很遠(yuǎn)又很近的腦機(jī)接口|AI的朋友（六）

原標(biāo)題：很遠(yuǎn)又很近的腦機(jī)接口|AI的朋友（六）

前些日子，一則在北京地鐵里丟失人工耳蝸的消息刷遍了朋友圈。因為尋物啟事中說，如果找不到耳蝸需要重新做開顱手術(shù)，這樣的描述引發(fā)了不少爭議。

因為客觀來說，在植入人工耳蝸確實需求手術(shù)，但是更換外接耳蝸設(shè)備并不需要。意外的是，這則新聞讓很多人認(rèn)識到了今天醫(yī)學(xué)的進(jìn)步：原來聽力恢復(fù)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到這個地步了，已經(jīng)可以讓體內(nèi)體外設(shè)備相聯(lián)系。

熱愛科幻和關(guān)注科技產(chǎn)業(yè)的小伙伴，都會知道這樣一個詞：腦機(jī)接口。一般我們會認(rèn)為這個技術(shù)非常非常遙遠(yuǎn)，還處在銀河系以外的某個位置。然而仔細(xì)一了解大家會發(fā)現(xiàn)，腦機(jī)接口其實是一門涵指非常廣泛的技術(shù)類別，是各種大腦寫入技術(shù)與腦電輸出技術(shù)的綜合，而人工耳蝸，就是腦機(jī)接口目前為止最成功、臨床應(yīng)用最普及的技術(shù)。它已經(jīng)可以幫助大量失聰者重新找回聲音和交流的能力。

同時，在未來趨勢與現(xiàn)實的基礎(chǔ)節(jié)點中，腦機(jī)接口與人工智能有非常廣泛的結(jié)合關(guān)系。如果我們把目光放遠(yuǎn)，會發(fā)現(xiàn)在馬斯克等人的描述中，腦機(jī)接口簡直是一種人類終極技術(shù)；而如果我們將視線停留在眼前，會發(fā)現(xiàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，腦機(jī)接口正在走向現(xiàn)實世界。

很遠(yuǎn)又很久的腦機(jī)接口，在2018年都經(jīng)歷了哪些變化？AI又將如何影響它走入現(xiàn)實的軌跡？今天我們的故事，關(guān)于“忽近忽遠(yuǎn)”腦機(jī)技術(shù)。

腦機(jī)接口的年度進(jìn)展報告

科技公關(guān)看哪家，就找硅谷鋼鐵俠。

雖然2018年對于馬斯克來說，大體上是非常不友善的一年。特斯拉的種種問題纏身，輿論大肆鞭撻，但這依然不影響這位理想主義大師，在火箭、超級隧道與腦機(jī)接口上成功收獲了一大波點擊率。

我們都知道，馬斯克旗下有一家聽著就非常懸乎，愿景是“把人類變成電子人”的腦機(jī)接口公司Neuralink。這家公司自2016年誕生起，就享有著全世界的關(guān)注。然而同時大家也都知道，商業(yè)化的腦機(jī)接口是非常非常遙遠(yuǎn)的事情，善于投資未來和講未來故事的馬斯克，顯然不著急讓Neuralink拿出真實的產(chǎn)品。

然而公關(guān)也是一種進(jìn)展，去年9月，深陷多種麻煩的馬斯克在一檔播客節(jié)目中透露，Neuralink將在幾個月之內(nèi)宣布一個“有趣的新消息”。馬斯克表示，這個消息比目前其他東西都要好上一個量級，甚至可能比任何人能想到的都要好……

這到底是啥呢？有人認(rèn)為Neuralink將推出腦機(jī)接口芯片，也有人認(rèn)為馬斯克準(zhǔn)備打造面向市場的娛樂向腦機(jī)接口體驗產(chǎn)品。反正4個月過去了，這個被預(yù)告的腦機(jī)接口大進(jìn)展還是沒出現(xiàn)。

但是，劃重點，讓我們再說一遍——公關(guān)也是一種進(jìn)展！

腦機(jī)接口的真正進(jìn)展，還是來自科學(xué)家和軍方。比如被譽為“在幕后真正推動美國科技發(fā)展”的美國國防部高級研究計劃局（DARPA），在2018年3月，公布了一項代號為N3的腦機(jī)接口開發(fā)項目。

N3計劃，旨在開發(fā)高分辨率的便攜式神經(jīng)接口，能夠同時讀取和寫入人腦的多個位置，在非手術(shù)的情況下實現(xiàn)大腦和系統(tǒng)間的通信。最終目的是讓士兵可以用腦電波操縱復(fù)雜的外界設(shè)備，比如無人機(jī)和無人火炮，以及實現(xiàn)對增強(qiáng)設(shè)備的控制，比如外骨骼戰(zhàn)甲等等。

N3距離打造出真正的鋼鐵俠，還有很長的路要走。它在2018年展現(xiàn)出的主要進(jìn)展，在于給出了不進(jìn)行人體植入，或者僅僅進(jìn)行納米級芯片植入的腦機(jī)接口解決方案。

腦機(jī)接口技術(shù)在今天主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床，通過植入芯片的方式，幫助失憶癥患者、帕金森癥患者、癱瘓患者，以及聾啞人士，而很少能作用于健康人士的身體增強(qiáng)。最終重要的原因就在于植入設(shè)備帶來的風(fēng)險于不確定性，讓健康人士無法成為受試對象。

而在微型植入和不植入的方案下，腦機(jī)接口就會像是手機(jī)一樣的玩具，需要的時候拿起來，不需要就放下。從而讓健康者用腦機(jī)接口增強(qiáng)能力打開了大門。

N3計劃預(yù)備在2018年至2019年，消耗2900萬美金用于研究相關(guān)技術(shù)。而就目前披露的情況來看，雖然造價高昂，但技術(shù)完成度已經(jīng)不低。比如去年9月， DARPA生物技術(shù)辦公室展示了利用不植入鬧機(jī)接口，讓士兵同時用“意念”操縱三種類型不同無人機(jī)完成編隊的技術(shù)。

在醫(yī)學(xué)界，2018年腦機(jī)接口也在繼續(xù)朝前走。比如去年年初，《自然》刊登了美國多所大學(xué)的聯(lián)合研究成果，提出利用在大腦運動皮層植入電極的方式，讓截肢的恒河猴可以用腦電波操縱假肢。這被譽為在人造機(jī)體領(lǐng)域一次重大科研成果。

在臨床領(lǐng)域，腦機(jī)接口在這一年中還解決了很多植入材料的問題，讓醫(yī)療植入方案能夠普惠更多患者。尤其值得注意的是，在人工耳蝸之后，視網(wǎng)膜芯片技術(shù)正在受到越來越廣泛的關(guān)注。這種芯片通過植入眼部特定位置，對視網(wǎng)膜殘余細(xì)胞進(jìn)行電刺激，可以幫助部分失明人士恢復(fù)視覺。起臨床應(yīng)用功莫大焉。

總體來看，2018年的腦機(jī)接口趨勢，在于將這類技術(shù)從“幫助人類恢復(fù)能力”，到“為人類增強(qiáng)能力”。非醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的腦機(jī)接口正在慢慢實現(xiàn)，而醫(yī)學(xué)上的特種腦機(jī)接口也在成熟中。當(dāng)然了，問題還很大，麻煩還很多，腦機(jī)接口真正把人類變超人，依舊是幾十年之后的事。

前方的路，真的還很長，很長……

腦機(jī)接口主要有兩種解決方案，一個是植入型設(shè)備，一種是非入侵型設(shè)備。兩者在今天都有不少麻煩要解決。

對于植入設(shè)備來說，最大的問題依舊是人體的抗異性。很多腦機(jī)接口設(shè)備無法做到非常小，而大腦組織確是高度精密的。無論是感染，無法把握的神經(jīng)元觸碰，還是神經(jīng)電流的不準(zhǔn)確問題，都會給腦機(jī)接口植入者帶來巨大的風(fēng)險。因此上，今天對大腦皮層的植入設(shè)備，還基本處在實驗室階段，難以臨床應(yīng)用。在材料、芯片工藝以及腦神經(jīng)科學(xué)多種維度上，這個問題都有賴于進(jìn)一步攻克。

而對于非植入設(shè)備，腦機(jī)接口的主要問題在于信號衰弱。隔著皮膚骨骼如何識別腦神經(jīng)活動是一個難題。今天有經(jīng)顱磁刺激（TMS）、經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）和聚焦超聲刺激（FUS）等多種解決方案可供選擇，但是都無法做到準(zhǔn)確讀取。

前面提到的N3計劃，今天主要的敵人就是信號散射、衰減和信噪比等問題。試想一下，在戰(zhàn)場環(huán)境中，飛機(jī)坦克居然沒有讀取清楚士兵的想法，那是多么荒誕的一件事……

另外一個問題，在于腦機(jī)接口的倫理挑戰(zhàn)。今天我們依舊沒有辦法掌握清楚，在大腦植入設(shè)備會否會帶來對人類意識難以估量的改變，甚至影響人類的性格以及自我認(rèn)知。在弄清楚倫理問題前，腦機(jī)接口還只能存在于實驗室和特定醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

另外一個腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化中的問題，是這項技術(shù)距離普遍商用真的還很漫長。也就是說，在相當(dāng)長一段時間里，Neuralink這類公司可能都沒有任何收益可能。甚至有研究人員認(rèn)為，拿出像馬斯克所說的幫助普通人增強(qiáng)記憶，完成腦容量擴(kuò)充的腦機(jī)接口設(shè)備，至少需要50年之后。

鋼鐵俠的壓力蠻大的。

腦機(jī)接口與AI，也是能交朋友的

作為AI發(fā)展的一個“長線朋友”，腦機(jī)接口雖然一時半會還幫不上AI什么忙，但絕對擁有若干十年之后最充沛的想象力。而在近處，AI則可以幫助腦機(jī)接口解決不少問題。

首先，在N3項目中，我們注意到研發(fā)人員會啟用AI程序，來幫助分析和放大使用者的腦電信號，從而提高腦電波精度，確保設(shè)備準(zhǔn)確運行。換言之，很多AI算法可以幫助增強(qiáng)非侵入性設(shè)備的使用能力，是解決信號散亂和干擾問題的主要思路之一。

其次，對于植入設(shè)備來說，AI是監(jiān)控人體健康情況的重要幫手。通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，醫(yī)療部門可以實時關(guān)注，并在端側(cè)分析腦機(jī)接口植入者的設(shè)備情況，比如感染性、需要替換設(shè)備的周期等等。

而如果我們進(jìn)入形而上的領(lǐng)域，比如馬斯克的腦洞。他認(rèn)為未來人類想要克服AI帶來的危險，最佳方案之一就是主動成為AI，成為可以利用大數(shù)據(jù)思考，實時連接無限知識，甚至完成共享記憶、群體化思維的“電子人”。

NeuraLink的最終目標(biāo)，是為用戶提在大腦中植入一個AI芯片，從而將人類變成一個AI的延伸。

嗯，反正吧，腦洞這個東西當(dāng)然是越大越好。假如AI真的有思維，大概是很喜歡腦機(jī)接口這位新朋友的。

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