太長(zhǎng)不看版：
我們很有可能在不久的將來把人腦和電腦無縫結(jié)合（腦機(jī)接口）
腦機(jī)接口技術(shù)的三大評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：神經(jīng)元數(shù)量、精確度、侵入性。
侵入型技術(shù)精確度高，但涵蓋的神經(jīng)元數(shù)量少、不安全；非侵入型則相反。
最近的技術(shù)突破有神經(jīng)蕾絲和神經(jīng)灰塵----這兩個(gè)發(fā)明將碾壓傳統(tǒng)技術(shù)。
草雉素子：“巴特，不要忘記，只要你聯(lián)網(wǎng)，我就在你身邊……我走了?！?/p>
在電影《攻殼機(jī)動(dòng)隊(duì)》里，人類把大腦接上電纜，通上WIFI，改裝成了性能爆表的電子腦。
在這個(gè)世界中，你轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)眼珠，就能把想象變成可交互的場(chǎng)景；不動(dòng)一根手指，就能呼叫自動(dòng)駕駛汽車停到你家門口；只要你愿意，耳邊隨時(shí)可以傳來MC天佑用思維創(chuàng)作的直播喊麥；吐血之前在腦海里喊“?！保麄€(gè)世界就會(huì)突然鴉雀無聲。
學(xué)習(xí)是什么東西？能吃嗎？你的大腦連著云端的超級(jí)AI，擁有無限可擴(kuò)展的認(rèn)知能力，可以瞬間把互聯(lián)網(wǎng)上的信息變成你的知識(shí)?；蛟S你還買了一個(gè)“永久保存意識(shí)”套餐，當(dāng)你的身體消失后，你還能以信息的形式在網(wǎng)上晃蕩。
當(dāng)然，網(wǎng)上有無數(shù)個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界同樣真實(shí)的世界，各自有它們自己的金錢，職業(yè)，信仰，和基本法?，F(xiàn)實(shí)世界或許只是逢年過節(jié)懷舊，尋根，祭祖的去處罷了。
寂寞了想跟女票聊天？沒問題。一瞬間兩個(gè)大腦就可以通過覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)接通。除了煲電話粥，你女票還能把看到的大海，沙灘，陽光分享給你，直到發(fā)現(xiàn)她身旁坐了個(gè)禿頭大叔，然后信號(hào)就中斷了。。。
這個(gè)大腦和機(jī)器完美交融的世界，有可能實(shí)現(xiàn)嗎？
還真有可能。
在現(xiàn)實(shí)中，聽上去很科幻的“腦機(jī)接口”，是目前腦科學(xué)界非常熱門的一個(gè)領(lǐng)域，它的使命就是人類思維與電腦命令之間的瞬時(shí)翻譯，最終把人工智融入進(jìn)你的大腦，變成你身體的一部分。
目前這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)出了很多有趣的成果：
比如，讓癱瘓的猴子重新走路
使用人工耳蝸?zhàn)屄犝先耸炕謴?fù)聽力：
使用仿生眼讓盲人恢復(fù)最基本的視力：
這些都屬于腦機(jī)接口的研究范疇。本質(zhì)上，腦機(jī)接口做的是兩件事：
衡量腦機(jī)接口的效果有三個(gè)重要的指標(biāo)：
神經(jīng)元數(shù)量：能同時(shí)記錄并刺激多少神經(jīng)元？
清晰度：能記錄多少細(xì)節(jié)？
清晰度分兩種：
空間清晰度：哪些神經(jīng)元發(fā)射信號(hào)？
時(shí)間清晰度：神經(jīng)元什么時(shí)候發(fā)射了信號(hào)？
這就像竊聽一樣，要想了解隔壁老王在干嘛，你得聽清楚誰在什么時(shí)候講了什么話（或者發(fā)出了什么奇怪的聲音）。
3. 侵入性：需要?jiǎng)邮中g(shù)才能使用嗎？如果需要，多大的手術(shù)？
還是用竊聽打比方，你是用碗隔著墻聽，捅破窗戶紙聽，還是躲在通風(fēng)口里聽？
躲在通風(fēng)口里聽得當(dāng)然清楚，但容易被發(fā)現(xiàn)；隔著墻雖聽不太清楚，但非常隱蔽，畢竟安全第一。同理，侵入式的腦機(jī)接口直接插入大腦的灰質(zhì)（神經(jīng)元的聚集區(qū)），所以獲取的信息質(zhì)量特別高，清晰度爆表，但很容易發(fā)生感染甚至腦損傷。
最完美的腦機(jī)接口，當(dāng)然是三項(xiàng)指標(biāo)統(tǒng)統(tǒng)滿級(jí)；但目前的科技必須在這三項(xiàng)中做出權(quán)衡。下面咱們就以這三個(gè)指標(biāo)為基準(zhǔn)，盤點(diǎn)一下腦機(jī)接口相關(guān)科技的現(xiàn)狀吧。
腦機(jī)接口的現(xiàn)狀：
黑科技一：fMRI（功能性磁共振。。。哎呀太長(zhǎng)懶得寫了）
神經(jīng)元數(shù)量：99分?？梢酝瑫r(shí)掃描整個(gè)大腦的神經(jīng)元
清晰度：空間清晰度40分，時(shí)間清晰度1分
侵入性：非侵入式
這個(gè)fMRI算是一種記錄大腦活動(dòng)的工具。大腦活動(dòng)需要血液提供的氧氣，哪個(gè)部位越活躍需要的血液就越多。血液把氧氣給神經(jīng)元之后會(huì)變得有磁性，會(huì)像個(gè)小磁鐵一樣扭曲磁場(chǎng)。所以，我們看到哪里磁場(chǎng)有彎曲，哪里就有神經(jīng)活動(dòng)。這就是fMRI運(yùn)作的原理。
fMRI就像一個(gè)3D照相機(jī)，每秒給大腦拍一張照片。在這個(gè)機(jī)器的眼里，大腦被分割成了一百萬個(gè)小立方體，每個(gè)立方體就是一個(gè)像素。
一百萬像素，聽上去好像很多，但是神經(jīng)元實(shí)在太小了，平均每個(gè)像素有幾萬個(gè)神經(jīng)元，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到精確定位神經(jīng)元信號(hào)的程度。時(shí)間清晰度就更不用說了，一秒鐘的間隔在神經(jīng)元尺度上，跟一個(gè)世紀(jì)差不多。
黑科技二：腦電圖，又名EEG
神經(jīng)元數(shù)量：90分
清晰度：空間清晰度5分，時(shí)間清晰度75分
侵入性：非侵入式
這玩意就是貼在腦袋上的電極網(wǎng)，瞬間收集腦袋子里神經(jīng)元溝通時(shí)產(chǎn)生的電信號(hào)（讓我想到了紅警里的尤里。。。是不是暴露年齡了？）。
EGG收集的數(shù)據(jù)長(zhǎng)這樣：
這個(gè)神器還是相當(dāng)好使的。目前，科學(xué)家們用EEG來判斷麻醉狀態(tài)，追蹤睡眠模式，診斷疾病等等。但是，因?yàn)楣穷^不導(dǎo)電，顱骨的阻礙會(huì)讓EEG獲取的信息精確度大打折扣。更不幸的是，每個(gè)EEG電極都只能記錄上百萬個(gè)神經(jīng)元的大致活動(dòng)，并不能告訴我們到底是哪些個(gè)具體的神經(jīng)元在搞事情。
如果把腦子比作一個(gè)足球場(chǎng)，神經(jīng)元比作觀眾，我們需要的電信號(hào)比作觀眾的吼聲，那EEG就是球場(chǎng)外隔著外墻安置的麥克風(fēng)。你能聽到人群在歡呼，也許可以猜到球進(jìn)了；中場(chǎng)休息或點(diǎn)球時(shí)，你也能聽到一些比較明顯的聲音變化；如果有啥不正常的事情發(fā)生，你通常也能探測(cè)得到。但到底是球迷裸奔還是裁判黑哨，你就只能靠蒙了。
fMRI和EEG是最普遍的兩種非侵入式腦機(jī)接口。侵入式的技術(shù)也有兩個(gè)代表：一個(gè)是比EEG更狠的親兄弟腦皮層電圖（ECoG），另一個(gè)是極其簡(jiǎn)單粗暴的插入式電極。
黑科技三：腦皮層電圖
神經(jīng)元數(shù)量：90分
清晰度：空間清晰度10分，時(shí)間清晰度85分
侵入性：侵入式
腦皮層電圖跟EEG差不多，都是電極網(wǎng)；只不過腦皮層電圖直接把電極網(wǎng)塞在腦殼的下面，大腦的表面；就像是把那些足球場(chǎng)外的麥克風(fēng)安置在球場(chǎng)內(nèi)。這樣你不僅能聽到的更清楚的聲音，也能更好分辨到底是哪塊區(qū)域里的觀眾在說話。
和所有侵入型技術(shù)一樣，腦皮層電圖依賴于“親神經(jīng)電極”，顧名思義就是一種和神經(jīng)親得像一家人的電極。這種電極被一種特殊的、摩擦系數(shù)極低的“潤(rùn)滑劑”材料包裹，減輕電極對(duì)腦細(xì)胞的損傷。同時(shí)，親神經(jīng)電極里的神經(jīng)生長(zhǎng)因子還會(huì)誘騙神經(jīng)細(xì)胞像藤蔓一樣在電極周圍生長(zhǎng)、最終覆蓋電極，以暫時(shí)掩蓋自己的外來者身份。親神經(jīng)電極可以較長(zhǎng)期的留在腦子里，持續(xù)給研究員提供信息。
但即便如此，它引起免疫反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)依舊比較高，而且還需要?jiǎng)哟笫中g(shù)。
黑科技四：插入式電極（又名，阿姆斯特朗回旋加速噴氣式腦機(jī)接口）
神經(jīng)元數(shù)量：1分
清晰度：空間清晰度35分，時(shí)間清晰度95分
侵入性：呵呵
插入式電極與一枚硬幣的大小比較
插入式技術(shù)就是像針灸一樣把又尖又細(xì)的硅質(zhì)電極戳進(jìn)腦殼，收集電極周圍所有神經(jīng)元的信號(hào)。這項(xiàng)技術(shù)就像是一根麥克風(fēng)吊在足球場(chǎng)里的一小群人上方，在狹小的區(qū)域內(nèi)收集最精確的信息。不過，正常人真的不會(huì)想腦子上插一堆針走來走去吧。。。
以上是傳統(tǒng)記錄大腦信息的技術(shù)，說實(shí)話還是挺原始的，而刺激神經(jīng)元的任務(wù)就更加艱巨了。是不是想說，就這點(diǎn)能耐，還想實(shí)現(xiàn)《攻殼機(jī)動(dòng)隊(duì)》里的科技？別急，讓我們看看現(xiàn)在有哪些牛逼的科技突破，提前領(lǐng)略一下未來腦機(jī)接口的發(fā)展趨勢(shì)。
首先，哈佛大學(xué)化學(xué)教授Charles Lieber帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室成功研制出一種叫“神經(jīng)蕾絲” 的網(wǎng)狀腦機(jī)接口（沒錯(cuò)，就是蕾絲，擼點(diǎn)低的請(qǐng)自覺出去罰跑三圈）。
它本質(zhì)上是一個(gè)超細(xì)的電極網(wǎng)，可以被卷進(jìn)針筒里直接注射到大腦皮層，然后在大腦里舒展開來，獲取信號(hào)。神經(jīng)蕾絲的材料比親神經(jīng)電極更特別。親神經(jīng)電極只是暫時(shí)穿上迷彩服、不久就可能暴露，而神經(jīng)蕾絲索性和腦細(xì)胞們的同伙（一個(gè)叫腳手架蛋白的哥們兒）長(zhǎng)得一模一樣。所以腦細(xì)胞直接把它當(dāng)成自己人，長(zhǎng)期與它融為一體，理論上不產(chǎn)生排斥反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)中，蕾絲在小白鼠大腦里堅(jiān)持了整整5周后才出現(xiàn)問題，而假以時(shí)日，研究者們認(rèn)為這個(gè)技術(shù)很有希望在不久的將來安全長(zhǎng)期地為人類服務(wù)，幫助抵消帕金森病和中風(fēng)引起的癥狀。
而另一種聽上去更有科幻色彩的技術(shù)也同樣有很大潛能----“神經(jīng)灰塵”。
神經(jīng)灰塵有三個(gè)主要部件：
超聲波收發(fā)器：附著在腦殼上，負(fù)責(zé)發(fā)射并接受超聲波
信號(hào)中轉(zhuǎn)站：附著在大腦皮層上，負(fù)責(zé)把接收到的超聲波傳到超聲波收發(fā)器
小方塊：最關(guān)鍵的部分，直接附著在神經(jīng)元上。其實(shí)就是一堆微小的正方體，大概是你頭發(fā)的一半寬。
超聲波收發(fā)器把超聲波發(fā)射給小方塊；小方塊把一部分收到的超聲波轉(zhuǎn)化為電能給自己使用，然后把剩下的超聲波反射到信號(hào)中轉(zhuǎn)站；信號(hào)中轉(zhuǎn)站再把超聲波傳回給超聲波收發(fā)器。
小方塊會(huì)根據(jù)神經(jīng)元的活動(dòng)改變發(fā)射回去的超聲波的能量，然后超聲波收發(fā)器會(huì)根據(jù)超聲波的能量變化得知神經(jīng)元的活動(dòng)。
隨著這些技術(shù)的成熟，我們不久就能解鎖越來越多的醫(yī)療、游戲、教育的新體驗(yàn)。你可能覺得這些變化遙不可及，怎么說也是十幾百年以后的的事兒了。但是，從歷史的進(jìn)程來看，科技的發(fā)展總比常人想象的快得多，而且這個(gè)發(fā)展速度正以指數(shù)形式增長(zhǎng)。如果你現(xiàn)在是高中、大學(xué)牲的話，我打賭，有生之年你會(huì)目睹一個(gè)一個(gè)曾經(jīng)的夢(mèng)變成現(xiàn)實(shí)。曾經(jīng)困擾人類的問題將不再是問題，或許到那時(shí)我們需要考慮的就是別的問題了。
最后引用一下傀儡師的名言——“人類本身就出在不斷變化之中，希望保持自我的“我執(zhí)”一直在限制你……我連接在一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)上，我自身只是其中的一小部分。對(duì)尚未接觸體驗(yàn)到的你而言，也許只能感知其為一道光芒。吾等均曾束于一隅，故需彼此比鄰而連，我們一切的集合體，雖只依附于些微的機(jī)能，但現(xiàn)在是時(shí)候沖破捆綁我們的藩籬枷鎖，升入更高層的構(gòu)造。”
參考資料：
Wait but Why大神的Neuralink博文
https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.html
Jia Liu團(tuán)隊(duì)的Syringe-injectable Electronics論文：
http://www.nature.com/nnano/journal/v10/n7/full/nnano.2015.115.html?foxtrotcallback=true
Dongjin Seo團(tuán)隊(duì)的Neural Dust論文：https://arxiv.org/abs/1307.2196
Kurzweil大神的博文：http://www.kurzweilai.net/neural-dust-brain-implants-could-revolutionize-brain-machine-interfaces-and-large-scale-data-recording
IEEE 關(guān)于Neural Dust的報(bào)道：https://spectrum.ieee.org/biomedical/devices/4-steps-to-turn-neural-dust-into-a-medical-reality
Nautilus關(guān)于Neural Lace的報(bào)道：http://nautil.us/blog/with-this-neural-lace-brain-implant-we-can-stay-as-smart-as-ai
果殼網(wǎng)的神文：http://www.guokr.com/article/441840/
其他新聞報(bào)道：
https://actu.epfl.ch/news/neuroprosthetics-for-paralysis-an-new-implant-on-t/
https://futurism.com/neuroreality-the-new-reality-is-coming-and-its-a-brain-computer-interface/https://www.technocracy.news/index.php/2016/08/04/neural-dust-will-connect-humans-machines/
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