周鸿祎炮轰马斯克的脑机接口技术,有没有道理?(组图)

2020年8月28日,埃隆·马斯克召开了一场发布会,公布了Neuralink公司在脑机接口技术研发方面的最新进展。

这个新闻在科技产业界非常引人注目,不仅仅是因为马斯克这个人本身自带流量,更重要的是,脑机接口这个领域目前确实是全世界都在关注的一项新科技。

这场发布会全程有一个多小时,发布会之后,几乎所有科技圈的媒体都写了长文。有盛赞马斯克的,有冷嘲热讽的,也有告诉大家别太当真的等等,总之各种观点非常多。

说实话,有很多媒体报道都不实,要么把一些东西讲错了,要么就是过度解读。我的习惯是,在谈一个热点新闻时,第一重要的是先摆事实,然后才能谈得上有观点。假如事实都没有完全弄清楚,那么建立在此之上的观点就是根基不稳的。

让我先从马斯克的这场发布会讲起。

为了叙述的方便,下面我以马斯克的第一人称,来给大家讲述一下这次发布会的主要内容。

首先,我们把毛发和头皮揭开,然后在头骨上挖一块下来,大小刚好就是把4枚1元钱的硬币叠起来这么大。然后,再把这个小东西嵌入到刚才在头骨中挖出来的那个洞中。这里顺便提一句,人的头骨比你想象的更厚,这个东西是8毫米厚,而人的头骨的厚度大约是10毫米,所以,它嵌在里面并不会对你的大脑组织造成压迫。好了,现在我们把它缝合,盖上头皮和毛发。于是,从外表上来看,就什么也看不出来了。

今天我要给大家介绍的就是这块像四枚硬币叠起来一样大小的东西,我们把这个东西叫做Neuralink(神经链),对,它也是我们这家公司的名称。那么,Neuralink到底能做什么呢?

首先,这个东西上面分布着1024个信道,通过这些信道,Neuralink可以收集大脑发出的丰富的电信号。然后,它还是一个电信号发射器,能够模拟各种各样的大脑电信号,并发射给大脑。它可以通过蓝牙协议与智能终端设备相连接。你甚至不用给它换电池,因为它有无线充电的功能。

在我们看来,人类的一切感知,不管是视觉、听觉还是味觉、疼痛感等等,归根到底都只不过是一些电信号对我们大脑的刺激而已。

第一步,我们希望这个产品能够帮助因为脊柱损伤而瘫痪的残疾人。人类的脊柱,从某种意义上来说,就好像是大脑和肌肉相连的电线。要是这根电线断了,大脑就无法给四肢下达指令。但是,Neuralink有可能成为让四肢和大脑保持沟通的一座桥梁。从长远来看,让病人恢复全身运动是有可能的。但是,帮助残疾人恢复正常生活仅仅只是Neuralink万里长征的第一步。

接下去,我们的野心是想让Neuralink成为普通人也愿意植入的设备。想象一下吧,如果我们能纠正大脑发出的信号,那么就能解决一切问题,包括记忆丧失、听力丧失、失明、瘫痪、抑郁、失眠、极度疼痛、癫痫、焦虑、上瘾、中风、脑损伤等等等等。

再往下,或许我们可以通过它实现记忆的存储和回放。最终,我们可以把记忆上传到一个新的身体或者一个机器人身体中。

这一切是不是听上去特别酷?不过,你可能会觉得在头骨上开洞这事挺恐怖的,担心手术风险。我们当然也想到了这一点。

我们的解决方案是:把这种手术交给机器人全自动完成,而不是交给外科医生来做。就像现在的激光近视手术已经快接近全自动了,所以它才会变得那么安全。我们已经有了这样的手术机器人,并且还在持续完善它。

下面,请允许我请出Neuralink的第一位体验用户,就是它——一只小猪。

这只小猪叫格特鲁德,我们已经在它的头骨中植入了Neuralink,它现在看起来非常的健康活泼。你现在听到的哔哔声,就来自格特鲁德头部的Neuralink收集到的信号。每当格特鲁德的猪鼻子碰到什么东西的时候,你们就会看到这些信号产生了一个波峰。这是因为格特鲁德的鼻子中有两个神经元与Neuralink建立了联结。格特鲁德植入Neuralink已经两个月了,他现在看上去依然精力充沛、健康活泼。实际上,我们可以将不止一个Neuralink植入到小猪的头骨中。

我再给大家看一个我们在实验室中完成的实验。这头猪在跑步机上走路,我们通过读取Neuralink传出的数据来预测这只猪各个关节的位置。




屏幕上这根灰色的曲线,表示我们根据信号预测的关节位置;而这些有颜色的曲线,则是测量出来的实际位置。大家可以看到,预测值和实际值符合得非常好。这个实验证明了,通过在头骨中植入一个无线装置,我们就能以非常高的精确度,预测猪身体中所有肢体的位置。

实际上,我还有一个更加直观的图像来展示神经元是如何活跃的。利用一种叫“双光子显微镜”的设备,我们可以给神经元成像。






你们看,红色的就是神经元。绿色是神经元对电流的反应,你可以看到它们照亮了不同的大脑区域。通过对电场强度的精细控制,可以让一个电极影响到1000-10000个神经元。所以,1000个电极实际能影响的神经元数量可以达到上百万个。

这就是今天我要向大家展示的我们公司的最新技术,记住,这个东西它是0.9版,都还不是1.0版,所以它还很不完善,但你已经能透过这些看到它充满无限想象的未来了。

好,感谢各位收看我们这次的发布会。



埃隆·马斯克 新华社 资料图

以上这些就是发布会的主要内容。我相信,读到这里,大家对脑机接口应该已经不陌生了。

我想大家都很想知道这个技术到底有多牛,它意味着什么?

在专家圈子中,几乎没有争议的观点有以下这些:

1.Neuralink目前还只是一项技术的雏形,连产品都还谈不上,千万不要过度解读。有些人惊呼,用不了多久,我们就可以用脑机接口传递思维、上传下载记忆,现实版的“黑客帝国”已经不远了等等。对这些言论,你都可以一笑了之。要知道,人类的大脑拥有百亿级规模的神经元数量,Neuralink目前的这点能力相对于整个大脑来说,只不过相当于在一片海洋中投下了一个小小的信标而已,还差得太远太远。正如马斯克团队自己所说,Neuralink在未来最有可能的应用,还仅仅只是帮助高位截瘫病人恢复部分行动能力。

2.Neuralink在脑机接口的工程技术方面有一定的突破,它现在能把传感器做到这么精致小巧,是非常惊艳的。而且还能用手术机器人来完成植入。把产品做小做精致、且易于使用,从科研的角度来说,具有重大意义。它意味着可以让更多的志愿受试者参与其中,收集更多的大脑信号数据,这对于解码人类大脑的电信号有着非常重要的意义。

3.马斯克在发布会上号称Neuralink不但能接收信号,还能给大脑发射信号。但是,发布会并没有展示出这一技术。这说明,要么马斯克是在吹牛,要么就是虽然能发射,但是发射了对小猪也完全没影响,或者达不到预期效果,所以没法展示。

4.通过Neuralink的信号来准确预测小猪关节的位置,这个实验或许能让不明真相的吃瓜群众感到惊艳,但是在业内专家们的心中,却激不起一丝波澜。因为,这在脑机接口这个领域中,早已经不是什么稀奇的事情。另外一种把电极像戴帽子一样紧贴在头皮上的非侵入式脑机接口就能做到,根本不用大动干戈地在头骨上开个洞。

上面这四点是几乎没有争议的业内观点,而下面的则是一些有争议的观点:

1.脑机接口的理论根基是不是对呢?马斯克在发布会开场谈到的那些关于人的情绪以及意识活动与脑电信号之间的关系,到底是不是正确的呢?这些电信号真的能反映出我们大脑的意识活动吗?而影响或者发射这些信号,就真的能影响人的意识活动吗?对不起,现在还没有证据。既没有证实的证据,也没有证伪的证据。脑科学家们还在为此争论不休。说说我个人的浅见,电信号是人类意识活动的附属物,并不是人类意识活动本身,Neuralink的原理无法实现人类记忆的读取和回放。

2.脑机接口技术的研发是否有违伦理呢?著名企业家周鸿祎表示,马斯克的这项技术相当于打开了“潘多拉魔盒”,“自己是强烈反对脑机接口技术广泛应用的”。而马斯克自己认为,人类无法打败AI,唯一的出路是加入它们,加入它们的技术路径之一就是研发脑机接口技术。我个人的浅见是,脑机接口技术不会是潘多拉的魔盒,这种担忧就跟担忧核能利用、器官打印、基因编辑、细胞克隆是潘多拉的魔盒一样,未来会证明人类有能力处理好技术与伦理之间的关系。甚至,会因此诞生新的文明伦理。有些事情是自然选择的结果,是不可阻挡的。

本文不像我之前的一些文章,总是给你摆一堆的数据和信源,然后有较为明确的结论。今天的话题有所不同,脑机接口是一个非常前沿的科技话题,在这个领域,有定论的东西实在少之又少。人类在这个领域的探索,就像摸着石头过河,也像是在黑夜中摸索着前行,我们不知道正确的路在哪个方向。但这不就正是科学的魅力吗?

(作者汪诘为中国科普作协成员、“科学声音”执行秘书。代表作《时间的形状——相对论史话》获第八届国家文津图书奖。科幻小说《时间囚笼》获2019百花文学奖。另著有《星空的琴弦》《亿万年的孤独》《未解的宇宙》《少儿科学思维培养书系》等十多部著作。)



业内:马斯克的脑机接口仅是脑手术和工程学的突破

带着三只小猪,硅谷“钢铁侠”马斯克在Neuralink公司的发布会上,再一次将“脑机接口”的技术推到了众人面前。

马斯克对脑机接口技术的兴趣由来已久,在这次的发布会前,他就曾对外表示自己对这一技术的畅想:希望脑机接口技术能解决觉或视觉障碍、失忆、抑郁、癫痫、中风等疾病。

更进一步,他认为脑机接口技术还可以存储或替换记忆,甚至直接通过大脑交流就可以实现“心灵感应”,甚至可以将人的意识数字化,高保真地上传给电脑,在“云”中实现“永生”。

除开马斯克炫酷的发布会,“心灵感应” 、“永生”等概念,脑机接口实际上指的是在人类大脑与机器(包括智能硬件)、互联网之间建立接口与桥梁,使得脑部的电信号可以直接与计算机电信号互动,从而使得大脑直接与虚拟世界连接,沟通。

除了马斯克的Neuralink外,目前国内也有一家公司在做脑机接口的硬件设备。不同于Neuralink的直接植入芯片,这家公司走的非侵入式脑机接口方向。BrainCo (强脑科技)创立于2015年,是哈佛大学创新实验室孵化的第一支华人团队。创始人韩璧丞是哈佛大学脑科学中心博士。团队经过哈佛大学孵化,获得了中国电子、招商局资本、光大控股、腾讯联合创始人、华登国际、鼎晖投资等机构投资。


BrainCo创始人韩璧丞



在马斯克发布会召开前两天,BrainCo正式发布BrainOS人类大脑智能操作系统。发布会后,BrainCo创始人韩璧丞接受了澎湃新闻的专访,谈到了他对脑机接口的理解,目前商业化落地的困难,以及脑机接口的伦理道德等问题。

重大突破:脑科学or脑手术

在Neuralink的发布会上,马斯克介绍了两个设备。一个是只有硬币大小,拥有1024个信道,可以置于颅骨内侧,读取脑神经活动信息,实时无线传输脑电波数据的芯片;另一个是一台可以避开血管,在颅骨上开一小孔,将芯片快速、精准地植入预定位置的外科手术机器人。



2008年脑部植入芯片的猴子用意念控制机械臂

“Neuralink发布的芯片能检测到猪脑信号,这个技术其实在过去的20年里都陆续做到了。但是他们对设备进行了升级,从这一点看,我觉得他们走的方向是对的。” 韩璧丞告诉澎湃新闻:“但我和哈佛一些教授就这个发布会聊天时,讨论认为他们不是脑科学的重大突破,而是脑手术的重大突破。对这场发布会最好的描述应该是脑手术和相关设备的重大突破。”

在韩璧丞看来,Neuralink发布的两款设备,从信号角度来说和行为学关联性来看,做了一个很好的展示。小猪碰到一个东西,脑部信号就有一个变化,这在过去的技术发展中,已经可以做到了,只是Neuralink把设备进行了升级。

但脑机接口未来5-10年的突破点,应该是通过小猪脑部信号,我们能知道它下一步究竟是想吃胡萝卜还是西红柿。

虽然发布的不是重大科学突破,韩璧丞在采访中还是表达了对马斯克的敬佩。“我觉得他做很多事情,不是追求短期的商业回报,是他想实现人类应该去去体验的一些场景。他认为在未来,我们应该让人类和AI有一个共生的一个机制,这也是他当时创立Neuralink的初心。” 韩璧丞说。



脑机接口:侵入式or非侵入式



与Neuralink走侵入式脑机接口路线不同,韩璧丞创立的BrainCo走的是非侵入式路线。这两种路线也是脑机接口技术的主流。

顾名思义,侵入式脑机接口是将芯片和设备植入到人脑当中,从而获取大脑信号。而非侵入式的指的是通过外接设备,不要做手术,来获取大脑信号。

“首先从学术的角度来讲,其实这两条路线目前是比较势均力敌的,在美国,如果我们从大学实验室来看,可能大概有60%左右是做侵入式的,而非侵入的达到40%左右。我代表的是非侵入式流派,像MIT、哈佛这些学校实验室更多是走这个路线的,而华盛顿大学、斯坦福大学走的是侵入式的路线。”韩璧丞表示,“在一些学术交流会议上,两个流派的人会相互吐槽,但并不会真的认为对方的方法真的不如自己。”

在他看来,侵入式和非侵入式两周脑机接口各有优缺点。首先从获取大脑信号的质量看,侵入式肯定要比非侵入式好很多。因为侵入式直接将电机插入了脑中,可以收集本源信号。但是从过往的数据获取量来看,侵入式脑机接口获取的大脑信号量有限。据韩璧丞统计,截至目前可能只有不到100人的样本信息,而这些人当中大部分是患有疾病的人。相反,非侵入式脑机接口路线获取信号更容易,安全。

不过不管是侵入式还是非侵入式,目前脑机接口遇到的最大问题仍然是如何正确解析大脑给出的信号。

“脑机接口最核心的一点是解码,解码就不断地把人体的这些体征信号进行解析。在过去的5-10年中,脑机接口要做的工作其实一直就是解码。但对于大脑里面的直接信号的解读以及意义,其实很多人是并不了解,也不知道。我们现在能做的只是无限解析,用猜的方式去看这些信号表达的意义。”韩璧丞说。

因为从目前的脑科学研究来看,人类的大脑仍是一个黑箱,它拥有将近1000亿个神经元,谁也不知道它里面到底发生了什么,如何变化。


再造人or造超人



脑机接口之备受外界关注是因为大家从这项技术中看到了改造人的希望。而这样的改造也分两种:一是帮助残障人士,帮助他们重新拥有正常人的运动和思考能力;另一种是帮助正常人类成为“超人”。

第一种作用,在现在技术下已经有实现案例。比如在2018年的巴西世界杯上,一名瘫痪的少年就在脑机接口设备的帮助下,完成了替比赛开球的任务。

造“超人”的意思是指脑机接口可以让人正常人变得更加强,变得更加厉害,可以让人拥有更强的交互方式。例如,在未来,脑机接口技术突破后,人类的交流可以不用靠动嘴巴,完全可以通过意识来交流。

要通过脑机接口技术,完成造“超人”的任务。韩璧丞认为,人类还需要走很长的一段路。

以脑机接口侵入式路线为例,由于大脑构造非常复杂,又有很强的协同效应。即便研究人员在一个区域做了开颅手术,但要完成其他动作和指令,仍需要大脑的其他区域进行合作,提供信息。这就意味着光在一个区域植入芯片,可能并不够。



大脑安全or永生

脑机接口技术重点是解析人的大脑,这也意味着未来我们的大脑会像现在的所有数字信息一样,变得清晰可见。这会是我们愿意看到的未来吗?我们能保证这部分信息的安全吗?

“目前,我们的身份信息、通话信息、指纹、外貌几乎全部都被记录了。大脑是我们隐私最后的一块处女地。”韩璧丞这样认为。不过,他对于大脑隐私问题并不担心,“就像政府和国际组织能够很好的保护这些现有的数据隐私一样,我相信在未来我们一定会有很多标准来去保护人类大脑的隐私的数据。”

但对于普通的正常人来说,真的会愿意接受脑机接口技术,增强自己吗?

“在哈佛曾做过一项调查的,在校园里随机问路人是否会愿意接受开颅手术,得到愿意答案的人数是零。正常人是不愿意做开颅手术的。但残障人士,必须要用的人,可能会选择。”韩璧丞说。

根据马斯克的憧憬,脑机接口技术最后可能真的会帮助人类达到“永生”,保存我们的记忆和大脑信息。

在这一点上,韩璧丞认为这应该是在脑机接口成功帮助人类成为超人之后再需要考虑的问题。同时,他认为永生其实也分不同的理解。“现在学术界对于永生的理解,可能也有不同的流派。比如,人的身体不能保存千年,但在技术的帮助下,我们的大脑可以保持,他们认为这也是永生的一种。但人是有自由意识的,这是核心。举例说一个你的克隆人,他去摸一块石头你是感觉不到的。所以他就不是你,他跟你没关系。 那么永生也是一样的,当你可以完全复制一个你的大脑,保存1000年,但这跟你有什么关系,他只是一个大脑,你的身体已经感受不到了。除非是有一天,有人突然扎了他一下,你感到很疼,那就又是另一个话题了。



BrainCo想做脑机接口技术的底层平台

在马斯克发布会的前两天,BrainCo在美国波士顿正式对外发布了自己的最新产品——BrainOS人类大脑智能操作系统。

BrainOS大脑智能操作系统,是一款以BMIoT(人机物联网)作为核心理念研发的系统。据介绍,这款系统可被分为两部分,一是应用脑机接口技术,使用户通过系统控制智能家居、车、手机等外部设备;另一个则是对用户状态进行追踪分析,提供干预和建议。

“这是一个底层平台,把我们这么多年的算法和技术标准化。我们的目标是希望未来可以在我们的平台上接进无数的脑信号采集器硬件,以及无数的输入方装置。这个系统会变成一个底层的解码平台,这是我们BrainOS核心的东西。” 韩璧丞。

鉴于目前脑机接口技术发展还在早期,韩璧丞坦言要让脑机接口商业化落地,可能遇到困难和挑战许多。比如公司前期一直在做的标准化工作。

“前脑电采集是一个非常专业的采集方式,以前在医院里面那些比较好的采集器可能都要十几万人民币左右,而他脑电采集的信号其实也很微弱。这也是以前很多做脑电信号采集公司死掉的原因,因为它没有办法标准化,他的良品可能连10%都不到,没有办法在工厂生产。”韩璧丞称。

对于BrainCo来说,前期花了大量的时间去攻克材料标准化、采集标准化,整个的校准测验。“这部分我们其实是遇到了非常大的困难,但是后期产品一旦做出来,因为它是解决人的真实生活问题。比如帮助残疾人做假肢,帮助学生提高成绩,到这个阶段就会比较容易一些。” 韩璧丞说。

目前,BrainCo已经基于无创脑机接口技术推出了可供商用的产品:用于智慧教育的Focus专注力训练设备和用于上肢残疾人士的BrainRobotics智能仿生手。这两款产品中的第一款可以利用脑神经反馈训练来提升认知能力,追踪专注力数据、并对其进行量化和提升。这款产品已经在北美许多知名中学、大学实验室(如麻省理工学院媒体实验室)试用。

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