脑机接口，现实版《黑客帝国》

对于“科学狂人”埃隆·马斯克来说，不隔三差五地搞个大新闻，不符合他高调的性格。

7月17日，马斯克创立的Neuralink公司发布了一款脑机接口系统。简单来说，这款脑机接口系统就是用长得像缝纫机一样的机器人，向大脑中植入4-6微米的超细柔性线，就能直接通过USB-C接口读取大脑信号，甚至可以用App连到iPhone上。

Neuralink可以在脑部28平方毫米的面积上，植入96根“线”，总共包含3072个电极。此前，实验已经证明了，只需要256个电极就可以实现一些基本的人机互动，比如控制电脑鼠标指针、机械臂等。有了3072个电极之后，未来可以进行更多的人机互动。

这款充满黑科技味道的设备，立马引发人们对科幻场景的脱缰想象：难道20年前的《黑客帝国》要来到现实世界了？

用“缝纫机”给头骨钻个孔

不得不承认，马斯克总是比其他的企业家要“大胆”许多。他大胆地推动了许多关乎人类前途的项目，如电动车公司特斯拉、面向太空的 SpaceX、变革交通出行方式的Hyperloop，以及面向人工智能技术研究的OpenAI。此外，还有关乎人类自身进化的脑机接口研发公司 Neuralink——后者可以说是最为神秘的一家公司，自 2016 年 7 月成立以来，外界对其研究知之甚少。

科技评论作家Tim Urban评论说，“我确信，Neuralink技术的大胆程度，使命的伟大程度，都胜过特斯拉和SpaceX。这两家公司重新定义了未来人类能做的事，而Neuralink重新定义了未来人类本身。”

在具体操作层面，马斯克希望人们可以像微创眼科手术一样安全无痛地植入脑机接口芯片。由于大脑在颅骨内可以自由移动，但植入大脑的线无法随之移动，日积月累的磨损最终会导致接口损坏。Neuralink专门发布了非常细的线，只有人头发丝 1/4 粗细，这种线对大脑造成损伤的可能性较小。这种细线足够灵活，可以随大脑的移动而发生不损坏细线本身的位移。

除了开发这种线，Neuralink 的另一个重大突破是：设计一款可以自动嵌入这些线的机器，从而实现脑机接口连接。这款外观与“缝纫机”类似的机器，可以用激光在头骨上钻孔，然后将线路植入脑中，同时可以避开大脑血管，这会减少大脑产生炎症。在这条线上是一系列微小电极和传感器，可从大量细胞中捕获信息并将其无线发送到计算机以供分析。

目前，Neuralink的新技术已经在小白鼠身上进行实验，其最终目标是在截瘫病人身上植入设备，帮助其控制手机或电脑。不过，研究人员认为，只有在大型动物身上实验后才能证明成功，这需要一个相当漫长的过程。

超过30年的老技术

事实上，脑机接口看似科幻，但并不是什么新科技。脑机接口的相关研究从二十世纪八十年代就已经开始了，至今已超过30年，有不少“狂人”为之奋斗。

2004 年，布朗大学研发的BrainGate系统被植入到13个瘫痪病人大脑的运动皮层中。这个系统可以监测植入者的神经元，如果被植入者想要做出移动手臂等动作，大脑中的神经元就会释放电信号，BrainGate再将这些电信号解码传送到人体外的系统。

BrainGate已经让一个四肢瘫痪的女士在无看护的情况下喝到饮料，还让另一个四肢瘫痪的女士在飞行模拟器上驾驶F-35战斗 机。

俄罗斯亿万富豪伊茨科夫于2011年创立一个名为“俄罗斯2045”的计划，企图打造人类的“不死之身”。这个人类永生计划的技术关键就是脑机接口。这个计划有个激进的时间表：到2020年，要实现人脑对机器人“化身”的遥控;到2025年，要把人脑移植到机器人身上;到2035年，要破解人类大脑之谜，打造出“人造大脑”;到2045年，要创造出真实版的全息“虚拟人”。

最近两个月，关于脑机接口的研究成果也很多。今年4月，加州大学的研究人员在《自然》杂志上发表的研究成果表明，他们所研发的人类语音合成系统，可以解码人类下颌、喉咙、舌头、嘴巴等发音部位的生物信号，最终合成受试者想要说的话。

也就是说，这个脑机接口系统可以将脑活动转化为语音，脑袋里的意念不用自己动嘴说，可以借助机器合成的语音表达出来。类似的研究早前也有人做过，主要是将脑活动直接解码为语音。此次研究的突破之处在于解码过程分成两步，并降低语音失真率。

据美国《科学·机器人学》杂志6月发表的论文，美国卡内基-梅隆大学科研团队开发出一种可与大脑无创连接的脑机接口，能让人用意念控制机器臂连续、快速运动。研究人员表示，这一效果接近于过去需要在脑部植入传感器的有创脑机接口。

当使用这一系统时，人们只需佩戴一顶可测量脑电波的帽子，并在脑海中想象自己移动手臂，而无需实际运作手臂，就可以让与系统相连的机器臂随意念而动，并让机器臂追逐屏幕上的光标。

专业人士表示，Neuralink公司的产品之所以能够引起轰动，在于它的完整性和应用性。目前全球各个实验团队的脑机接口研究，仍然以功能研究为主，而Neuralink公司打造出一个完整的脑机连接设备链：侵入鼠脑的软电路、接收大脑信号的芯片N1、有线和无线传输设备、信息处理终端的手机APP。

也许我可以为你造一个世界

目前，全球已经有众多致力于脑机接口研究的公司，知名的公司除了Neuralink，还包括Mind Maze、Kernel NeuroPace、Rythm、BrainCo等。

曾经的中国首富陈天桥在近年来同样致力于脑科学前沿技术探索，并于2016年创立陈氏研究院。陈天桥也关注了Neuralink最新发布的脑机接口，他表示，“我期待看到明年Neuralink在人体实验时是如何平衡脑机接口技術，用于治病救人和大众商业服务的关系，非常希望能够看到在这方面有革命性的突破。”

“未来也许我可以戴上头盔，下载一些软件，这个软件可以激活神经元——也许我可以为你造一个世界

在陈天桥看来，目前脑机接口技术的主要挑战有两个，一是脑机接口技术方案是否是侵入性的，比如Neuralink选择的就是侵入性技术方案;二是收集到的大脑信息是否足够清晰和准确。“这两个挑战难以同时满足，因为头盖骨的原因。”陈天桥说道，“如何平衡取决于脑机接口服务用户的最终目的。”

最近几年，陈氏研究院虽然很低调，但已经有不少的研究成果。根據其官网，陈氏研究院的教授和学者们已共发表论文63篇。其中，2017年19篇;2018年30篇;截至今年7月，2019年发表15篇，内容涉及自闭症、焦虑症、基因工程等。

陈天桥自己曾公开谈论过两个让他感到很兴奋的发现：其中一个就与脑机接口相关。他发现，可以通过控制瘫痪病人的大脑，来模拟触觉和感觉。比如，病人的某些部位已经失去知觉，但当科学家刺激脑部的一些东西，病人会有所反应，并认为这是有人在挠他。另一个发现是老鼠的情绪能够被操纵。老鼠会因为科学家按下不同的按钮而变得或安静或暴躁。而所有的攻击性，其实都由一组神经元控制。

“第一个实验，证明了我的一个假设，即世界实际上只是感知。”2018年7月，陈天桥在接受美国Medium平台记者Bryan Walsh采访时说，“这涉及一个哲学问题：究竟我们生活其中的这个世界，是真实的还是虚拟的？我真的相信，它是虚拟的。”

“另一个实验，则证明了我的另一个假设，即人类不过是化学机器人。”陈天桥说，“未来也许我可以戴上头盔，下载一些软件，这个软件可以激活神经元——也许我可以为你造一个世界。技术尤其是神经科学技术，在未来会非常强大。”

我们到底是人还是机器？

不过，“脑机连接”一旦被应用于现实社会，和基因编辑一样，同样会面临巨大的伦理难题。

大脑的每一个欲望和目的，形成的电信号指令都是特殊的，或者电信号集都不一样。当芯片接收到大脑的一组信号时，根据脑科学家长期统计出来的实验数据，芯片就能将它翻译成机器指令，完成系列动作：大脑信号组——机器行为——人的目的。

芯片与大脑功能区块之间的柔软电路替代神经传导，外挂机器替代了人体，伦理问题也就产生了。

芯片接收到的信号组意味着一个或一组欲望，这对于个人来说是极其隐私的想法。在健康的状态中，脑中的想法应该是封闭的，别人并不知道，只有当我们做决定时才会通过语言和行为表现出最终的决定。而芯片却能实时接收并分析、翻译出来大脑的欲望。这意味着我们的隐私将不再隐秘，我们的内心想法容易被外部仪器记录甚至付诸行动。旧金山最近禁止公共场所使用人脸识别的智能摄像头，后面也有深层次的伦理和隐私问题。旧金山恰恰是Neuralink公司所在地，将来脑机连接技术也将面临隐私权如何保护的公共讨论。

除了隐私问题外，脑机连接技术将大脑信号直接转化成机器行动，正常情况下，人类大脑会克制和犹豫，而芯片却不会。脑机芯片很多时候并不会关心一个机器动作的后果，不会犹豫和克制的芯片无法辨别同一个大脑信号不同场景下的后果，将会指令机器做出许多正常人只是一闪而过的念头，造成冲突和犯罪。到了法庭上，法官该如何判决？是发出指令的人，还是芯片制造商和机器承担罪责？这个困境与自动驾驶汽车造成的车祸，由车主还是车商负责，颇为类同。

随着脑机连接功能越来越强大，人将进一步物化，人的五官将进一步延伸，但大脑通过机械对世界的探索，是不是应该有一些限制。例如军事领域，脑机连接技术是否应该被禁用于战争攻击。使用机器对个体和人类种群的戕害，是不是应该有边界的限制。

如果脑机结合进一步发展，机器会替代大脑以外所有的肉体器官，眼睛、耳朵、性器官、饮食器官。人的大脑皮质层靠各种所谓柔软的电路连接上各种机器身体，千百万年进化而成的自然肉体被废弃不用。机器坏了，另换一个，最后我们到底是人还是机器。

资料来源：微信公众号量子位、《科技日报》、钛媒体、新浪科技等