，即不再進行日常訓練，這部分記憶力就可以留存一段時間，從而實現「即插即用」的效果。

腦機接口技術除了能在醫療領域發揮作用外，它還能實現人腦或動物大腦功能的增強。在計算方面，人腦比不過電腦，但人腦可以處理許多複雜的信息。人機合成後，人腦和電腦可以分別利用自身的優點來完成不同的任務，未來人腦或其他動物的大腦在腦機接口技術的幫助下，會變得更加強大。

圖片來自Daniel Maluka

馬斯克甚至表示，如果猴子植入了人類的思維，那麼它們可能會模仿人操作電腦。這一場景似乎只在電影中出現過，如電影《猩球崛起》描繪的場景，一隻被用來進行實驗的大猩猩在服用抗阿爾茲海默藥物之後，變得異常聰明，具有超高的智慧，與人類為敵。在馬斯克的版本裡，實現的手段只是換成了腦機接口技術。儘管目前技術目前這一技術還處於初步階段，但通過腦機接口增強大腦功能會面臨許多倫理困境，這是未來需要我們警惕的，相關的倫理話題的探討也是必要的。 除此之外，我們也應該保護使用者的隱私問題。晶片記錄著人腦信息，裡面存儲著我們的想法、記憶。如何保存好這些數據，涉及到植入者的個人隱私，因為我們誰都不想自己思考的東西或曾經美好而又隱秘的記憶被另外一人知道。

作者丨紀十 科普作者

審稿丨OwlofMinerva 中科院、德國馬普學會博士

參考資料

1.首個 「即插即用」 腦機接口系統誕生，不再擔心「記憶力」被格式化. 知識分子.http://www.zhishifenzi.com/news/multiple/9986.html

2.Shih JJ et al. Brain-Computer Interfaces in Medicine. 2012. Mayo Clin Proc.

文章由騰訊「全民愛科學」團隊推出

轉載請註明來自科普中國

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