雖然學術大佬們表示新款腦機接口未體現神經解碼進展，但還是要誇一下這位夢想家。他讓技術變得優雅，更為人所接受。
馬斯克現場展示腦機接口設備，僅一枚硬幣大小
作者 | 徐斯佳
在剛剛過去的8月，「極客商人」埃隆馬斯克舉辦的一場技術發布會再次引發熱議。
會上展示了其2016年創立的Neuralink公司所研發的一款「新型腦機接口」（The LINK）：一枚硬幣大小的晶片樣設備被植入小豬大腦，不到頭髮絲1/10細的電極與大腦多個功能區相連，將捕捉到的大腦信號無線傳輸到電腦，後者根據這些信息準確預測出了小豬運動時各關節的位置。
現場還展示了一款微創手術機器人，能將這種設備精確嵌入人的顱骨，並以每分鐘192個的速度向腦組織中植入電極。整個手術在1小時內完成，人體無需全身麻醉，術後當天就能出院。
新型腦機接口的構造簡約精巧 |整理自neuralink.com
科技感爆棚的描述，很自然讓人聯想到「記憶複製」、「意念交流」等科幻片中人腦的酷炫開發。但發布會上馬斯克卻沒有提及這些誘人概念，而是低調地稱這款腦機接口設備的應用切入點是醫療，包括耳聾、失明、阿爾茲海默症、癱瘓等神經系統疾病，以及抑鬱、焦慮、成癮等精神障礙。
其實，The LINK最大的亮點也並不在醫學上。比如，在小豬身上演示的收集腦信號預判肢體的運動，現在醫院裡給肢體麻木、肌肉無力的患者做的肌電圖檢查就是類似原理，只要幾百塊錢就能做，還不用手術。而醫用的腦機接口設備，也早在幾十年前就有了。
腦機接口設備其實早在我們身邊
腦機接口(Brain-Computer Interface, BCI)顧名思義，是在大腦和機器間建立信號傳輸接口的技術。聽起來高大上，但其實並不是什麼新概念。
早在上世紀70年代誕生的人工耳蝸，可謂迄今技術最成功、應用最普及的腦機接口。對於聽覺神經完好，卻因耳蝸損壞、無法將外界聲音傳遞給大腦的患者，人工耳蝸就能起到信號傳遞的作用：佩戴在耳外的麥克風和語音處理器負責收集聲音，然後傳給事先經手術植入耳內的天線和電極，轉換成電衝動，最後傳給聽覺神經，大腦就能「聽到」到各種聲音了。雖然這樣聽到的聲音會損失很多細節，不能完全替代正常聽覺，但也能幫助患者改善生活。
人工耳蝸是目前最成功的「腦機接口」，聲音被設備處理成電刺激傳給聽覺神經 | 作者整理
不僅是聽覺，大腦的各種知覺本質上都是神經電衝動。理論上，只要外部刺激能通過電子元件轉變成大腦可接收的信號，就能產生相應的知覺。基於這個概念，與人工耳蝸相類似的人工視網膜、電子鼻、觸覺手套等腦機接口產品，也都陸續被開發了出來。
近年來，面向癱瘓病人的機械肢技術也在不斷進步，帶來不少溫暖人心的時刻。
2014年巴西世界盃開幕式上，少年利亞諾·平託通過腦機接口踢出了他癱瘓後人生中的第一球 | reddit.com
這樣看來，無論從醫學原理，還是設備功能上，The LINK其實並未展示突破性的成果。那為什麼還會引起如此熱烈的反響呢？
The LINK確實講了個引人入勝的故事
其實The LINK最激動人心的地方在於材料和工程技術上的創新，而這可能打破了腦機接口技術發展的壁壘。
馬斯克並不是個傳統意義上的科研人員，他是個很會說故事的商人，知道什麼樣的產品更吸引人、更能推向市場。
外觀上，The LINK很容易讓人聯想到蘋果公司的產品——充滿簡約之美。對比其他腦機接口設備，這枚僅2.3cm x 0.8cm的「顱骨硬幣」足夠精緻小巧。更別說它還與時俱進地結合了多種人們熟悉的現代科技：無線藍牙數據傳輸，手機app管理；24小時續航晶片，並支持10米以內的無線充電……可以說是相當體貼大眾了。
而最重要的是，The LINK是一款優雅的植入式腦機接口。
以往研究大腦深層功能的植入式設備，要做開顱手術植入晶片，而且能植入的電極數量也非常有限，金屬或者玻璃的材質容易引起排異反應。總體上創傷大，風險高，研究僅局限於小規模的動物實驗。
而與之對應的非植入式的腦機接口設備，好比這種滿腦袋插滿電極的頭套，從頭皮表面採集信號。暫且不提這頂著一堆線的粗陋形象，關鍵是這樣收集到的腦電信號容易被環境噪音幹擾，精度大打折扣。
非植入式的頭套電極。| theconversation.com
人們也嘗試過其他更抗噪的方法，比如磁共振掃描。大腦的某個區域活躍時，局部的血流也會發生變化，通過收集不同行為時大腦的血流分布圖，也能整理出一定規律。
但不管怎樣，這些非植入式設備仍有難以逾越的壁壘：無法做到雙向信號傳輸，只能由大腦向外單向輸出信號。而即使是這樣的單向傳輸，外部設備能接收到的信號也非常籠統模糊。
我們知道，大腦具有多任務性，比如你的手指不斷刷著手機屏幕才能讀到這裡。隔著皮膚收集的信號，或掃描的整體圖像，都是大腦眾多信號疊加後的產物，無法反映出大腦內部各個功能區域的運行、協作情況，更別提破解大腦信號的編碼機制了。
再者，每個人都擁有獨一無二的記憶和情感，世界上也沒有完全相同的大腦。設備繁瑣的非植入式接口難以普及，研究只能獲得極少數人的大腦活動數據，那麼得到的結論必然無法適用到廣泛人群，對人腦認知原理的研究難免如管中窺豹。
所以，要了解大腦的多任務工作模式，以及人類行為和情感的個體化差異，研發能接觸腦組織、多區域採集信號的植入式腦機接口，是必然趨勢。
在此不得不佩服馬斯克的毒辣眼光。2015美國哈佛大學的一個團隊發明了一種導電聚合物網狀材料，這種微米級的纖細材質十分柔軟、具有流動性，可通過注射植入活體內。由於兼具納米電極和半導體的性質，這簡直是植入式腦機接口夢寐以求的材料。該研究於2015年8月正式發表於《自然納米科技》期刊，之後不到1年，馬斯克就成立了Neuralink公司，並開始以這種材料為基礎，研發新型植入性腦機接口。於是就有了現在的The LINK。
The LINK能向大腦植入多達1,024個電極，觸及更多大腦區域。和腦中血管的直徑相比，僅5微米細的電極侵襲性很低，植入過程中能有效避開血管位置，減少出血。並且，這種聚合物和細胞的相容性很好，不易引起排異反應，插入部位組織損傷的修復物質滲出少，電信號傳遞的靈敏性更高。
The LINK的核心材料是一種可注射的導電聚合物，右圖為該材料與腦部血管對比 |作者整理
一項新技術如果能做到容易使用、容易理解，安全可行，就更有可能收穫人們的興趣和信心，從而招募到更多專業人才、志願受試者和資金，這將非常有利於科學研究和應用推廣。從發布會的效果來看，無論從科學還是商業角度，The LINK都足夠吸睛。大家有興趣可以去瀏覽一下Neuralink的官方網頁，感受一下文案。
https://neuralink.com/
科幻與現實：看似近在咫尺，實則遠隔光年
The LINK能做到信號的無線傳輸，那麼理論上，只要有對應的電子接口，信號就能被接收並傳達指令。也就是說，大腦「動動念頭」就能隔空驅動其他物體。
你可能並不需要像哈利波特一樣召喚掃把。但試想能把一輛特斯拉召喚到身邊，是不是還挺帥的？這在技術上其實已經不是什麼難事了。
但人們感興趣的遠不止於此。如果人腦的信息可以自由地上傳或下載，那麼無論多複雜的知識和技能我們短時間內就能學會。在《黑客帝國》電影中，崔妮蒂打了個電話就在腦中下載了直升機的駕駛程序，還記得那句淡定的「Not yet」嗎？
不會駕駛直升機不要緊，在大腦中下載一個程序，就分分鐘搞定。|《黑客帝國》
而做到這一點的前提是掌握大腦的信息編碼模式，並在大腦和計算機之間直接進行高流量的雙向信息傳輸。
又或者，當我們對大腦的功能區域劃分了如指掌後，對每個人都無法逃避的情感問題，就可以選擇只關閉負面的情緒來減輕痛苦了。
如果痛苦情緒可以像開關一樣被關閉。| 《吸血鬼日記》
而這些是人類技術迄今無法企及的。人類可以編寫電腦程式，來解讀部分大腦信號，但對腦內信號的編碼機制依舊知之甚少。
雖然馬斯克聲稱The LINK的無線傳輸是雙向的，外部信號能對小豬的大腦能產生影響，但到底是怎樣的影響他也沒說，咱也不敢多問，想必是會讓小豬尷尬的。
人類大腦含有860億個神經元，和無數的次級突觸，The LINK的區區1,024個電極看得到的只能算是頭上的一小片星空，而在那之外是無垠的宇宙。就算按照摩爾定律「每18個月晶片的性能提高一倍」，腦機接口要能全面收集人腦神經網絡的信號，也得等到猴年馬月了。
但好消息是，神經科學家們推算，當腦機接口產品能夠同時監測100萬個神經元的實時信號時，就足以達到用人腦操控交通工具、人機互動無需滑鼠鍵盤，直接通過腦機接口傳遞信息的程度了。那麼假設The LINK的1,024條電極，每條只測量一個神經元活動，距離理想中具備100萬個神經元帶寬的腦機接口，大約需要15年的時間，也就是大概2035年前後，這就有盼頭多了。
十幾年後的「腦機交互」，或許可以期盼一下。|來自網絡
可能有人會說，和基因編輯技術一樣，腦機交互達到一定境界後難免會引發安全性和倫理上的難題，這項技術是又一個「潘多拉」魔盒。
但無論如何，科技的進步勢在必行。縱觀整個人類的進化史，其實就是一部連續數千年的「人類認知史」。而眼下，人類文明要通往全新的高度，也只有建立在對大腦的認知不斷深入的基礎上，否則在這個信息爆炸的時代，對信息量的接受和處理，對世界個體的了解終將令我們不堪重負。而只要達爾文的「適者生存法則」依舊成立，能幫助人類適應時代變化的技術也將得以保留和發展，而無法適應的個體或技術也終將被淘汰。
（責編 高佩雯）
題外話：
「極客商人」改造人類社會的野心
深挖了一番新型腦機接口的技術背景後，對馬斯克的產品發布會的評價又出現了各種聲音。有人稱他展示的新型腦機接口為「人類下一階段文明的鑰匙」，也有人認為這和他既往的各個創業項目一樣，科技外殼的華麗下實際並沒有多少實質性亮點，而且在缺乏數據支撐的情況下，把還沒有達到的功能吹噓得太玄乎，對一些關鍵難題卻避重就輕，實在缺乏學術的嚴謹態度。
但像上文中已經說到的，馬斯克本來就不是傳統的科研人員，他最擅長的是挖掘科技項目規模化商業推廣的潛力。對於被他稱為0.9版的The LINK腦機接口，當下最要緊的或許正是畫個美好的藍圖，聚攏頂尖人才，吸引資金，繼續技術攻關。事實上他確實在這麼做，Neuralink公司創立才短短4年，卻已經是行業內的佼佼者，並刺激了整個行業的加速發展。
這位淨資產超過1000億美元的「科技發燒友」常常腦洞大開，語出驚人，大有「能用錢解決的問題都不是問題」的「壕」爽。
但難得的是，這位老兄並不是只在嘴上立flag，他吹的牛幾乎都能變成現實，而且效率很高。從可回收火箭、太空網際網路「星鏈」計劃、地下高速隧道，到這次的腦機接口，馬斯克那些大膽超前，科技感炸裂的創業項目都在不斷為人們帶來驚喜。
同時我們還要看到，除了敢想敢做不差錢，國家的基礎科研實力也是造夢的必要支撐。如果沒有這種質地纖柔的導電聚合物做可注射型電極，The LINK的突破性就缺少了最重要的材料基礎。另一方面，醫學、材料學、物理、工學等基礎學科的交叉融合，科研人員、商人、乃至普通民眾共同關注、參與的項目才更有機會創造出超常的成果。
用馬斯克本人的話說，一件事只要在物理上無法證明不可行，那就是肯定可以做到的，至於其他的困難都可以克服。他也正是以這種理念鼓勵他的團隊，不計一切代價以最快的速度達到目標。這種乘風破浪的精神，可能正是在沒有超級英雄也沒有超能力的現實中，支持著我們帶著效率有限的大腦和容易疲憊的身心，不斷勇攀高峰的力量吧。
參考資料：
1.https://www.csee.umbc.edu/2015/02/debate-ethics-of-brain-computer-interface-technology/
2. https://www.who.int/bulletin/volumes/97/3/19-020319/zh/
3. Liu J, Fu T M, Cheng Z, et al.Syringe-injectable electronics[J]. NatNa, 2015, 10(7): 629-636.