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给大脑加个芯片 《黑客帝国》中的未来要登场了吗

2019-08-07 09:42      点击:

脑机接口:马斯克开出的又一味未来药方

中国新闻周刊记者/彭丹妮

发于2019.8.5总第910期《中国新闻周刊》

 


“任何有关于人工智能发展速度的预测,都指向其将超越人类。”马斯克2016年曾表示,对此,这位“硅谷钢铁侠”提出的解决方式是在人类大脑中加入一层人工智能,让人类与机器更快更直接地通信,在另一种意义上实现“进化”。次年,马斯克宣布启动一个新公司:Neuralink。

低调进行研究两年后,在今年7月17日的一场互联网直播首秀中,Neuralink公司带来了其最新的脑机接口技术。这款系统用长得像缝纫机一样的机器人,向大脑中植入超细柔性k8.com官方网址电极来监测神经元活动,并将信号传导至外部机器,实现人机交互。马斯克表示,希望Neuralink可以帮助治疗脑部疾病,保护和增强人类的大脑,并最终将人类与人工智能融合在一起。

赛博朋克是科幻小说的一个分支,情节通常围绕黑客、人工智能及大型企业之间的矛盾而展开。Neuralink新脑机接口系统的发布,甚至引发了人们对于赛博朋克时代提前来临的讨论:《黑客帝国》《超验骇客》等科幻电影中描绘的人机共生的震撼未来是否将要登场?

对此,美国___大学研究脑机接口的神经生物学教授Andrew Schwartz告诉《中国新闻周刊》,我们对于脑科学知之甚少,科幻作家们描绘的世界不过是一种猜测;在可以预见的20年内,如果这种技术能够应用于人体,那么最实际的可能性是在医疗领域。

站在巨人的肩膀上

Neuralink并不是第一家也不是唯一一家脑机接口领域的掘金者,早在1990年代,BCI就已成为研究热点。迄今为止,人与机器之间的沟通形式一直仅限于手工输入和语音交互,科研人员设想借助脑机接口,开辟人机之间一个全新的交流方式——通过大脑向机器直接发指令,即用意识控制机器。

就像一个无线遥控器一样,大脑的运动皮层指挥躯体的行动。擅长以幽默的文风阐释复杂问题的写作者Tim Urban解释,基于运动皮层的脑机接口的目的,就是当这个遥控器发出一些命令的时候,脑机接口能够收集到这个命令,将其传达给比如假肢、机械或计算机。神经连接你的运动皮层和你的手,而脑机接口就负责连接你的运动皮层和一台计算机,就是这么简单。

实现大脑信号收集与传达的过程,要涉及一系列工程难题。比如,打开颅骨插入电极的侵入式接口。虽然有探测神经元信号质量较高的优点,但也存在感染风险、生物相容性差等问题。2006 年,一位脊髓麻痹患者接受了BCI 植入,他可以控制电脑鼠标,甚至玩游戏。从那以后,作为科学研究的一部分,陆续有瘫痪病人在实验室实现机器人手臂移动等动作控制。

他们使用的系统均为BrainGate,是世界上第一个类似的脑机接口系统,由布朗大学开发。科研人员将一种名为“犹他阵列”的电极列阵植入瘫痪病人的运动皮层。当病人想要抬手或做其他活动时,电极便可检测到被这些意图激活的神经元,然后将信号传导给机器,让其完成对应命令。

BrainGate系统中使用的犹他电极是一组坚硬的针,最多适用于 128 个电极,使用起来就像往大脑里扎进一个刺猬,对人体不够友好。这种材质在长期使用中还会逐渐暴露出弊端,比如,大脑在颅骨内可以自由移动,但针无法随之移动,日积月累的磨损最终会导致接口损坏。

近来,根据动物实验的结果,最先进的电极是比利时公司Imec研发的神经像素,上面集成了960个记录位点,可以一次收集成千上万个脑细胞的数据,不过这只是单根电极,无法实现记录的广度。

相较而言,Neuralink使用的这套系统在96根电极线上挂满3072个触点,比以往的脑机接口技术能够传输更多的数据。更妙的是,这种电极线由薄而柔韧的聚合物材料制造,柔软而灵活,且直径仅约为人类头发的四分之一。这些电极线就像一串串珍珠,只不过在这条导电线上串起来的是一系列微小电极和传感器,它们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。

这些柔性电极都会被埋藏在皮质中,随着大脑浮动,所以不用担心像“钢针”般的犹他阵列那样会划伤大脑组织的问题,由于这些高分子细线足够灵活,随大脑的位移也不会磨损自身。一位生物科学领域的教授接受《纽约时报》采访时评论称,Neuralink线程的灵活性的确是一个进步,不过,研究人员仍然需要证明这种电极线可以在大脑环境中长时间生存,因为这种环境中的盐溶液会使许多塑料变质。