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      “超腦”進化論

      2021-03-25 08:54:34freelee
      看世界 2021年5期
      關(guān)鍵詞:腦機耳蝸馬斯克

      freelee

      1800年,亞歷山德羅·伏特—就是那位發(fā)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(nèi)。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(shù)十萬聽障人士的人工耳蝸技術(shù)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(yīng)用最廣泛的腦機接口技術(shù)。

      體內(nèi)植入物

      說起腦機接口,普通人的第一反應(yīng)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(shù)。為了視覺效果,科幻電影往往將腦機接口設(shè)計成復雜的儀器,而現(xiàn)實生活中,一塊小小的芯片加上簡單的外置裝置,已經(jīng)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(shè)備的實時通信系統(tǒng)。系統(tǒng)把大腦發(fā)出的信息,直接轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動外部設(shè)備的命令,并代替人的肢體或語言器官,實現(xiàn)人與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制,最終實現(xiàn)人與計算機之間或人與外部環(huán)境之間的通信。

      根據(jù)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(shù)手段,將讀取裝置直接與大腦或者神經(jīng)系統(tǒng)連接;非侵入式腦機接口則無需在人體上開啟創(chuàng)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(guān),因為電流可以刺激大腦和神經(jīng)系統(tǒng)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(nèi),但仍然需要以微創(chuàng)手術(shù)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(jīng)。聽覺神經(jīng)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(guān)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(fā)展至今,人工耳蝸技術(shù)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(shè)備。有企業(yè)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?qū)⒁匀踩肴梭w的“低調(diào)”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(chuàng)立的神經(jīng)連接公司(Neuralink)展示了全新腦機接口設(shè)備LINK V0.9。設(shè)備直徑僅23毫米,可以安裝在顱頂位置,使用者用頭發(fā)就能遮住設(shè)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(shè)備的小豬互動,電腦成功顯示出小豬相應(yīng)的腦部活動數(shù)據(jù)。

      神經(jīng)連接公司希望運用這項技術(shù),幫助癱瘓患者用腦部指令控制智能設(shè)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(yī)療目標之外,神經(jīng)連接公司自2017年創(chuàng)立起,就瞄準“增強人腦功能”的目標。馬斯克希望在植入設(shè)備芯片后,人腦可以直接讀取物理硬件的信息。有網(wǎng)友問到,植入設(shè)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(shè)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(guān)注的內(nèi)容,也恰恰與神經(jīng)連接公司的近期目標和遠期目標相適應(yīng)—人體的恢復與強化。

      從人工耳蝸助聽開始,醫(yī)學治療、人體恢復一直是腦機接口領(lǐng)域的關(guān)鍵詞。不少疾病都與腦部對人體管理的能力下降有關(guān)。例如,老年人健康的心腹大患—中風,本質(zhì)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(nèi)就有北京天壇醫(yī)院等醫(yī)療機構(gòu),研究采用腦機接口技術(shù)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(tǒng)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(jīng),驅(qū)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(xù)的想象行為,激活腦部相關(guān)區(qū)域的運作。羅馬薩皮恩扎大學在2015年發(fā)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(guān)腦電信息,并以圖像形式呈現(xiàn)手指活動的效果。這似乎幫助建立起“聯(lián)想”與“運動效果”之間的關(guān)聯(lián),從而帶來一定的療效。

      除了中風,無論是與神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)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(fā)布會

      人體恢復屬于腦機接口當下的重要關(guān)注點,人體強化則是腦機接口要挑戰(zhàn)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(jīng)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(wǎng)絡(luò)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(shè)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(shè)備、并能像控制自己身體那樣隨意控制設(shè)備,那該設(shè)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(tǒng)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(guān)注點,人體強化則是腦機接口要挑戰(zhàn)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(fā)揮更強潛能、成為“超腦”。早期的腦機接口研究中,腦機接口設(shè)備主要是“單向式”,即設(shè)備單向接收腦部信息。而假如腦機接口實現(xiàn)“雙向式”,大腦與設(shè)備的信息可以互相傳輸,大腦將能快速接收設(shè)備傳來的內(nèi)容。由于設(shè)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?qū)⑻嵘狡胀ㄈ穗y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(chǎn)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(quán)下,芯片可以控制他的身體行動。在這個過程中,“授權(quán)”是大腦向設(shè)備傳遞信息,“控制身體”是設(shè)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(shù)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(xiàn)分裂?有能力進行腦機接口改造的人,以更強的大腦創(chuàng)造更多的工具和財富,從而占據(jù)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(fā)表文章,討論腦機接口與人工智能的“四大優(yōu)先關(guān)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(shù)增強人體機能的特性,如果在軍事領(lǐng)域濫用將帶來巨大危害。文章“強烈建議”嚴格控制神經(jīng)技術(shù)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(quán)”?,F(xiàn)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(guān)信息量將更大。這類信息如被濫用,將對用戶的隱私構(gòu)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(lián)網(wǎng)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(jīng)技術(shù)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(xiàn)。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?shù)姆绞?,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(guān)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(shù)有關(guān),包括手術(shù)風險,以及植入物與人體的排異反應(yīng)。事故責任是安全問題的延伸,假如植入腦機接口后出現(xiàn)意外,該意外是向植入設(shè)備商、植入操作方追償,還是由個人自行承擔相關(guān)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(shù),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(jīng)疾病困擾的人士回歸正常生活時,技術(shù)造福人類的樸素想法,大概會壓過“技術(shù)恐懼癥”。

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