人人都能成為X教授，這樣的日子離我們還有多遠？

大家是怎麼打開這篇文章的呢？是不是大腦運動皮層激活手指肌纖維，點擊屏幕上的某個區域，促使設備CPU載入本頁？

有朝一日，這一切都可能被淘汰。

因為，一些聰明人投入了大量時間與財力，設法在你的思緒形成之時，就用計算機將其讀取出來。也就是說，不用你動一根手指，機器就知道你的所思所想，並提供你需要的信息。

那麼，這樣的未來還有多遠？我們不妨看一看現階段腦機界面的發展水平，以及在「入駐」人腦之前，它們還面臨哪些挑戰。

腦機介面（BCI）研究始於幾十年前，但有時候，如此大膽的技術要想實現，我們還需要一個能讓火箭降落在海上浮動平台的億萬富豪。

最近，伊隆·馬斯克（Elon Musk）透露，他正在研發此類技術，消息一出，一度引發熱議。但實際上，「讀心機」的源頭可以追溯到近一個世紀前的神經科學研究。

1924年，德國精神病學家漢斯·伯格（Hans Berger）對一名17歲少年進行了神經外科手術，並首次錄下了病人的腦電圖。他將發現的兩種腦電波命名為α波和β波。時至今日，這些腦電活動依然在腦部疾病的檢測中起到重要的輔助作用。

通過在患者頭皮上貼上電極，讓探測到的腦電波以圖形形式顯示在屏幕上，醫生們就可以尋找異常現象，進而對腦部健康作出判斷。比如，棘波也許代表癲癇或癲癇發作，而慢波也許是腫瘤或中風的結果。阿茲海默病、發作性嗜睡病和腦損傷等也可以從腦電波中觀測出來。

走向腦機直接通信

上世紀70年代，比利時一位名叫雅克·維達（Jacques Vidal）的電氣工程師開始思索一個問題：這些電信號的用途能否拓展到醫療領域之外？

1973年，他發表了經同行評審的論文《走向腦機直接通信》，首次描述了「腦機界面」（他也被公認為該名詞的發明者），並探索了其可行性：即從腦部讀取電信號，再將其轉化為計算機指令。

「這些可觀測的腦電信號能否在人機通信中充當信息載體，或者用來控制假肢或飛船等外部裝置？」這位退役的空軍中尉寫道，「以當前的計算機科學和神經生理學水平來看，這樣的壯舉也許指日可待。」

用意念控制假肢

事實證明，這個日子要比維達預想中來得更遲一些，但就腦機介面的運用方式而言，他還是頗有先見之明的。

在2014年的巴西足球世界盃上，世界各地的科學家合作呈現了「再次行走計劃」（The Walk Again Project），他們展示了行動輔助技術的最新進展：由人腦控制的外骨骼。他們使用一組非侵入式電極，讀取一位截癱者的腦部信號，繼而將指令傳遞給截癱者穿戴的輕質外骨骼，幫助他為世界盃開球。

另一種行動障礙解決方案是從非侵入型的腦電波設備中讀取數據，用於重建手部和腿部的3D動作，使一位下肢癱瘓者用已經癱瘓的雙腿重新行走，並讓一位四肢癱瘓的病人通過大腦實施控制，藉助機器手臂吃上巧克力。

用意念駕駛宇宙飛船

那太空飛船呢？當然，我們還沒有走到那一步，不過美國宇航局（NASA）正在探索其可能性。

2013年，NASA與英國埃塞克斯大學的科學家合作了一個項目，其中，兩位被試者通過腦機介面，控制了一艘虛擬太空飛船。該研究旨在探索腦機介面控制星球探測器的潛力，不過，我們離實際運用還有很長一段距離。

與此同時，用無人機取而代之，不算太寒磣吧？無人機已經成為腦機介面技術的常用試驗品。人腦控制的四軸飛行器和固定翼無人機已經出現，有的機構還舉辦了競賽，以推動這一技術的發展。

去年4月，佛羅里達大學的神經科學家們舉辦了首場腦控無人機競賽，要求操縱人員只用自己的意念，指揮無人機飛過終點線。這項技術利用腦電波設備收集腦信號，繼而將其轉換為無人機的控制輸入。所以，你不用將操縱桿向左掰，只需想著把它往左掰就行了。

不過，腦控無人機競賽並非純粹為了觀賞，它還有一個目的，就是促進腦機介面領域的進一步發展，以期有一天，這些設備能進入日常生活。賽事組織者之一、佛羅里達大學計算機、信息科學與工程學院院長鬍安·吉爾伯特（Juan Gilbert）告訴我們，他們正在取得一些不錯的進展。

「再過幾周，我們就要籌辦第二屆腦控無人機競賽了，我們已經啟動了一些項目。」他在接受採訪時說，「我們有一個名為Brainwords的項目，試圖將腦機介面變成身份認證器，相當於將意念設為密碼。我們還有一個由中國聯想公司贊助的項目，旨在實現意念擊鼓。我們還在設計一種新型腦機介面，它可以讓普通大眾使用起來更方便。另有一個項目是構建工具，使腦機介面便於App開發者使用。此外，我們還在研究如何利用腦機介面監測腦部活動。」

到目前為止，非侵入式腦機介面（如腦電波帽）在讀取電信號時，都是隔著層層頭骨和組織，因此會摻雜很多噪音，使用途受到限制。要獲得最清晰的信號，實現它「遊戲規則改變者」的潛力，我們就得更靠近信號源頭。

腦膜之內的狂歡

雖然需要手術，並存在感染風險，但一旦植入腦部、直接接觸腦組織表面，腦機介面就能實現最佳信號質量，科學家也能藉此大展身手。

雷澤博士（左）和他的病人伯克哈特

2014年，俄亥俄州立大學神經調節中心主任、醫學博士阿里·雷澤（Ali Rezai）在伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）的運動皮層表面植入了一枚4×4毫米的微晶元。

伯克哈特今年26歲，他19歲時在跳水中受傷，導致四肢癱瘓。醫生希望通過晶元和專門定製的演算法，加上刺激手臂肌肉的袖筒裝置，能繞過受損的脊髓神經，讓伯克哈特用思維控制自己的手指和手掌。

「結果非常理想。」雷澤說，「伊恩是用思維控制（癱瘓的）手和手臂的第一人。一開始，他的手腕和手掌能大致動一動。過去兩年半來，他的表現超過了我們的預期，可以進行越來越複雜的動作，連他自己都沒有想到，比如快速開合手掌，運動手指，抓取並握住杯子、牙刷、手機、鑰匙和信用卡等物體；擰開和擰緊罐子；攪拌咖啡；將瓶子里的水倒出來；握住手機；吃飯，梳頭，甚至玩電腦遊戲。」

最近還有一個例子，同樣是繞過受損的脊髓神經，一名肩部以下高位截癱的男子得以重新控制癱瘓的肌肉。為實現這一效果，科學家在他的運動皮層內，植入了兩片藥丸大小的96通道電極陣列，並在他的手臂上連接了另一組電極。經過一些訓練之後，他只需想像著移動手臂或手掌，這些腦信號就可以轉化為電脈衝，促成手臂肌肉動作。

因此，當前的腦機介面已然實實在在地影響著殘疾人士的生活。但伊隆·馬斯克認為，這些機器的能耐還可以更大。

人人可用的腦機介面？

2008年前後，主要面向消費者的腦電波設備開始從實驗室慢慢進入市場。NeuroSky和Emotiv是該領域早期的兩家參與者，它們都希望推廣意念控制的電腦遊戲。

如今，市面上的非侵入式腦電波設備多是用來檢測腦部健康的，就好像套在頭部的Fitbit。另外，還有斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）2012年親測過的iBrain，以及在移動設備上顯示腦電波數據的Muse。

不過，現在走在大街上，我們還是很難看到有普通民眾頭戴腦電波頭罩，或是有誰的頭皮中伸出電線的——當前的可植入式腦機介面都有這樣一根電線。

要想普及開來，這類技術還得更加周全才行，而這正是伊隆·馬斯克的目標。這位企業家創立了Neuralink公司，希望開發一種植入式無線腦機介面，監控腦電波，能上傳和下載思維及信息。治療神經系統疾病也是其目的之一，但說到底，馬斯克的真實意圖還是增補人類智能，拯救全人類。

「無論人工智慧進展快慢，我們都會被遠遠甩在後面。」他去年夏天時曾說，「超級人工智慧發展的結果，往好了說就是，人類在智力上會遠遠落後，我們就好像一種寵物，或者一種家貓。我可不想做一隻家貓。」

這還是機器決定留著我們的情況，要是機器決定不留……

「那可能就像清理垃圾郵件一樣簡單。」馬斯克說，「清理收件箱，最簡單的辦法是什麼呢？只不過這次，它清理的不是垃圾郵件，而是人類。」

成為超人類

「從某種意義上講，我們已經有一個數字化的第三層了，因為你有電腦、手機或App。」馬斯克在解釋Neuralink的基礎時說。

「你可以在谷歌上提問，然後立馬得到答案。」他說，「你可以訪問任何書籍或音樂。憑藉電子表格，你可以擁有驚人的計算能力……你可以和遠在千里之外的人免費視頻聊天。要是在過去，這會被當作巫術，你會被燒死。

如今，有聲視頻隨你錄，照片想拍多少就拍多少，再圈出人物、打上時間標記。你可以通過社交媒體，同時播送給幾百萬人，而且全部免費。放在20年前，就連美國總統都沒有這樣的超能力。」

在馬斯克看來，Neuralink的腦機介面就是把這個數字化的第三層直接接入人腦，不必再用手指往手機、筆記本或平板中輸入指令，因為在你動手之前，這些機器早就開始行動了。

但要實現這樣的技術，還需要克服哪些難關呢？

首先，你需要一部設備，與大腦之間實現大量數據的無線傳輸。當前的可植入式腦機介面需要從人的腦部接一根電線出來，但一些不需要電線的版本已經取得了不錯的進展。

去年，加州大學伯克利分校的科學家展示了一款名為Neural Dust的產品，這是一種微型無線感測器，可以進入人體，實時追蹤神經信號和肌肉。

這種邊長1毫米的正方體內包含有壓電晶體，可將體外的超聲波振動轉化為電力，從而驅動其上搭載的晶體管。該晶體管附著於神經上，測量電活動，將任何電壓棘波傳遞給體外的超聲波設備，以供分析。

研究人員已將這種裝置植入大鼠的肌肉和外周神經，但他們希望，有朝一日，能將這種設備植入人腦。

「這項技術還沒有達到50微米的目標尺寸，這才是大腦和中樞神經系統所需要的。」參與研發Neural Dust的神經科學家何塞·卡梅納（Jose Carmena）指出，「然而，一旦經過臨床驗證，Neural Dust就能取代有線電極。這樣，把頭皮一縫合，就大功告成了。」

這仍然涉及腦外科手術，而要像馬斯克希望的那樣廣泛普及，這項技術還需要進一步簡化，變得像激光近視手術那樣。

讀心之前，先轉變觀念

假設無線問題和帶寬問題都能解決，生物相容性等其他複雜問題也能找到解決方案，人們就會讓這些晶元植入自己的腦袋嗎？

「晶元式腦機介面的應用不僅僅是個科學和技術難題，也涉及人們的觀念，以及人們是否願意適應這種技術。」

佛羅里達大學的胡安·吉爾伯特說，「由於好萊塢電影的影響，身體健康的人也許不願在腦袋裡放一枚晶元。他們會認為，政府會試圖控制他們，或監控他們的思想。所以，馬斯克和他的新公司應該設立一個團隊，專門從事倫理與文化方面的研究，分析人們會在什麼時候、出於何種原因、通過何種方式接受晶元式腦機介面。」

按照馬斯克的預想，一開始，人們會用Neuralink的技術治療腦部損傷，比如中風，行動障礙，以及衰老導致的記憶衰退等。之後，它的發展可能就勢如破竹了。

「我認為，大概再過八到十年，它就會普及到健康人中間……不過，這關鍵要看監管審批的時機，以及我們的產品在殘疾人身上的效果如何。」他說。

未來什麼樣？

快進到10年、20年或40年後，無論具體是多久，反正，到了只有徹頭徹尾的盧德主義者（指反對技術進步的人）才敢公開拒裝腦機介面的時候，我們會做些什麼呢？人與人之間的交流會變成什麼樣？我們還需要說話嗎？

「如果我要告訴你一件事，我們就會在兩廂情願的前提下，展開一場心靈感應。」馬斯克說，「你不用開口，除非你想讓交流變得更有趣。不過，這種對話是一種概念上的互動，現在我們還很難想像。」

馬斯克所描述的，其實是一種完全顛覆以往的溝通模式。沒有計算機的增強作用，我們那愚蠢的人腦是怎麼都不會明白的。不但手指輸入會過時，就連開口說話——這種千萬年來的主要交流方式——都會過時。

人腦中的信息匯總起來，比英語、法語、漢語所能當場傳達的信息多得多，其中包括所有細緻入微的情緒、半生不熟的點子、稍縱即逝的靈感、腎上腺素、興奮和恐懼。植入式讀心設備也許能開啟人類自我表達的全新方式。

與死神擦肩而過是什麼感覺？在奧運會上奪冠是什麼感受？真愛和心碎是什麼滋味？其他無法用言語表述的體驗呢？

這樣的未來固然既令人激動也讓人不安。

翻譯：雁行

來源：NewAtlas

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！