“超腦”進化論

freelee

1800年，亞歷山德羅·伏特—就是那位發明伏特電堆的意大利物理學家—將一組電池的兩極引出，插入自己的雙外耳道內。電路接通后，他聽到的聲音像是“帶著電火花的噼啪聲”，又好像“濃湯煮沸后的咕嘟聲”。他覺得這聲音太嚇人了，以后再未做過類似“人體實驗”。

然而正是這項實驗，成為后來造福數十萬聽障人士的人工耳蝸技術的來源。同時這也堪稱人類對“腦機接口”的最早期探索之一，因為人工耳蝸正是目前其中一種應用最廣泛的腦機接口技術。

體內植入物

說起腦機接口，普通人的第一反應可能是科幻電影《黑客帝國》中將人帶進虛擬世界的插口，或是《阿凡達》中助殘疾人遠程控制克隆有機體的“化身”技術。為了視覺效果，科幻電影往往將腦機接口設計成復雜的儀器，而現實生活中，一塊小小的芯片加上簡單的外置裝置，已經可以組合成腦機接口。

從概念上看，腦機接口是一種連接大腦和外部設備的實時通信系統。系統把大腦發出的信息，直接轉換成能夠驅動外部設備的命令，并代替人的肢體或語言器官，實現人與外界的交流以及對外部環境的控制，最終實現人與計算機之間或人與外部環境之間的通信。

根據信息讀取手段的不同，腦機接口主要有“侵入式”和“非侵入式”兩種。侵入式腦機接口需要采用手術手段，將讀取裝置直接與大腦或者神經系統連接;非侵入式腦機接口則無需在人體上開啟創口，而是用一套外置裝置采集腦電信號。

正如伏特在雙耳通電后聽到“噼啪聲”“咕嘟聲”，腦機接口與電能的使用密切相關，因為電流可以刺激大腦和神經系統的運作。在侵入式腦機接口中，植入人體的物件帶有電極。而非侵入式腦機接口中，使用者通常佩戴由多個電極組合成的腦電帽。

人工耳蝸可以大概歸類為“半侵入式腦機接口”，讀取裝置無需植入到顱內，但仍然需要以微創手術的方式放置在耳蝸中。植入裝置包括接收器、解碼器和刺激電極。其中電極用于刺激使用者仍然完好的聽覺神經。聽覺神經受到電刺激后，聽覺信息的傳遞能力得到強化，從而能讓使用者的大腦讀取相關信息，最終讓其恢復一定程度的聽覺。

《黑客帝國》劇照

人工耳蝸還包括外部裝置，一般由方向性麥克風、言語信號處理器和傳送器組成。從20世紀70年代發展至今，人工耳蝸技術日益成熟，外部裝置的大小與普通助聽器無異。所以以人工耳蝸為例，腦機接口并非像科幻電影描述的那樣必須是花里胡哨的儀器設備。有企業還在研究無外部裝置的人工耳蝸，佩戴者在外表上與常人無異。這意味著腦機接口未來或將以全植入人體的“低調”方式來運作。

意大利物理學家亞歷山德羅·伏特

“硅谷鋼鐵俠”馬斯克就以此為目標。2020年8月，馬斯克參與創立的神經連接公司（Neuralink）展示了全新腦機接口設備LINK V0.9。設備直徑僅23毫米，可以安裝在顱頂位置，使用者用頭發就能遮住設備，成為不容易被察覺的“改造人”。展示會上，馬斯克和一頭被植入了設備的小豬互動，電腦成功顯示出小豬相應的腦部活動數據。

神經連接公司希望運用這項技術，幫助癱瘓患者用腦部指令控制智能設備，以及探索治療帕金森癥、大腦或脊髓損傷等疾病的治療方案。

治療與強化

除了醫療目標之外，神經連接公司自2017年創立起，就瞄準“增強人腦功能”的目標。馬斯克希望在植入設備芯片后，人腦可以直接讀取物理硬件的信息。有網友問到，植入設備后是不是意味著能直接用芯片聽音樂時，馬斯克言簡意賅地回答“是”。另外，植入設備者未來也能用意念控制特斯拉。馬斯克的描述，已接近《阿凡達》中的“化身”效果。

╱ 非侵入式腦機接口中，使用者通常佩戴由多個電極組合成的腦電帽。 ╱

而腦機接口所關注的內容，也恰恰與神經連接公司的近期目標和遠期目標相適應—人體的恢復與強化。

從人工耳蝸助聽開始，醫學治療、人體恢復一直是腦機接口領域的關鍵詞。不少疾病都與腦部對人體管理的能力下降有關。例如，老年人健康的心腹大患—中風，本質上是腦部缺血造成腦細胞死亡，然后導致該部分細胞控制的肢體無法活動。國內就有北京天壇醫院等醫療機構，研究采用腦機接口技術治療中風。患者頭部戴上腦電采集器、存在運動障礙的肢體貼上電極片，在虛擬場景系統的指導下訓練。在這個過程中，腦電采集器會采集信號，處理信號后刺激障礙肢體的神經，驅動肢體運動。

另一種治療方向，嘗試加強“運動想象”療法的效果。運動想象是一種中風治療方案，患者不斷在腦海中想象、模擬障礙肢體的運動狀況，通過持續的想象行為，激活腦部相關區域的運作。羅馬薩皮恩扎大學在2015年發布的一項研究成果顯示，運用“運動想象”方式治療中風病人時，采用腦機接口輔助治療的病人，其康復情況比不采用腦機接口輔助的病人好。在研究中，采用腦機接口輔助的病人在想象手指的伸展活動時，腦機接口裝置將接收相關腦電信息，并以圖像形式呈現手指活動的效果。這似乎幫助建立起“聯想”與“運動效果”之間的關聯，從而帶來一定的療效。

除了中風，無論是與神經系統有關的失明、失聰、癱瘓等疾病，還是癲癇、抑郁癥等腦部疾病，都有科研人員從腦機接口的方向研究治療方案。

2020年8月28日，美國加州，馬斯克旗下的腦機接口公司Neuralink舉行發布會

人體恢復屬于腦機接口當下的重要關注點，人體強化則是腦機接口要挑戰的未來奇跡。

2016年10月，瑞士物理學家Amine進行腦機接口測試

部分方案還是起源于治療需要。例如，漸凍病患者的一大病征是思維正常、但無法進行語言交流。澳大利亞墨爾本大學血管仿生實驗室找來兩名志愿患者，通過靜脈植入腦機接口，將其大腦與電腦連接。經過培訓后，兩名患者可以以每分鐘20字左右的速度聊天，并完成網絡購物等動作。

在這個案例中，患者相當于用腦部指令取代人手，控制設備運作。顯然，按此推論，只要思維能力正常，被植入腦機接口的人也能用思維控制機器。假如一個人佩戴上特定的設備、并能像控制自己身體那樣隨意控制設備，那該設備可能通過機械功能，提升佩戴者的各項能力。典型例子如外骨骼，帶有一定的動力系統功能。佩戴支持腦機接口的外骨骼后，佩戴者的奔跑、跳躍、抬舉的能力將大幅提高。

╱ 人體恢復屬于腦機接口當下的重要關注點，人體強化則是腦機接口要挑戰的未來奇跡。 ╱

腦機接口更有可能直接刺激腦部，從而讓人類大腦發揮更強潛能、成為“超腦”。早期的腦機接口研究中，腦機接口設備主要是“單向式”，即設備單向接收腦部信息。而假如腦機接口實現“雙向式”，大腦與設備的信息可以互相傳輸，大腦將能快速接收設備傳來的內容。由于設備計算能力強，人類相當于多了一個甚至多個“AI大腦”，決策、思考的效率或將提升到普通人難以想象的級別。

倫理爭議

科幻電影《升級》描述的腦機接口，就是一款雙向式產品。主人公的大腦被植入一款人工智能芯片后，腦中多了一個“聲音”。在他的授權下，芯片可以控制他的身體行動。在這個過程中，“授權”是大腦向設備傳遞信息，“控制身體”是設備向大腦傳遞信息。

科幻電影《升級》中，格雷的身體被植入了人工智能程序STEM

而這種雙向溝通恰恰反映出腦機接口技術一大倫理爭議：假如有人可以通過腦機接口進化為“超腦”，人類群體是否會出現分裂？有能力進行腦機接口改造的人，以更強的大腦創造更多的工具和財富，從而占據更好的資源;沒有能力改造的人，其智力遠遠落后于改造者，長期下來無法與其競爭，成為受控制的“未來野蠻人”。

2017年，《自然》雜志發表文章，討論腦機接口與人工智能的“四大優先關注倫理話題”，就有涉及類似的場景。文章提到的第三項爭議正是“人體增強”，指出腦機接口技術增強人體機能的特性，如果在軍事領域濫用將帶來巨大危害。文章“強烈建議”嚴格控制神經技術在軍事上的使用。

文章另外提到的其他倫理爭議點，首先是“隱私和知情權”。現在各類腦機接口研究，均需要分析研究對象的腦部活動信息，未來腦機接口推廣的話，相關信息量將更大。這類信息如被濫用，將對用戶的隱私構成威脅。同時，文章還擔心當腦機接口直接將用戶信息暴露在互聯網時，不懷好意的信息獲取者會著手利用信息影響用戶思維。

/ 2017年，《自然》雜志文章“強烈建議”嚴格控制神經技術在軍事上的使用。 /

第二個爭議點是“能動性和身份認知”。由于腦機接口會干預大腦活動，干預的效果有可能以負面形式呈現。2016年，一名7年前開始用腦部植入物治療抑郁癥的男子表示，他覺得自己與人交流的一些不恰當的方式，似乎是植入物所導致，暗示腦機接口影響了其大腦判斷。更大的擔憂在于，腦機接口像《升級》中的芯片一樣，制造了使用者的“新人格”。

第四個爭議點是“偏見”。這個思考角度主要偏向人工智能角度，跟腦機接口關系相對不大，此處不贅。

除了《自然》文章提到的四點外，腦機接口常見的倫理問題還包括安全、事故責任、個人意志等。安全主要與開顱手術有關，包括手術風險，以及植入物與人體的排異反應。事故責任是安全問題的延伸，假如植入腦機接口后出現意外，該意外是向植入設備商、植入操作方追償，還是由個人自行承擔相關風險，這些可能成為糊涂賬。個人意志的倫理問題，集中于一些植入者無法個人表達的場景，例如想對失去語言能力的癱瘓者進行腦機接口實驗，但無法獲取患者的真實意愿。此時，誰能代表其決定允許實驗，成為一大疑問。

不過，相對于克隆、基因改造等前沿技術，腦機接口的倫理問題被重視的程度相對不高。也許這是因為腦機接口目前的主流研究，還是多針對“救死扶傷”。當腦機接口有機會幫助受大腦或神經疾病困擾的人士回歸正常生活時，技術造福人類的樸素想法，大概會壓過“技術恐懼癥”。