經(jīng)濟學(xué)人:腦機界面的前景和挑戰(zhàn)探討,可能改變“人類”的定義
最新一期英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志發(fā)表封面文章,對腦機界面的前景和挑戰(zhàn)進行了探討,甚至認為這種技術(shù)可能改變“人類”的定義。
以下為原文內(nèi)容:
提到科技,很多人都會想到變革。對威廉·克切沃(William Kochevar)來說,這種評價可謂實至名歸。在遭遇一次自行車事故后,克切沃肩膀以下全部癱瘓,但仍然可以自主移動手臂。這要在一定程度上歸功于植入他右手的電極,他可以通過這種方式來刺激肌肉。
但實際的效果更加神奇??饲形挚梢允褂盟季S控制自己的手臂。他的運動意圖反映在運動皮質(zhì)的神經(jīng)活動中,這些信號會被他大腦中的植入物探測到,然后處理成指令,進而激活手臂中的電極。
這種解碼思維的方式聽起來很像科幻小說。但克切沃使用的BrainGate這樣的腦機界面的確證明,思維控制確實可以實現(xiàn)。研究人員可以單純憑借神經(jīng)活動判斷人們聽到了什么話,看到了什么圖。
還可以對信息進行編碼,然后用來刺激大腦。超過30萬人使用了人工耳蝸,通過這種設(shè)備將聲音轉(zhuǎn)換成電信號并發(fā)送給大腦,讓他們重新聽到轉(zhuǎn)換后的聲音??茖W(xué)家已經(jīng)把數(shù)據(jù)“注入”猴子的大腦,通過電脈沖讓它們做出各種動作。
正如本期《經(jīng)濟學(xué)人》的Technology Quarterly所說,腦機界面的研究速度在加快和野心也在膨脹。美國軍隊和硅谷也都開始關(guān)注大腦。Facebook夢想著通過大腦直接輸入文字。創(chuàng)業(yè)公司Kernel也向神經(jīng)技術(shù)投入了1億美元。
埃隆·馬斯克(0Elon Musk)也成立了一家名叫Neuralink的公司:他認為,如果人類想要在人工智能出現(xiàn)時生存下去,就必須要升級。企業(yè)家都設(shè)想了這樣一個世界:人類可以通過心靈感應(yīng)與彼此和機器進行溝通,或者像超人那樣聽到極高頻率的聲音。
這些能力如果能夠?qū)崿F(xiàn),也要等到幾十年以后。但在此之前,腦機界面可以為我們打開一扇大門,讓我們接觸到全新的應(yīng)用。試想,我們或許可以通過刺激視覺皮層幫助盲人重見光明,可以為中風(fēng)患者建立新的神經(jīng)連接,或者通過監(jiān)控大腦找到抑郁癥的信號。通過把神經(jīng)元放電轉(zhuǎn)化成可以利用的資源,腦機界面或許可以改變“人類”的定義。
障礙猶存
持懷疑態(tài)度的人將此視作笑柄。例如,想要把實驗室里的醫(yī)用腦機界面應(yīng)用于臨床,已經(jīng)被證明是十分困難的??饲形质褂玫腂rainGate是在10年前開發(fā)的,但真正嘗試過的人并不多。把移植物變成消費產(chǎn)品更是難以想象。通往主流人群的道路被3大障礙阻隔——技術(shù)、科學(xué)和商業(yè)。
首先是技術(shù)。腦電圖等無創(chuàng)技術(shù)很難通過介入皮層、骨骼和薄膜來獲取高清腦信號。目前已經(jīng)取得了一些進步——借助腦電圖帽子便可單純借助思維運行虛擬現(xiàn)實游戲,或者控制工業(yè)機器人。
但至少在一段時間內(nèi),最具野心的應(yīng)用模式還是需要借助移植物與神經(jīng)展開直接交互。而現(xiàn)有的設(shè)備存在很多缺陷,需要一些線路才能實現(xiàn),這便會觸發(fā)排異反應(yīng),而且只能與人腦的850億神經(jīng)元中的幾百個交互信息。
不過,這種現(xiàn)狀很快就會改變。得益于微型化技術(shù)的進步和計算能力的提升,研究人員正在開發(fā)安全的無線移植物,而且可以與數(shù)十萬個神經(jīng)元交換信息。其中一些可以解讀大腦的電信號,另外一些則能感應(yīng)光照、磁力和超聲波。
掃除技術(shù)障礙后,還要克服另一個困難。大腦仍是一個未知世界??茖W(xué)家對它的運作方式知之甚少,尤其是涉及到記憶形成等復(fù)雜的功能。針對動物展開的研究更加全面,但卻很難進行人體實驗。
然而,人類如今對運動皮質(zhì)等大腦區(qū)域的了解更加深入。而且未必非要完全了解相關(guān)知識。機器學(xué)習(xí)可以識別神經(jīng)活動形態(tài),而大腦本身也能輕而易舉地摸清腦機界面的控制方式。神經(jīng)科學(xué)將揭開更多有關(guān)大腦的秘密。
在腦袋上開孔
第三個障礙則來自商業(yè)化。想要讓醫(yī)療設(shè)備獲得審批,需要投入時間、金錢和技術(shù),而消費應(yīng)用只需要為人們提供有用的功能即可取得成功。
有些腦機界面應(yīng)用根本沒有必要——使用語音助手來代替手指,比在大腦中移植元件更加簡單。為了享受這種服務(wù)而為普通消費者提供開顱手術(shù)似乎也不現(xiàn)實。然而,腦內(nèi)移植已經(jīng)在某些情況下成為了一種特定的治療方案。全球約有15萬人接受了腦深層刺激手術(shù),通過電極幫助他們控制帕金森癥。擇期手術(shù)會像激光眼科手術(shù)一樣成為常規(guī)手術(shù)。