腦機(jī)接口技術(shù)：人類能與人工智能相連？

就像古希臘人夢(mèng)想在天空翱翔一樣，今天的人們總是夢(mèng)想著將大腦與機(jī)器融合來(lái)解決令人討厭的死亡問(wèn)題。人類心靈能夠與人工智能、機(jī)器人和其它心靈通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)(BCI)直接相連，從而超越人類壽命的限制嗎?

在過(guò)去的50多年里，全世界的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室和科技公司的研究人員已經(jīng)在這一領(lǐng)域獲得驚人的進(jìn)步。最近伊隆·馬斯克和布萊恩·約翰遜等成功企業(yè)家已經(jīng)公布了新的目標(biāo)，試圖通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)增強(qiáng)人類能力。那么，將大腦與科技相連的成功距離我們還有多遠(yuǎn)?當(dāng)我們的大腦與機(jī)器相連時(shí)會(huì)帶來(lái)怎樣的影響?

美國(guó)運(yùn)動(dòng)感知神經(jīng)工程學(xué)研究中心(CSNE)的研究人員Eb Fetz是這一領(lǐng)域最早的先驅(qū)者之一。在1969年，當(dāng)時(shí)私人電腦甚至都還沒(méi)有問(wèn)世，他就表明猴子能夠通過(guò)增強(qiáng)它們的腦電波信號(hào)來(lái)操控一個(gè)轉(zhuǎn)盤上的指針。

最近腦機(jī)接口技術(shù)領(lǐng)域的許多研究都以改善那些癱瘓或者患有嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)殘疾的人們生活質(zhì)量為目標(biāo)。你可以在最近的新聞中看到研究人員獲得的成績(jī)。匹茲堡大學(xué)的研究人員借助大腦中記錄的信號(hào)來(lái)操控一只機(jī)器手臂。斯坦福大學(xué)的研究人員能夠從癱瘓病人的腦電波中提取運(yùn)動(dòng)意圖，讓他們無(wú)線操控一臺(tái)平板電腦。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電信號(hào)傳遞到大腦內(nèi)或者大腦皮層時(shí)，就會(huì)有一些有限的虛擬感覺(jué)傳遞回大腦。這一研究最早的應(yīng)用涉及到視覺(jué)和聲覺(jué)康復(fù)治療。最早期的仿生眼具有嚴(yán)重的視覺(jué)障礙，而改善后的版本正在進(jìn)行人類臨床實(shí)驗(yàn)。此外，人工電子耳蝸已經(jīng)成為最成功而且最普遍的仿生植入物之一，全世界超過(guò)30萬(wàn)患者正借助這種聽(tīng)力裝置生活。

目前最復(fù)雜的腦機(jī)接口技術(shù)是雙向腦機(jī)接口技術(shù)(BBCI)，這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠接收神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)還能夠刺激神經(jīng)系統(tǒng)。研究人員將雙向腦機(jī)接口技術(shù)視作治療中風(fēng)和脊髓受傷患者的一種全新康復(fù)工具。研究人員已經(jīng)表明，雙向腦機(jī)接口技術(shù)能夠用于增強(qiáng)兩個(gè)大腦區(qū)域之間或者大腦與脊髓之間的連接，而且能夠變更受傷區(qū)域的信息傳遞路線來(lái)激活麻痹的肢體。

隨著這些技術(shù)的成功，你或許認(rèn)為腦機(jī)接口即將成為下一個(gè)用戶的消費(fèi)必需品，但是這項(xiàng)技術(shù)仍然處于早期階段。腦機(jī)接口技術(shù)的一些展示表明我們?nèi)匀贿€有很長(zhǎng)一段路。當(dāng)借助腦機(jī)接口技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，與肢體健康人群的日常生活相比，實(shí)驗(yàn)者的動(dòng)作很緩慢而且精準(zhǔn)度較低。仿生眼為人們提供了分辨率較低的視力，人工電子耳蝸能夠傳遞有限的談話內(nèi)容，而且會(huì)讓音樂(lè)體驗(yàn)失真。

想要讓這些技術(shù)成功，必須通過(guò)外科手術(shù)植入電極，而這種方式是現(xiàn)在的大多數(shù)人都不考慮的。研究人員稱，并非所有的腦機(jī)接口技術(shù)都是侵入性的。非侵入性的腦機(jī)接口技術(shù)不需要進(jìn)行外科手術(shù)，它們是建立在頭皮腦電波掃描的基礎(chǔ)上，而且用于演示操控鼠標(biāo)指針、輪椅、機(jī)器手臂、無(wú)人機(jī)和人形機(jī)器人等，甚至還有腦腦之間的直接交流。

但是所有這些演示都是在實(shí)驗(yàn)室中的，實(shí)驗(yàn)室中的房間是非常安靜的，而且測(cè)試者思想集中，實(shí)驗(yàn)也持續(xù)了足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)證實(shí)概念的可行性。但是這些系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)世界中難以滿足實(shí)際使用所需要的速度和穩(wěn)定性。即使借助植入電極，也會(huì)帶來(lái)其它問(wèn)題，比如說(shuō)我們大腦構(gòu)造的復(fù)雜性。我們都清楚每個(gè)神經(jīng)元和數(shù)千個(gè)鄰居共同構(gòu)建了一個(gè)超大的網(wǎng)絡(luò)，但是這對(duì)于神經(jīng)工程師來(lái)說(shuō)有著完全不同的含義。

假設(shè)，你想要了解一群朋友正在進(jìn)行的一個(gè)復(fù)雜話題的談話，但是你只允許傾聽(tīng)一個(gè)人的話語(yǔ)。你或許只能夠聽(tīng)到這位朋友話語(yǔ)中的粗淺內(nèi)容，而且絕對(duì)無(wú)法聽(tīng)到全部細(xì)節(jié)并分辨所有談話的細(xì)微差別。即使目前最好的大腦植入物也只能夠讓我們一次傾聽(tīng)大腦的一小部分信息，我們可能已經(jīng)獲得了一些令人敬佩的成績(jī)，但是我們還無(wú)法完全掌控大腦的全部信息。

研究人員認(rèn)為其中還存在一些類似于“語(yǔ)言障礙”的困難。神經(jīng)元通過(guò)復(fù)雜的電信號(hào)或者化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)彼此之間的交流。這種天然的神經(jīng)元語(yǔ)言可以用電路進(jìn)行解釋，但是并不容易破解。同樣，當(dāng)我們借助電刺激向大腦發(fā)送信號(hào)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“口音”問(wèn)題。這就會(huì)讓神經(jīng)元難以理解這種刺激想要表達(dá)的信息內(nèi)容。

最后，這項(xiàng)技術(shù)可能還存在一些大腦損傷問(wèn)題。大腦組織是柔軟而且有彈性的，而我們連接腦組織所使用的導(dǎo)電材料通常是非常硬的。這意味著我們使用的植入電極通常會(huì)帶來(lái)傷疤和免疫反應(yīng)，也就是說(shuō)植入物會(huì)隨著時(shí)間逐漸失效。未來(lái)柔軟的生物相容性纖維或許能夠最終解決這一難題。

盡管面對(duì)著這些挑戰(zhàn)，科學(xué)家們對(duì)于生物學(xué)未來(lái)信心十足。腦機(jī)接口技術(shù)并不需要完美，大腦有著驚人的適應(yīng)能力，而且能夠?qū)W會(huì)使用這項(xiàng)技術(shù)，在某種程度上就像我們學(xué)習(xí)駕駛汽車或者使用觸屏界面的新技能。同樣，大腦能夠?qū)W會(huì)翻譯新型感覺(jué)信息，而且可以使用磁脈沖等非侵入性的方式傳遞信息。

科學(xué)家認(rèn)為雙向腦機(jī)接口技術(shù)或許能夠成為搭建神經(jīng)連接的必要一步。打造這樣一種雙向腦機(jī)接口是他們的研究目標(biāo)。最近借助電子療法進(jìn)行的靶向治療也獲得了令人激動(dòng)的成功，這種療法使用微型植入物直接向內(nèi)臟器官傳遞指令來(lái)治療疾病，完全不需要藥物。

研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的方式來(lái)克服電信號(hào)與生物信號(hào)之間的語(yǔ)言障礙。比如說(shuō)注射“神經(jīng)花邊”或許能夠成為一種有希望的方式，讓神經(jīng)元旁邊長(zhǎng)出植入性電極而不是排斥它們。此外，柔軟的納米線探針、柔軟的神經(jīng)元支架和玻璃碳接口或許能夠讓計(jì)算機(jī)在未來(lái)與我們?nèi)祟愑淇旃泊妗?/p>

伊隆·馬斯克最新創(chuàng)建的Neuralink公司已經(jīng)提出提出一個(gè)終極目標(biāo)，借助腦機(jī)接口技術(shù)增強(qiáng)人類大腦，讓人類能夠在與人工智能的競(jìng)賽中勝出。他希望人類的大腦能夠通過(guò)技術(shù)連接增強(qiáng)自身的能力，這樣或許能夠讓人類避免面臨一個(gè)人工智能遠(yuǎn)超過(guò)人類的社會(huì)。這樣的情景或許看起來(lái)很遙遠(yuǎn)而且是人類想象出來(lái)的，但是我們不應(yīng)當(dāng)漠視這種想法。畢竟15年前自動(dòng)駕駛汽車還被認(rèn)為是屬于科幻的領(lǐng)域，現(xiàn)在卻已經(jīng)上路行駛。

將我們?nèi)祟惖拇竽X直接與技術(shù)相連或許最終將成為一種自然過(guò)程，人類隨著老化會(huì)借助技術(shù)來(lái)增強(qiáng)自身，比如說(shuō)人類曾經(jīng)借助輪椅克服兩足行走的障礙，借助寫下來(lái)的符號(hào)增強(qiáng)記憶等。就像現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔一樣，當(dāng)人機(jī)接口設(shè)備最終進(jìn)入消費(fèi)者市場(chǎng)時(shí)，它們將成為一種興奮、沮喪、風(fēng)險(xiǎn)和希望并存的產(chǎn)物。

在不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷完善，并且當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)能夠讓殘疾人的個(gè)體能力超越人類限制時(shí)，我們就會(huì)真正意識(shí)到一系列問(wèn)題，比如說(shuō)隱私、一致性、身份和平等性等。一個(gè)由哲學(xué)家、臨床醫(yī)生和工程師組成的團(tuán)隊(duì)正在積極探索這些涉及倫理、道德和社會(huì)公平性的問(wèn)題，并且想要在這一領(lǐng)域失去控制之前提供神經(jīng)倫理方面的指導(dǎo)方針。