Neuralink：让人脑连接电脑

郑赫

由日本著名动画改编的《攻壳机动队》正在世界各地火热上映。当人们对各种眼花缭乱的未来科技应接不暇，并对电影中未来人类与机器融合后的社会变迁产生热议之时，亿万富翁埃隆？马斯克又开始了他的未来新探索——实现人机互联，在大脑（中枢神经系统）和外部计算设备之间建立直接通信路径，通过数字世界与中枢神经系统的连接来增强或修复人类认知。

近日，马斯克这个不折不扣的未来主义太空探险家推出了一个新项目：一家位于美国加州，名为 Neuralink的“医疗研究公司”，旨在开发脑机接口。还记得《黑客帝国》吗？电影中生活在矩阵的人们脑后都有与电脑连接的接口，或许在不远的将来，马斯克便会通过Neuralink将其变为现实。

新项目的诞生

据悉，马斯克这个项目是受到了科幻小说的启发——在英国小说家Lain M. Banks的《Culture》系列科幻小说里，他打造了一款名为“神经织网”的设备。根据该科幻小说里的情节，人们在大脑皮层上植入了半有机的电子网格设备，能够和人工智能实现无线连接，并创建自己的大脑思维备份。

在Banks的科幻小说里，安装了“神经织网”的人基本上可以获得永生——如果他们的肉体死亡了，他们可以从大脑备份中“复活”。当然，马斯克成立 Neuralink公司的初衷，并不是想追求永生，但是他曾多次公开表达了自己的观点——希望实现人类思想的上传和下载，这样将有助于对抗邪恶的人工智能。

马斯克认为，Neuralink公司所要打造的概念产品可以将电极植入到人类大脑里，能够用于治疗癫痫和抑郁症。事实上，如今在医疗行业里，已经有类似的治疗方案出现了，人们在帕金森患者的大脑里植入电极，通过调节大脑电子活动来缓解症状。在大脑中直接植入电子产品本身并不新鲜。在已经成功的实验中，植入的传感器能让瘫痪的人们使用脑信号来操作计算机并移动机器人手臂。

根据《华尔街日报》报道，Neuralink公司的启动资金很可能会由马斯克本人或是硅谷创投大佬皮特？泰尔旗下的Founders Fund创投基金提供。此外，《华尔街日报》还称，目前Neuralink公司已经招募了三名员工，分别是来自美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Vanessa Tolosa，一位柔性电极专家；来自加州大学旧金山分校的教授Philip Sabes，他的研究方向是如何让大脑控制运动；以及来自波士顿大学的Timothy Gardner教授，他最著名的研究成果是将一块微型电极植入到了麻雀的大脑中，研究鸟儿如何唱歌。

Neuralink并不是唯一一家致力于大脑人工智能的公司。企业家布莱恩？约翰逊2013年将他以前的支付创业公司Braintree的支付业务以8亿美元的价格卖给PayPal，创立了一家致力于“神经接口”治疗疾病和延伸认知的公司——Kernel。

而Neuralink公司的三位专家将会基于脑机接口开展工作，他们首先选择的脑机接口是——脑门（BrainGate），这款早期脑机接口技术允许人们通过大脑思维，在电脑屏幕上一个一个选择字母，然后拼凑成一个句子信息。通过在大脑初级运动皮层植入电极，脑门系统能够将人们的思想转换为运动操作，当人类大脑开始发出运动信号的时候，这种思维就会被转换成为电脑光标的运动。不过，该技术目前的研发进度非常缓慢，马斯克显然等不及了，他希望在Neuralink公司的支持下，加快开发。

当然，还有其他一些脑机接口实验，比如利用计算机来控制昆虫和老鼠的运动。2002年，科学家曾推出过一个“Robo Rat”项目，通过刺激老鼠大脑中控制左边和右边胡须感觉以及大脑反应中心的区域，来操作老鼠向左走和向右走。现如今，这种技术已经比较常见了，比如科学家为儿童开发过一款名叫RoboRoach的科学工具，能够让孩子们给蟑螂植入“大脑”，继而控制它们的运动。

现阶段，我们还不清楚像Robo Rat和RoboRoach这样的技术是否能在人类身上应用，畢竟人类的大脑要复杂得多，而且我们对大脑的探索也知之甚少。但是，这些困难都无法阻止马斯克。在接受《名利场》采访时，他说道：“人类已经算是半个电脑人或是半机械人了。或许只需要四到五年时间，我们就会拥有一个有意义的脑机接口。”

一直在突破的人机互联

在过去的十年时间里，科学家们已经开发出了一些成功的脑机接口，在人机互联方面也取得了一些成果。

此前，MIT的科学家发现了可以将科幻变成现实的新纤维，这种新纤维比头发丝还细。他们表示自己制造的系统可以把光学信号和药物直接送入大脑，并通过电子控制面板来持续监控不同输入在大脑中产生的效果。

“通过采用比之前设备更有机的方式，我们构建了和大脑组织进行沟通的新型神经接口。”MIT的研究人员、材料科学工程助理教授Polina Anikeeva说。

因为人脑不仅规模庞大，而且同时会使用多种信号，所以对它的研究本来就非常困难。此外，传统的神经探针只能记录一种信号，也限制了任意时刻从大脑导出的信息量。通过使用比头发丝还细的复杂纤维，MIT的科学家可能找到了消除这种限制的新技术。这种新技术使用的新纤维是用高分子聚合物制造，而这种聚合物和神经组织特性很相似，使得它在不损害周围精细脆弱的大脑组织的条件下，能在人体待更长时间。

为达到这种效果，科学家采用了一种新纤维制造工艺，Anikeeva解释说：“这种方法最终制造的高分子聚合物纤维不仅更软、更富弹性，看上去也更像自然神经。”

新纤维制造工艺的关键在于制造大量预制品，预制品纤维内部需要被分成所需的多个通道：光波导通道传播光，空心管通道运送药物，导电电极通道传播电信号。

通过在单纤维中组合不同的通道，就能精确映射神经活动。比如，光通道传输的光可以实现光遗传技术神经激励，产生的影响可由嵌入电极监控。与此同时，可通过空心管将单一或者多种药物注入大脑，神经元的相应电信号也会被记录，从而能够实时判定药物的真实作用。这样，就能同时模拟大脑的多种信号，最终帮助实现神经失调的治疗，而单功能神经探针是无法实现这种功能的。

MIT的科学家表示，这种新的植入设备系统可以在不伤害大脑组织的情况下向大脑传递光信号、注射药物。此外，只需制造相关任务所需的特定通道组合，这个植入系统也可以被调整以应用到特定的研究或治疗中。

Anikeeva说：“你可以得到应用范围很广的设备。此外，这种纤维制造的系统最终可能帮助实现大脑、脊髓不同区域反应的精确映射，它也可能催生出能长期植入人脑，以治疗某些疾病（帕金森等）的设备。”

这项新技术的成果意义深远，将扩充对大脑功能基本理解的发展至关重要的工具集。

任重而道远

神经科学家认为，Neuralink和Kernel正在努力达成的人机互联技术或许会成真，但时间可能比马斯克预测的四五年要更长一些。脑部手术目前仍然是高风险的：植入物是否会移位，从而限制其使用寿命；植入电极的人对于海量的信息与复杂的传输如何应对，是否需要长时间的训练，这些都是未知的风险。

多伦多大学神经科学和助理教授布莱克？理查兹说：“在21世纪，这是完全可能的。”未来今日学院首席执行官艾米？韦伯指出，Neuralink公布的是十多年来华盛顿大学、杜克大学以及其他地方进行的人机交互界面研究的一部分。她表示，像Neuralink这样过多炒作可能会导致另一个“AI冬天”。随之而来的会是因许多承诺没有兑现而造成的研究经费减少。

韦伯说：“谈潜力是件好事。问题是，我们一开始看到了所有这些酷炫的设备和医疗应用程序，但是一旦无法实现这一潜力，投资者就会失去热情，把资金投入到其他地方。”