腦機介面從夢想照進現實,人類正開啟新世界的大門

文/郝小亮

我們這代人正在親眼目睹一些過去看來不可思議的事情變成現實。科學技術的爆發式發展對人類社會帶來的改變,甚至讓我們的想象力都顯得貧乏。

英國科幻小說家亞瑟·克拉克說:“任何足夠先進的科技都與魔法無異。”這句話曾被特斯拉的CEO埃隆·馬斯克在一場演講的開篇引用。在人生的迷茫期,這句話如同一座燈塔,指引著他走上了發明創造之路。

腦機介面從夢想照進現實,人類正開啟新世界的大門

毫無疑問,埃隆·馬斯克是個有能力改變世界的人。不久之前,他旗下的太空探索公司SpaceX再次把60顆衛星送上了太空。而幾天之後,他旗下另一家腦機介面公司Neuralink將會公佈重要進展,外界推測,他可能將宣佈啟動腦機介面的人體試驗。

在大腦中植入一顆晶片,這樣的事情在此之前更多時候出現在科幻片中,而現在正在變成現實。有網友在推特上向埃隆·馬斯克發問:“這項技術是否意味著我們能夠將音樂直接傳遞進大腦?”他回答說“是的”。

當然,這只是腦機介面技術的應用場景之一。與之相比,更具科幻色彩的應用是用意念來控制外部裝置,事實上這項試驗已經在動物身上取得成功,未來我們將有可能透過意念來操作手機、電腦甚至機器人。

對於人類而言,一個新世界的大門正在緩緩開啟。

腦機連線,不是魔法卻近乎魔法

2014年巴西世界盃有著一個極具科技色彩的開場。一名來自巴西的癱瘓少年,在一套特殊裝置的幫助下,開出了第一個球。令人驚訝的是,這套看似笨重的裝置是透過大腦的意識活動進行控制的。也就是我們所說的“意念控制”。

這聽起來實在是一項令人難以理解的技術,我們不妨說得詳細一點。

作為人類一切行為的控制中樞,大腦起著發號施令的作用。舉例來說,當我們使用電腦的鍵盤打字時,我們的大腦會向手指發出命令,手指敲擊在哪個按鍵上,打出什麼字元,完全取決於大腦下達的指令。而大腦在發出指令的同時,伴隨著大量神經元的活動,由此產生的電訊號被稱為腦電波。

如果我們能夠透過某種裝置收集並理解不同腦電波所代表的指令,那麼我們便可以透過該裝置直接向其他外部裝置下達指令,由此我們就不需要再借助語言和肢體動作來完成某項活動。比如,當裝置監測到大腦想要打出“A”這個字元時,裝置會直接向計算機發出訊號,由計算機來完成輸入動作,而不需要鍵盤這個中間裝置。

事實上,醫學界很早就能夠透過在頭皮上放置電極裝置收集到腦電波訊號並生成腦電圖,作為治療神經性疾病的參考依據,近些年一些科技公司也基於腦電圖的原理推出過一些商業化的腦電波產品。透過電極來收集和分析腦電波的方式,被稱為“非侵入式腦機介面”。但該種收集方式很容易受到外部因素的干擾,無法準確地反應大腦的活動。

腦機介面從夢想照進現實,人類正開啟新世界的大門

於是,一個大膽的想法出現了。人類開始嘗試將監測裝置植入到大腦皮層,直接收集神經元活動時產生的電波,以此來提高監測的準確度。這種方式被稱為“侵入式腦機介面”。埃隆·馬斯克的公司Neuralink要做的正是這樣的事。

新的問題是,即便我們能夠準確地收集到腦電波,如果不能理解不同腦電波所代表的含義也沒有太大意義。於是,另一項足以改變人類文明的技術派上了用場,那就是人工智慧。我們知道人工智慧最強大的部分在於其遠超於人類的分析能力,因此它自然而然地被用來充當腦電波的“解碼器”。

人工智慧對腦電波的解碼到了什麼程度了呢?今年3月份,美國加州大學舊金山分校的科研團隊使用人工智慧系統把人的腦電波轉譯成英文句子,平均正確率竟然高達97%。

你可以想象,在腦機介面和人工智慧技術的結合之下,未來的世界將會是什麼樣子。我們將不再需要滑鼠、鍵盤、遙控器,甚至不再需要語言,就可以實現對身邊智慧裝置的操控,人與人之間甚至可以透過意念來進行直接交流……那將是一個在今天看來充滿科幻色彩的世界。

科技巨頭爭做新世界的“魔法師”

儘管“意念控制”聽起來更具話題性,但埃隆·馬斯克的Neuralink公司更希望將研究率先應用於醫療領域。這或許出於團隊對解決人類現實問題的責任感和使命感,同時也可能出於對該技術商業應用價值的考量。

埃隆·馬斯克透露,Neuralink公司的研究成果可以控制人體的激素水平,以此來增強我們的能力、減輕焦慮等。同時可以用於治療帕金森等腦補疾病。為此,Neuralink團隊發明了一種外觀看起來像是“縫紉機”的裝置,它可以將僅有頭髮絲1/4細的線路植入到大腦中,同時被植入大腦的還有一塊僅有手指肚大小的晶片,用以收集、放大神經元活動訊號,並將訊號傳輸到外部的計算機的晶片中。

如果真如Neuralink公司所設想的那樣,腦機介面技術攻克腦部疾病將創造出無法衡量的市場價值和社會價值。而Neuralink公司也將一舉成為一家偉大的、足以載入科技發展史冊的公司。

Neuralink公司究竟將公佈什麼進展,目前還不得而知。需要注意的是,這家公司之所以受到關注,與埃隆·馬斯克個人的影響力有著很大關係。事實上,除了Neuralink公司之外,許多科技巨頭都已經在腦機介面技術上展開了佈局,爭做改變世界的“魔法師”。

腦機介面從夢想照進現實,人類正開啟新世界的大門

目前英特爾、谷歌、微軟等科技巨頭都成立了各自的腦機介面機構。不過,不同於Neuralink公司,它們更傾向於透過非侵入式的方式來進行這一研究。對於面向大眾開發的產品而言,這種方式成本更低也更加友好一些。

2017年微軟的一項曝光的專利顯示,公司正在為計算機系統研發一種brain control mode(腦控模式),不僅涉及了腦控的進入和退出方式,還允許腦控模式下操作應用程式。微軟為此研發了一款頭戴裝置,用以實現腦機互動。

2019年穀歌投資了一家名為CTRL-labs的神經介面初創公司,未來或將該技術整合到旗下的可穿戴裝置中;Facebook與加州大學舊金山分校合作研發了一款可穿戴裝置,透過監測佩戴者的腦電波實現“意念打字”。除此之外,一些初創公司透過將頭戴式腦電波監測裝置應用到教育等領域,尋求商業化的可能性。

與人工智慧一樣,腦機介面從實驗室走向消費市場已經成為一個必然的趨勢,而追逐商業價值的科技巨頭則加速了這一趨勢。可以確定的是,未來腦機介面領域一定會走出一家堪比谷歌、蘋果的偉大公司。而這應該也是Neuralink公司的野心。

福兮禍之所伏,新技術隱憂已現

幾年前,在埃隆·馬斯克對外公佈了Neuralink公司在腦機介面技術領域取得的成果和未來規劃之後,很快遭到了業界的質疑。由27位神經科學家、臨床醫師、倫理學家和機器智慧工程共同完成的一篇文章稱,以Neuralink公司為代表的腦機介面公司很可能會導致一些可怕的後果。

儘管Neuralink公司希望將研究成果應用於醫學領域,但不可否認的是,任何技術研究的出發點都是為了造福人類,但商業公司對利益的追逐往往會凌駕於社會責任之上。為此,一些公司可能會置技術的隱患和倫理問題於不顧,這將導致一些難以承受的後果。

研究人員寫道:“我們正走在通往一個新世界的道路上,在這個世界裡,我們可以解碼人們的精神活動,直接操縱他們的意圖、情感和決策背後的大腦活動機制;人們能直接透過思考和他人交流;強大的計算系統直接連線到人們的大腦上,幫助人類和世界互動,極大地增強他們的智慧和體力。”

研究人員的擔憂不無道理。從安全的層面處罰,一方面植入大腦的晶片存在被入侵的可能性,這可能導致電腦受到直接傷害,也可能導致神經活動資料的洩露;另一方面人工智慧對腦電波訊號的分析存在一定的錯誤率,這可能導致大腦指令被誤判,從而讓人類做出一些違背理性意志的舉動。

更有案例表明,長時間接受腦電波治療的患者開始對自己的身份產生懷疑。一些事後覺得很不合適的話,究竟是因為電極刺激,還是反映了一些關於他自己的更深層次的東西。患者說:“這一切模糊到了一起,說實話,到最後我都不確定我是誰了。”

像人工智慧技術一樣,腦機介面技術也面臨著許多來自法律、倫理等領域的挑戰,技術本身是沒有善惡之分的,但誰也無法保證這項技術會被正確合理的使用。從腦機介面技術從實驗室走出來的那一刻起,我們就應該認真考慮它可能帶來的後果。

腦機介面技術正引領人們開啟一扇新世界的大門,但很顯然我們還尚未對門後的世界做好充分的準備。

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