腦機接口，現實版《黑客帝國》

對于“科學狂人”埃隆·馬斯克來說，不隔三差五地搞個大新聞，不符合他高調的性格。

7月17日，馬斯克創立的Neuralink公司發布了一款腦機接口系統。簡單來說，這款腦機接口系統就是用長得像縫紉機一樣的機器人，向大腦中植入4-6微米的超細柔性線，就能直接通過USB-C接口讀取大腦信號，甚至可以用App連到iPhone上。

Neuralink可以在腦部28平方毫米的面積上，植入96根“線”，總共包含3072個電極。此前，實驗已經證明了，只需要256個電極就可以實現一些基本的人機互動，比如控制電腦鼠標指針、機械臂等。有了3072個電極之后，未來可以進行更多的人機互動。

這款充滿黑科技味道的設備，立馬引發人們對科幻場景的脫韁想象：難道20年前的《黑客帝國》要來到現實世界了？

用“縫紉機”給頭骨鉆個孔

不得不承認，馬斯克總是比其他的企業家要“大膽”許多。他大膽地推動了許多關乎人類前途的項目，如電動車公司特斯拉、面向太空的 SpaceX、變革交通出行方式的Hyperloop，以及面向人工智能技術研究的OpenAI。此外，還有關乎人類自身進化的腦機接口研發公司 Neuralink——后者可以說是最為神秘的一家公司，自 2016 年 7 月成立以來，外界對其研究知之甚少。

科技評論作家Tim Urban評論說，“我確信，Neuralink技術的大膽程度，使命的偉大程度，都勝過特斯拉和SpaceX。這兩家公司重新定義了未來人類能做的事，而Neuralink重新定義了未來人類本身。”

在具體操作層面，馬斯克希望人們可以像微創眼科手術一樣安全無痛地植入腦機接口芯片。由于大腦在顱骨內可以自由移動，但植入大腦的線無法隨之移動，日積月累的磨損最終會導致接口損壞。Neuralink專門發布了非常細的線，只有人頭發絲 1/4 粗細，這種線對大腦造成損傷的可能性較小。這種細線足夠靈活，可以隨大腦的移動而發生不損壞細線本身的位移。

除了開發這種線，Neuralink 的另一個重大突破是：設計一款可以自動嵌入這些線的機器，從而實現腦機接口連接。這款外觀與“縫紉機”類似的機器，可以用激光在頭骨上鉆孔，然后將線路植入腦中，同時可以避開大腦血管，這會減少大腦產生炎癥。在這條線上是一系列微小電極和傳感器，可從大量細胞中捕獲信息并將其無線發送到計算機以供分析。

目前，Neuralink的新技術已經在小白鼠身上進行實驗，其最終目標是在截癱病人身上植入設備，幫助其控制手機或電腦。不過，研究人員認為，只有在大型動物身上實驗后才能證明成功，這需要一個相當漫長的過程。

超過30年的老技術

事實上，腦機接口看似科幻，但并不是什么新科技。腦機接口的相關研究從二十世紀八十年代就已經開始了，至今已超過30年，有不少“狂人”為之奮斗。

2004 年，布朗大學研發的BrainGate系統被植入到13個癱瘓病人大腦的運動皮層中。這個系統可以監測植入者的神經元，如果被植入者想要做出移動手臂等動作，大腦中的神經元就會釋放電信號，BrainGate再將這些電信號解碼傳送到人體外的系統。

BrainGate已經讓一個四肢癱瘓的女士在無看護的情況下喝到飲料，還讓另一個四肢癱瘓的女士在飛行模擬器上駕駛F-35戰斗 機。

俄羅斯億萬富豪伊茨科夫于2011年創立一個名為“俄羅斯2045”的計劃，企圖打造人類的“不死之身”。這個人類永生計劃的技術關鍵就是腦機接口。這個計劃有個激進的時間表：到2020年，要實現人腦對機器人“化身”的遙控;到2025年，要把人腦移植到機器人身上;到2035年，要破解人類大腦之謎，打造出“人造大腦”;到2045年，要創造出真實版的全息“虛擬人”。

最近兩個月，關于腦機接口的研究成果也很多。今年4月，加州大學的研究人員在《自然》雜志上發表的研究成果表明，他們所研發的人類語音合成系統，可以解碼人類下頜、喉嚨、舌頭、嘴巴等發音部位的生物信號，最終合成受試者想要說的話。

也就是說，這個腦機接口系統可以將腦活動轉化為語音，腦袋里的意念不用自己動嘴說，可以借助機器合成的語音表達出來。類似的研究早前也有人做過，主要是將腦活動直接解碼為語音。此次研究的突破之處在于解碼過程分成兩步，并降低語音失真率。

據美國《科學·機器人學》雜志6月發表的論文，美國卡內基-梅隆大學科研團隊開發出一種可與大腦無創連接的腦機接口，能讓人用意念控制機器臂連續、快速運動。研究人員表示，這一效果接近于過去需要在腦部植入傳感器的有創腦機接口。

當使用這一系統時，人們只需佩戴一頂可測量腦電波的帽子，并在腦海中想象自己移動手臂，而無需實際運作手臂，就可以讓與系統相連的機器臂隨意念而動，并讓機器臂追逐屏幕上的光標。

專業人士表示，Neuralink公司的產品之所以能夠引起轟動，在于它的完整性和應用性。目前全球各個實驗團隊的腦機接口研究，仍然以功能研究為主，而Neuralink公司打造出一個完整的腦機連接設備鏈：侵入鼠腦的軟電路、接收大腦信號的芯片N1、有線和無線傳輸設備、信息處理終端的手機APP。

也許我可以為你造一個世界

目前，全球已經有眾多致力于腦機接口研究的公司，知名的公司除了Neuralink，還包括Mind Maze、Kernel NeuroPace、Rythm、BrainCo等。

曾經的中國首富陳天橋在近年來同樣致力于腦科學前沿技術探索，并于2016年創立陳氏研究院。陳天橋也關注了Neuralink最新發布的腦機接口，他表示，“我期待看到明年Neuralink在人體實驗時是如何平衡腦機接口技術，用于治病救人和大眾商業服務的關系，非常希望能夠看到在這方面有革命性的突破。”

“未來也許我可以戴上頭盔，下載一些軟件，這個軟件可以激活神經元——也許我可以為你造一個世界

在陳天橋看來，目前腦機接口技術的主要挑戰有兩個，一是腦機接口技術方案是否是侵入性的，比如Neuralink選擇的就是侵入性技術方案;二是收集到的大腦信息是否足夠清晰和準確。“這兩個挑戰難以同時滿足，因為頭蓋骨的原因。”陳天橋說道，“如何平衡取決于腦機接口服務用戶的最終目的。”

最近幾年，陳氏研究院雖然很低調，但已經有不少的研究成果。根據其官網，陳氏研究院的教授和學者們已共發表論文63篇。其中，2017年19篇;2018年30篇;截至今年7月，2019年發表15篇，內容涉及自閉癥、焦慮癥、基因工程等。

陳天橋自己曾公開談論過兩個讓他感到很興奮的發現：其中一個就與腦機接口相關。他發現，可以通過控制癱瘓病人的大腦，來模擬觸覺和感覺。比如，病人的某些部位已經失去知覺，但當科學家刺激腦部的一些東西，病人會有所反應，并認為這是有人在撓他。另一個發現是老鼠的情緒能夠被操縱。老鼠會因為科學家按下不同的按鈕而變得或安靜或暴躁。而所有的攻擊性，其實都由一組神經元控制。

“第一個實驗，證明了我的一個假設，即世界實際上只是感知。”2018年7月，陳天橋在接受美國Medium平臺記者Bryan Walsh采訪時說，“這涉及一個哲學問題：究竟我們生活其中的這個世界，是真實的還是虛擬的？我真的相信，它是虛擬的。”

“另一個實驗，則證明了我的另一個假設，即人類不過是化學機器人。”陳天橋說，“未來也許我可以戴上頭盔，下載一些軟件，這個軟件可以激活神經元——也許我可以為你造一個世界。技術尤其是神經科學技術，在未來會非常強大。”

我們到底是人還是機器？

不過，“腦機連接”一旦被應用于現實社會，和基因編輯一樣，同樣會面臨巨大的倫理難題。

大腦的每一個欲望和目的，形成的電信號指令都是特殊的，或者電信號集都不一樣。當芯片接收到大腦的一組信號時，根據腦科學家長期統計出來的實驗數據，芯片就能將它翻譯成機器指令，完成系列動作：大腦信號組——機器行為——人的目的。

芯片與大腦功能區塊之間的柔軟電路替代神經傳導，外掛機器替代了人體，倫理問題也就產生了。

芯片接收到的信號組意味著一個或一組欲望，這對于個人來說是極其隱私的想法。在健康的狀態中，腦中的想法應該是封閉的，別人并不知道，只有當我們做決定時才會通過語言和行為表現出最終的決定。而芯片卻能實時接收并分析、翻譯出來大腦的欲望。這意味著我們的隱私將不再隱秘，我們的內心想法容易被外部儀器記錄甚至付諸行動。舊金山最近禁止公共場所使用人臉識別的智能攝像頭，后面也有深層次的倫理和隱私問題。舊金山恰恰是Neuralink公司所在地，將來腦機連接技術也將面臨隱私權如何保護的公共討論。

除了隱私問題外，腦機連接技術將大腦信號直接轉化成機器行動，正常情況下，人類大腦會克制和猶豫，而芯片卻不會。腦機芯片很多時候并不會關心一個機器動作的后果，不會猶豫和克制的芯片無法辨別同一個大腦信號不同場景下的后果，將會指令機器做出許多正常人只是一閃而過的念頭，造成沖突和犯罪。到了法庭上，法官該如何判決？是發出指令的人，還是芯片制造商和機器承擔罪責？這個困境與自動駕駛汽車造成的車禍，由車主還是車商負責，頗為類同。

隨著腦機連接功能越來越強大，人將進一步物化，人的五官將進一步延伸，但大腦通過機械對世界的探索，是不是應該有一些限制。例如軍事領域，腦機連接技術是否應該被禁用于戰爭攻擊。使用機器對個體和人類種群的戕害，是不是應該有邊界的限制。

如果腦機結合進一步發展，機器會替代大腦以外所有的肉體器官，眼睛、耳朵、性器官、飲食器官。人的大腦皮質層靠各種所謂柔軟的電路連接上各種機器身體，千百萬年進化而成的自然肉體被廢棄不用。機器壞了，另換一個，最后我們到底是人還是機器。

資料來源：微信公眾號量子位、《科技日報》、鈦媒體、新浪科技等