本文來自微信公眾號：海外獨角獸 （ID：unicornobserver），作者：Silicon、Ting，編輯：Siqi
《黑客帝國》幾乎已成為所有未來科技發(fā)展方向的“預(yù)言書”，其中最重要的一個未來科技就是腦機接口，而這一圖景可能要比我們想象中來得更快：
腦機接口的歷史可以至少追溯到 1959 年，這一年顱內(nèi)電極（sEEG）技術(shù)被 用來作為癲癇病灶區(qū)域的診斷；隨著電腦、手機等數(shù)字設(shè)備在我們生活中的滲透、并且在人們的信息溝通中和認知建設(shè)中扮演了極為重要的角色，所以和 20 年前、10年前的人類相比，當(dāng)今的人類已經(jīng)可以稱得上“半機械人”。
舊時代的腦機產(chǎn)品大部分與高級認知過程無關(guān)，《黑客未來》中所描述的圖景是新時代的腦機接口正在探索的，這其中的代表毋庸質(zhì)疑是 Elon Musk 所創(chuàng)辦的 Neuralink。
Elon Musk 對 Neuralink 的終極設(shè)想源于他對超級人工智能可能帶來的人類生存危機，Elon Musk 認為，只有真正實現(xiàn)“人類和人工智能共生（AI symbiosis）”、人工智能真正為人類所有（of the people）而不只是使用，那么才有可能打破這一危機。
科技讓我們創(chuàng)造出越來越強大的工具，古代傳說中只有神之力才能辦成的事物逐漸被科技轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實。然而大腦卻一直被封閉在顱骨中，與世隔絕，保持著與幾千年前大約一致的模樣。
如果說特斯拉和 SpaceX 旨在重新定義未來人類將做什么，那么 Neuralink 完全有能力重新定義未來人類將是什么：無上限的數(shù)字智慧成為人類獨有“外掛”，用智能改造智能，將人類帶入“半神”時代。
一、什么是腦機接口？
大腦又被稱之為中樞神經(jīng)系統(tǒng)，由數(shù)量眾多的神經(jīng)元相互連接組成。神經(jīng)元通過其細胞膜內(nèi)外的電勢差來處理信息，他們彼此相互連接形成了一個網(wǎng)絡(luò)。每當(dāng)一個神經(jīng)元受到刺激興奮起來時，它會通過一根長長的軸突將這個信號傳輸給其他的神經(jīng)元；相反一個神經(jīng)元也會同時接受多個神經(jīng)元的信息輸入，最后將這些信息匯總并形成自己的活動。
輸入和輸出信息目前全部由我們的大腦神經(jīng)元來完成，而腦機接口（Brain-Computer Interface， 簡稱BMI ）的核心工作就是介入這個過程。
這個嘗試相當(dāng)有趣，因為一旦人們成功實現(xiàn)，那意味著我們對自己的身體健康甚至世界的掌控性將進入一個全新的時代。
如果我們能知道一個人的所有神經(jīng)元的活動信號，我們就擁有了了解他內(nèi)心一切信息的能力，更近一步地，如果我們能夠知道大腦的某個區(qū)域的神經(jīng)元們是如何通過電活動來表現(xiàn)這個概念的，那么我們也可以將希望進行的“指令”以電活動的形式通過電刺激的方式打入給相應(yīng)腦區(qū)的神經(jīng)元簇，用戶腦海便立馬可以浮現(xiàn)起這個抽象的概念、甚至完成對應(yīng)的動作。
以上情景便是腦機接口在做的事，作為“腦與機之間直接的傳輸工具”，不同的腦機接口方案各有差異，根據(jù)但從問題解決目標(biāo)上，都在努力解決以下兩個問題中的一個或兩個：
人們?nèi)绾螐拇竽X中獲取正確的信息？即“腦到機”環(huán)節(jié)，指的是捕獲大腦的信息輸出方式，是記錄神經(jīng)元表達的過程；
如何將正確的信息發(fā)送到大腦？“機到腦”環(huán)節(jié)，將機器的數(shù)據(jù)編碼為神經(jīng)信號，再傳輸該刺激的相應(yīng)信號給神經(jīng)元，影響其行為。
腦機接口其實并不是完全新事物，其歷史可以至少追溯到1959年，這一年，顱內(nèi)電極 sEEG 被B ancaud 等人用來作為診斷癲癇病灶區(qū)域的工具。但至于為什么發(fā)展緩慢，一個無法繞開的現(xiàn)實是，我們大腦結(jié)構(gòu)讓這件事變得比想象中要更加復(fù)雜和困難重重。
神經(jīng)學(xué)教授 Jeff Lichtman 曾經(jīng)提出一個問題：“如果'完全理解關(guān)于大腦的一切’對應(yīng)的尺度是一英里，那么目前人類處于這一英里中的哪個位置？” 他的學(xué)生給出的答案有3/4 英里、1/2、1/4 等答案，而 Jeff Lichtman 認為是“大概 3 英寸”。
“人類連接組計劃 Human Connectome Project ”是美國國立衛(wèi)生研究院發(fā)起的一個神經(jīng)科學(xué)研究項目，該項目于 2009 年正式啟動，它的最終目標(biāo)是完成對人腦的“繪制”：將人腦以納米級厚度進行切片后，再對每一個切面進行映射。人類連接組計劃被認為是比人類基因組計劃還要困難（基因組計劃歷時 20 年完成草圖繪制）的一次嘗試，因為人腦的 860 億個神經(jīng)元組成的全腦網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量是天文級別的。
雖然并不需要做到人類連接組計劃那樣的工程量，但這一挑戰(zhàn)也是腦機接口項目要面對的。
上面這張圖很好地展現(xiàn)了由于大腦皮層褶皺結(jié)構(gòu)的存在，人們需要探索的大腦遠比和我們所“看到”要更大、更豐富，尤其是在考慮到大腦內(nèi)的各種元素的情況下：
皮層神經(jīng)元胞體的直徑通常約為 10 或 15 微米，整個皮層的體積在 50 萬立方毫米的范圍內(nèi)，則對應(yīng)有 200 億個細胞體，這意味著平均每立方毫米的皮層中包含有大約 4 萬個神經(jīng)元；
胞體只是每個神經(jīng)元的一小部分。胞體中會放射出彎曲的、多枝的樹突，每個神經(jīng)元與多達 1，000 個（有時高達 1 萬個）其他神經(jīng)元有突觸連接。
神經(jīng)可塑性，每個神經(jīng)元的電壓將不斷變化，每秒多達數(shù)百次。我們立方體中的數(shù)千萬個突觸連接會定期改變大小、消失和重新出現(xiàn)。
大腦中還有其他稱為神經(jīng)膠質(zhì)細胞的細胞。這些細胞有許多不同的種類并執(zhí)行許多不同的功能。皮質(zhì)中有神經(jīng)膠質(zhì)細胞大約與神經(jīng)元的數(shù)量相同。
在每立方毫米的皮層中，還存在有總共有一米長的微小血管。
二、腦機接口開展的前提：信號捕捉
腦機接口工程師們的工作可以用一句話總結(jié)為：弄清楚埋藏在那一毫米中的微觀胞體在“說”什么，同時再給到這些胞體恰到好處的刺激，從而讓它們來完成對應(yīng)的指令動作。
所以對于科學(xué)家和腦機接口工程師們來說，這項工作要進行開展的一個重要前提是捕獲和理解大腦信號。
在這一環(huán)節(jié)目前已經(jīng)誕生了一系列工具，其中有的已經(jīng)被成熟應(yīng)用于我們醫(yī)療實踐中，按照信息采集規(guī)模、分辨率和侵入性三個標(biāo)準(zhǔn)可以對這些工具進行簡單分類：
規(guī)模：可以同時記錄多少個神經(jīng)元活動；
分辨率：即該工具所能夠接收到的信息的詳細程度，分為兩種空間分辨率（對有放電活動的神經(jīng)元在大腦中的相對位置進行的判斷分析）和時間分辨率（大腦的神經(jīng)元在何時進行了放電）；
侵入性：工具設(shè)備的安裝是否需要手術(shù)。如果需要，那么手術(shù)的實施范圍對應(yīng)的結(jié)構(gòu)深度是怎樣的。
雖然不同技術(shù)都具有一定的有限性，但也正是以上這些工具，BMI 得以誕生、發(fā)展甚至開始進行臨床應(yīng)用。
三、舊時代：腦機接口行業(yè)的先行者們
早期 BMI 應(yīng)用: 使用運動皮層作為遙控器
相對于大腦的其他區(qū)域，運動皮層的了解門檻要更低，這是因為運動皮層的功能是對我們的身體活動進行控制，所以運動皮層的信號映射可以被我們很明確地捕捉。而同樣重要的是，它還是是大腦中負責(zé)輸出的主要區(qū)域之一。所以運動皮層可以被看作是我們大腦的遙控器一樣的存在，它負責(zé)傳遞命令，該命令通過神經(jīng)傳遞到終端上（比如舉手、眨眼睛等）。
運動皮層的這一遙控器特性也可以被用在 BMI 上，只不過這一次它需要傳遞的是來自計算機的命令信號。我們可以使用腦機接口來讀取大腦的指令，去操控外部的機器，例如機械手臂，鍵盤、甚至更大型的器械等，從而使得人造設(shè)備真正的成為我 們的四肢的一部分。2014年的巴西世界杯開幕賽上，開球少年由一名脊髓受 傷的癱瘓少年擔(dān)任，少年通過腦機接口向機械義肢發(fā)出指令，完成了開球。
但移動這些“假體”只是在記錄神經(jīng)元的信號輸出過程，如果要讓這些設(shè)備真正有效，像人們真正的器官那樣，就需要在記錄的同時，完成刺激神經(jīng)元、輸入信號需求。比如人們拾取物體的能力的中，有很大一部分是大腦對手的皮膚和肌肉傳回的所有感覺信息（即“本體感受”）的判斷，基于這些判斷，大腦再給到神經(jīng)元一定的刺激（指令）。
早期 BMI 應(yīng)用：人工耳蝸
人工耳蝸是在感覺皮層上的應(yīng)用。腦機接口在運動皮層的應(yīng)用主要是記錄神經(jīng)元從而獲得大腦中的信息，但人工感官則相反，刺激神經(jīng)元發(fā)送信息。
人類聽到的聲音實際上來自于對頭部周圍空氣分子振動的感知，耳朵是將這些空氣振動轉(zhuǎn)換為電脈沖的機器，可以看作是“傳感器”一般的存在。這其中的關(guān)鍵部分是耳蝸，當(dāng)振動被傳遞到耳蝸中的液體時，耳蝸內(nèi)的數(shù)千根細小的毛發(fā)振動，這些毛發(fā)附著的細胞將振動的機械能轉(zhuǎn)化為電信號，隨后激發(fā)聽覺神經(jīng)來分析信號。
大多數(shù)失聰或重聽的人并沒有神經(jīng)問題或聽覺皮層問題，他們的大腦和其他人一樣時刻準(zhǔn)備好將電脈沖轉(zhuǎn)化為聽覺，而之所以有聽覺障礙只是因為“傳感器”發(fā)生故障，進而導(dǎo)致他們的聽覺皮層從一開始就沒有接收到任何電脈沖信號。
人工耳蝸就是用來幫助執(zhí)行與耳朵相同的 “聲音獲取-脈沖傳遞-聽覺神經(jīng)接收刺激-神經(jīng)功能” 過程。它的一端是一個麥克風(fēng)（位于耳朵上），另一端是一根電線，其下方是連接到已經(jīng)被植入到耳蝸的電極陣列。
針對視障人群，也出現(xiàn)了類似人工耳蝸的人工視網(wǎng)膜腦機方案。
不過，無論是人工耳蝸還是人工視網(wǎng)膜，他們目前的效果只是解決讓聾人對話、讓盲人感受到世界，而還無法 100% 還原正常狀態(tài)下的清晰度，這和電極器有關(guān)，例如如果要將耳朵聽到的豐富聲音發(fā)送到大腦大約需要 3，500 個電極，而大多數(shù)人工耳蝸大約有 16 個。人類自己的視網(wǎng)膜有 100 萬個神經(jīng)元進行信號活動，而人工植入物可承載的感知器還不到 100 個。
早期 BMI 類型應(yīng)用: 深部腦刺激
深部腦刺激（DBS）可以追溯到 1980 年代后期，也是一種不涉及外部信號輸入的 BMI 類別。帕金森被認為是由于黑質(zhì)（皮層下結(jié)構(gòu)）多巴胺細胞凋亡、多巴胺分泌不足導(dǎo)致的運動系統(tǒng)控制力減弱，從而引發(fā)行為震顫的結(jié)果。
通過將一根或兩根電極線、四個獨立電極插入大腦，再將一個小型起搏器計算機植入到上胸部位置并連接到電極。如圖所示：
電極可以在需要時發(fā)出一點電擊從而減少帕金森病患者的震顫、在癲癇發(fā)作時對病人的震顫進行控制，在一些情況下，還被用于強迫癥等疾病。
新時代 VS 舊時代
以上是 BMI 行業(yè)的早期狀態(tài)，這些應(yīng)用的例子和我們當(dāng)前所流行的腦機接口概念似乎存在較大的區(qū)別。那么，大家津津樂道的新時代腦機接口，和這些樸素的舊時代腦機接口的關(guān)鍵分界線究竟在哪里？
1. 舊時代的腦機產(chǎn)品大部分是與高級的認知過程無關(guān)的，都是針對測量和干預(yù)一些相對比較低層級的神經(jīng)過程。以癲癇診斷為例，其本身并沒有涉及到什么很復(fù)雜的認知運算。事實上有經(jīng)驗的臨床醫(yī)生只需用肉眼盯著電極數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)中是否出現(xiàn)了癲癇樣放電即可。而新時代腦機接口則需要對神經(jīng)信號進行具體的解碼，從中獲得具體的關(guān)鍵認知信息。
2. 進一步來說，舊時代腦接機口，如人工耳蝸，帕金森治療用的 DBS 等，他們主要都是植入在皮層下部位，而新時代的腦機接口則更多是測量皮層的信號，因為皮層負責(zé)了更加高層級的認知加工。
3. 舊時代的腦接機口以侵入式路線為主，且植入方式的風(fēng)險和成本都比較高，電極也以傷害較大的傳統(tǒng)剛性電極為主；而新時代的腦接機口則更多要么選擇了傷害和風(fēng)險都更小的柔性電極等技術(shù)路線，要么采用了各類非侵入式設(shè)備。
至于新時代的代言人，毋庸置疑，是 Elon Musk 和他所創(chuàng)立的 Neuralink 。
四、新時代：Elon Musk 和他的 Neuralink
擁有腦機接口后，人類主要可以做三類事情：
治療腦：通過檢測大腦的神經(jīng)信號，來去精確定量診斷其是否有精神疾病，DBS 就是這一應(yīng)用的代表；
拓展腦：使用腦機接口來讀取大腦的指令，去操控外部的機器，也就是“舊時代”中將運動皮層作為遙控器的用例；
增強腦：相比于前兩個方向，這個方向的實現(xiàn)我們需要等待更多的時間，但是其也是想象力最 大的一個分支。如果我們對自身大腦的運作原理足夠清楚了，甚至可以利用腦機 接口來進行概念與知識的傳輸，或是通過外部刺激幫助我們快速精準(zhǔn)的調(diào)整情緒。這樣子我們可以更加充分的利用我們大腦的計算資源。
相比前面兩個，增強腦更具有“未來感”，也是 Neuralink 的目標(biāo)方向。
2016 年 6 月，Neuralink 成立之初，馬斯克就曾表示，他對腦機接口的興趣部分源于科幻作家 Iain M. Banks 的 The Culture 系列小說，Iain 在他的小說中提到了一個概念：Neural lace（神經(jīng)織網(wǎng)），一個無縫、穩(wěn)定、可以直接與大腦通信的全腦接口。
而關(guān)于 Nueralink 的終極想象，Elon Musk 認為，Neuralink 的設(shè)備有朝一日能實現(xiàn)“人工智能共生（AI symbiosis）”，即人腦將會和人工智能融合。
Elon Musk 的每一次創(chuàng)業(yè)幾乎都遵循了如下路徑和邏輯：
這一框架其中對應(yīng)了幾個關(guān)鍵問題：
找到自己的目標(biāo)產(chǎn)業(yè)；
建立一個可持續(xù)的商業(yè)模式；
明確目標(biāo)：在該領(lǐng)域進行創(chuàng)新的目標(biāo)是什么？
確認目標(biāo)的結(jié)果：這一目標(biāo)會導(dǎo)致什么樣的結(jié)果？是否能夠?qū)⑷祟愔敢礁篮玫奈磥恚?/p>
Neuralink 是 Elon Musk 試圖通過腦科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新為人類帶來更加美好未來的創(chuàng)舉。
不過，從誕生至今，Neuralink 一直面對來自內(nèi)外部的多重挑戰(zhàn)。
Neuralink 的主要挑戰(zhàn)：
挑戰(zhàn)1 ：大眾對新興技術(shù)的畏懼心理
有調(diào)查顯示，腦機接口比基因編輯更讓美國人感到擔(dān)憂，也因此 Neuralink 的一切進展都受到密切關(guān)注、也常常引發(fā)暈輪風(fēng)波，例如最近的幾例實驗猴子死亡時間。幾乎所有新技術(shù)在其發(fā)展早期都會因其發(fā)展不成熟、大眾接受度而飽受爭議。不過這些質(zhì)疑則會隨著人們對它的接受而逐漸消散。比如激光近視手術(shù)剛剛推出時的20 年前，每年只有約 2 萬人接受該手術(shù)，而現(xiàn)在這一數(shù)字已經(jīng)超過了 200 萬。
挑戰(zhàn) 2：人類對大腦的知之甚少
“如果完全理解大腦的距離尺度是一英里，那么目前人類只前進到了 3 英寸的位置” Jeff Lichtman 的論點同樣適用于 Neuralink 。
不過 Neuralink 的工程師 Flip Sabes 對此的觀點是，全方位地認知大腦本質(zhì)和解碼大腦信號其實是獨立的兩個問題，后者所面對的讓 “神經(jīng)元和計算機對話” 其實是一個工程學(xué)問題，而當(dāng)人們有能力獲知所有的大腦信號時，借助機器學(xué)習(xí)等技術(shù)可能反而會加快人類完全了解大腦的進度。工程和科學(xué)是相互促進的。
挑戰(zhàn) 3: “進擊的巨人”
Tesla 和 Space X 的誕生和發(fā)展是對汽車行業(yè)、石油產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)軍工等領(lǐng)域挑戰(zhàn)，而這些領(lǐng)域里的龐然大物們?yōu)榱司S護既得利益自然也毫不客氣地對 Tesla、Space X 進行了打壓，但好在這些打壓并不成功。但這一點在 Neuralink 這里似乎并不存在，因為 Neuralink 自己本身就在定義一個行業(yè)而非顛覆。
總體上，Neuralink 的發(fā)展壯大中可能會遇到的最大阻礙來自于技術(shù)，主要包括：
核心技術(shù)障礙 1：信息采集量
到目前為止，人類大腦植入的電極數(shù)量還停留在幾百個的數(shù)量級，這些電極數(shù)量所采集到的數(shù)據(jù)上不足以支撐基礎(chǔ)的拼寫，所以“解讀思考”這樣的事就更不可能實現(xiàn)。Neuralink 團隊拋出了一個“百萬量級的目標(biāo)”，具體是指：如果要真正實現(xiàn)腦機互聯(lián)，那么就要具備“100 萬個同時記錄的神經(jīng)元”的能力。
“百萬量級的數(shù)據(jù)”放在現(xiàn)代計算機領(lǐng)域聽起來實現(xiàn)起來十分簡答，但在腦科學(xué)領(lǐng)域卻完全不一樣。
計算神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的兩位教授 Ian Stevenson 和 Konrad Kording 曾研究了過去 50 年（任何動物）在不同時間點可以同時記錄的最大神經(jīng)元數(shù)量（如下圖），這項偶爾也被稱為Stevenson’s Law 的研究表明：人們可以同時記錄的神經(jīng)元數(shù)量似乎每 7.4 年翻一番。
如果按照這個速度繼續(xù)下去，到本世紀(jì)末，人們可采集的神經(jīng)元數(shù)量才會實現(xiàn)百萬量級，直到 2225 年，人類才有能力記錄到大腦中的每個神經(jīng)元，真正實現(xiàn)“全腦機互聯(lián)”的時代。
不過，隨著 90 年代半導(dǎo)體技術(shù)開始被引入到腦機接口的小型多電極陣列的制作（在此之前都是手工制作電極），腦機接口的發(fā)展也許也可以和摩爾定律聯(lián)系在了一起，在摩爾定律的驅(qū)動下，時間軸被大大縮短。
主要障礙 2：植入方式
電極的植入是否足夠便捷也影響著腦機接口在多大程度上得到普及。如果單就目前所采用的顱骨開放手術(shù)這一植入方式來看，昂貴的手術(shù)價格、有限的具有手術(shù)實施能力的神經(jīng)外科醫(yī)生以及安全問題都會成為阻礙。
對于這一點，除了開發(fā)非侵入性的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，Elon 本人還提到了一種植入自動化的預(yù)想，理想狀態(tài)下，腦機接口電極的植入應(yīng)該像近視激光手術(shù)那樣由一臺機器自動完成，只有自動化的機器才有可能實現(xiàn) BMI 的大規(guī)模普及。
其他技術(shù)障礙
除了信息采集規(guī)模和電極植入方式，Neuralink 所代表的腦機互聯(lián)還需要解決的技術(shù)障礙還包括：
設(shè)備無線化：今天的 BMI 植入者的頭上會延伸出一根電線，從美觀和便捷層面考慮，Neuralink 方面認為無線設(shè)備是最佳的解決方案，有利于用戶運動和操作的便捷性。但也會這帶來更多新的挑戰(zhàn)，無線方案意味著，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上還需要加入信號放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)壓縮等功能模塊；
排異反應(yīng)：由于人體排異反應(yīng)，通過精密手術(shù)植入的電極并非一勞永逸，使用一段時間后信號質(zhì)量會下降，需要重新植入，增加了手術(shù)風(fēng)險和用戶花費。所以提高電極質(zhì)量，降低排異反應(yīng)，對該技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用也是非常重要的；
設(shè)備小型化：小型化并不只是為了美觀和便捷，一個更加現(xiàn)實的考慮是在腦內(nèi)植入時的空間問題，目前人們能夠講 100 萬個整合到棒球大小，但從手術(shù)植入唯獨，仍需要進一步小型化，而前面提到的無線功能模塊又為小型化增加了新的挑戰(zhàn)；
需求復(fù)雜：還有一個事實是，今天的電極大多針對簡單的電記錄或簡單的電刺激進行了優(yōu)化。如果我們真的想實現(xiàn)一個真正的腦機接口，我們需要的不是單一功能的硬電極——具有神經(jīng)回路機械復(fù)雜性的東西，既可以記錄又可以刺激，還可以與神經(jīng)元進行化學(xué)和機械相互作用。
所以，一個理想狀態(tài)下的腦機接口需要同時解決高帶寬、持久、生物相容、雙向通信、植入方式友好，這些都是產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計層面的考慮，除此之外，相對準(zhǔn)確地解碼神經(jīng)元信號還需要引入機器學(xué)習(xí)的參與，因為當(dāng)同時記錄神經(jīng)元數(shù)量從 100 個跨越到 100 萬個時，顯然已經(jīng)超越了人類主動分析的范疇。
很明顯，腦機接口是一個典型的跨學(xué)科（同時融合了神經(jīng)科學(xué)、腦外科、微信電子技術(shù)、機器學(xué)習(xí)等），除了理論研究，還要兼顧工業(yè)化落地，所以組建團隊并不是一件易事。據(jù) Elon Musk 自己透露，他前后見了 1000 多個人才組建了 Neuralink 的團隊，團隊成員橫跨了上面提到的各個領(lǐng)域。
Neuralink 的產(chǎn)品也在以上方面也取得了相應(yīng)的進展突破。
The Link 的推出和升級都是近幾年 Nerualink 產(chǎn)品發(fā)布會重點。作為接口設(shè)備，The Link 就像是被植入腦內(nèi)的一個 Fitbit，它采用了高通道密度的柔性電極（整體方案共1024通道），解決了高帶寬、生物相容、雙向通信的需求；此外也采用了無線充電與藍牙信號傳輸?shù)墓δ?。在手術(shù)方式上，如果 Musk 所說，Neuralink 也推出了自己的全自動手術(shù)機器人。
在 2020 年的放出的猴子通過腦機接口打乒乓的 Demo 中，Nueralink 也用到了機器學(xué)習(xí)算法來解碼運動皮層的信號，完成了對猴子游戲指令的解讀。
其他腦機接口技術(shù)創(chuàng)新
絲綢電極板：伊利諾伊大學(xué)的一個團隊正在開發(fā)一種由絲綢制成的電極板：絲綢可以被卷成細束，相對無創(chuàng)地插入大腦。理論上，它會在大腦周圍擴散并像收縮包裝一樣融入輪廓。在絲綢上將是柔性硅晶體管陣列排布在“絲綢”上；
納米級神經(jīng)網(wǎng)：將一種納米級的、內(nèi)襯電極的神經(jīng)網(wǎng)通過注射器注入大腦。如下圖，右側(cè)的紅色管是注射器的尖端。
其他非侵入性技術(shù)：最大程度上降低侵入性、或者不涉及到腦補的侵入性技術(shù)仍是最理想的方案。Elon Musk 提到：“侵入性最小的方法是像心臟支架一樣通過股動脈進入，最終在血管系統(tǒng)中展開以與神經(jīng)元接觸?！?/p>
美國軍方技術(shù)創(chuàng)新部門 DARPA 最近資助了 BRAIN 計劃，BRAIN 計劃中就包括了替代藥物的微型“閉環(huán)”神經(jīng)植入物的研究，DARPA 的第二個項目旨在將 100 萬個電極安裝到一個堆疊兩個鎳幣大小的設(shè)備中。另一個正在研究的方案是經(jīng)顱磁刺激（TMS），其中頭部外部的磁線圈可以在大腦內(nèi)部產(chǎn)生電脈沖。脈沖可以刺激目標(biāo)神經(jīng)元區(qū)域，提供一種完全無創(chuàng)的深部腦刺激。
神經(jīng)塵埃：Neuralink 的核心成員之一 DJ Seo 致力于設(shè)計一個更酷的接口，稱為“神經(jīng)塵?！薄Ｉ窠?jīng)塵埃是指撒在皮層的微小的 100 微米硅傳感器（大約與頭發(fā)的寬度相同），在其上方，則是一個 3 毫米大小的設(shè)備，可以通過超聲波與灰塵傳感器進行通信，這是來自跨學(xué)科團隊的創(chuàng)新優(yōu)勢的另一個例子。神經(jīng)塵埃的靈感來自微芯片技術(shù)和 RFID 原理。
隨著植入程序變得更簡單、更便宜以及腦機接口帶寬將變得越來越好，大眾對于腦機接口的興趣也許會回升，進而帶來行業(yè)的突破發(fā)展，就像計算機硬件的突破導(dǎo)致軟件行業(yè)爆發(fā)一樣，腦機接口硬件接口的普及可能還會帶來相應(yīng)的智能設(shè)備、APP 應(yīng)用程序的突破。
五、未來：從腦機互聯(lián)到人工智能共生
數(shù)字第三層腦
“腦機接口”的科幻色彩來自于它的終局想象：腦機互聯(lián)。
Elon Musk 提出了一個“數(shù)字第三層腦”的概念，這一概念的前提是，人類前腦結(jié)構(gòu)可以被簡化為“舊皮層”和“新皮層”兩個主要部分：
舊皮層：分為原腦皮層（paleocortex），古腦皮層（archicortex）和周圍舊皮層（periallocortex ）。原腦皮層是舊皮層中最古老的腦組織，它是大腦的嗅覺系統(tǒng)，古腦皮層主要包括位于顳葉的海馬和齒狀回，在記憶的形成和鞏固中起至關(guān)重要的作用，周圍舊皮層是舊皮層和新皮層之間的過渡形式；
新皮層：主要參與大腦的高級功能，例如，感覺認知、空間認知、語言、運動指令的生成、邏輯推理等等。最外端的新皮層是人類進化的結(jié)果。對于靈長類等群體動物，進化上它們面臨更多、更頻繁的同伴之間的合作和競爭壓力，必須有更強的大腦硬件來支持，所以皮層的擴容是必須的一步，于是顱股腔體增大、皮層折疊生成。
Elon Musk 認為，其實人類在一定程度上已經(jīng)擁有了“數(shù)字第三層腦”，考慮到電腦、手機、一切 app 已經(jīng)成為我們生活中的必備產(chǎn)品，這些工具在人們的信息溝通中和認知建設(shè)中扮演了極為重要的角色，所以和 20 年前、10年前的人類相比，當(dāng)今的人類已經(jīng)可以稱得上“半機械人”。
如下圖所示。Musk 認為，我們用來打字的手指就是一種“輸出接口”，將腦海中的想法，傳入機器，但這顯然是低效的，所以 Nueralink 或者整個腦機接口是在既定的人類“數(shù)字化”事實上，去做“接口”的改良，除了輸出層面，還包括輸入層。
“完全的腦機互聯(lián)”就是那個升級。Elon Musk 在談到 Neuralink 的腦機互聯(lián)目標(biāo)時常常強調(diào)到帶寬，如果要真正實現(xiàn)，讓數(shù)字信號和大腦打通，那么從信息收集和分析質(zhì)量的角度考慮，帶寬是最直接的影響因素。
腦機互聯(lián)的世界
隨著技術(shù)的逐步發(fā)展，BMI 一定會在非疾病場景、非殘疾人群體中得到應(yīng)用，也就是我們在前面提到的“增強腦”。腦機接口在未來的主要應(yīng)用場景可以兩大類：溝通和自我能力增長，這里的溝通可以人對人，也可以是人對計算機。
在溝通情景中，除了人們可見的通過大腦控制某種外接設(shè)備/儀器外，腦機互聯(lián)的時代下，人與人之間突破物理語言，直接以腦海中的想法進行交流也不無可能，甚至還可以直接將個人的思考展現(xiàn)為多媒體演示過程。
溝通是腦機互聯(lián)能夠服務(wù)性的體現(xiàn)，考慮到完全的腦機互聯(lián)可以以任何方式刺激人們大腦的任何一個部分，所以這種能力也人人們對自己的大腦的控制達到了一個全新的水平：“增強腦”，這也是最被大眾期待的部分：
控制情緒障礙：大量科學(xué)證據(jù)表明，情緒性疾病與大腦中的化學(xué)物質(zhì)的行為有關(guān)?，F(xiàn)階段人們服用藥物服用來改變這些化學(xué)物質(zhì)，但在神經(jīng)科學(xué)的視野中，直接神經(jīng)刺激是一個更好的選擇，因為人們無法精準(zhǔn)控制藥物的成分在需要“被管理”的腦區(qū)進行釋放，只是一個完全隨機的過程，但神經(jīng)刺激的治療方式則可以，甚至可以做到實時接收反饋。一旦可以實現(xiàn)，則抑郁、焦慮、強迫癥等其他疾病對人類的困擾將不再存在。
增加學(xué)習(xí)能力：大鼠實驗的證據(jù)表明，只需啟動某些神經(jīng)元以準(zhǔn)備建立長期連接，就可以提高大腦的學(xué)習(xí)速度，提高 2 倍甚至 3 倍。你的大腦也可以隨時訪問世界上的所有知識。因此，腦機互聯(lián)后有大約 50 件令人愉快的潛在事情。
改進感官體系：動物和人類的感官體系存在很大的差異，這是由于器官構(gòu)造和神經(jīng)系統(tǒng)的差異導(dǎo)致的，如果計算機學(xué)習(xí)后的新的神經(jīng)元刺激方式輸入到大腦，比如鳥類的視覺，那么人類對自己的感官體系也可以實現(xiàn)突破。
但技術(shù)永遠是雙刃劍，腦機互聯(lián)也不例外，最直接的是，當(dāng)人們的大腦和電腦數(shù)據(jù)相連接時，是否意味著黑客群體的行為將突破數(shù)據(jù)層面，向“控制人類”的掠進？
但總體上先進的技術(shù)幾乎總是被證明是積極的。所以即使存在風(fēng)險，腦機互聯(lián)時代仍舊值得人們期待。
至于落地周期，Elon Musk 的設(shè)想是在 8年-10 年左右實現(xiàn)腦機接口在非殘障人群中的應(yīng)用，不過這一前提是 FDA 等監(jiān)管層面的順利推進以及 Nerualink 產(chǎn)品在殘障人群中的推廣應(yīng)用效果，但行業(yè)內(nèi)對于時間周期尚未達成共識，技術(shù)背景出身的科幻小說 Nexus 三部曲作者 Ramez Naam 認為腦機接口的大規(guī)模應(yīng)用至少還需要 25 年。
終極想象：人工智能共生
Elon Musk 對 Neuralink 的設(shè)想是和人工智能的結(jié)合，即“人工智能共生（AI symbiosis）”。這一設(shè)想的前提是 Elon Musk 對人工智能可能對人類存在形成威脅的擔(dān)憂。
即便在 2015 年參與了人工智能非營利組織 OpenAI 的創(chuàng)立，但 Elon Musk 也很直接地表達過自己對于人工智能的擔(dān)心，在 Elon 和其他許多人看來，超級人工智能的發(fā)展對人類構(gòu)成了迄今為止最大的生存威脅。
但 Elom Musk 對 AI 的擔(dān)心不代表他要抑制 AI 得發(fā)展和存在，他最小化現(xiàn)存 AI 風(fēng)險的策略是為人類所使用、由人類主導(dǎo)。
例如 OpenAI 倡導(dǎo)開放，通過將最先進科技進行開放開源的形式來保證人工智能創(chuàng)造與發(fā)展過程中的民主化，用集體努力來避免個人所用中可能存在的私利而導(dǎo)致的技術(shù)濫用。
但人工智能顯然是一項特殊的新技術(shù)領(lǐng)域，Elon Musk 認為與其等待超級人工智能崛起、成為這個星球上比人類更加聰明的存在，進而對人類存在發(fā)起挑戰(zhàn)，不如讓 AI 真正為人類所有（of the people），即人類自身就擁有 AI 的能力。
所以，和普遍認知的腦機接口不同，Elon 對腦機互聯(lián)時代的終極愿景要遠高于“腦機互聯(lián)”，Elon Musk 認為腦機接口是人類的大腦與基于云的定制 AI 系統(tǒng)之間的接口，這個“人工智能”并不是一個獨立第三方工具或數(shù)據(jù)，更像是人們自身的延展。
這也是 Elon Musk 持續(xù)強調(diào)高帶寬重要的原因，在 AI 接口的語境下，高帶寬不僅是首選，甚至在一定程度上是 AI 前景的基礎(chǔ)要素，Elon Musk 對這一邏輯的具體表述是：
影響人類和AI融合，或者說人類主動學(xué)習(xí) AI 能力的障礙并不是人類自己的思考能力，而是互動的頻次，這一點直接由信息帶寬決定，一旦帶寬太低、信息輸入過慢，那么人類與 AI 的集成就會變?nèi)?，只有高頻、甚至事實的交互下，人類和 AI 之間的融合才有可能實現(xiàn)，溝通越快，則更多、更深得融入，否則，因為人工智能的高速迭代是可以獨立完成的，一旦人類被“孤立”，那么就很有可能在未來的某一天無力抵抗超級人工智能的攻擊。
所以，Elon 認為通信帶寬是決定我們與 AI 集成水平的關(guān)鍵因素，他認為這種集成水平是我們在未來 AI 世界中的表現(xiàn)的關(guān)鍵因素。而 Elon Musk 之所以希望在 8-10 年內(nèi)就實現(xiàn) Neuralink 的全局圖景，也是希望能夠在人工智能共生（AI symbiosis）前人類對人工智能仍舊保持可控狀態(tài)。
于是，再次呼應(yīng)了 Elon Musk 一直以來的創(chuàng)業(yè)出發(fā)點：增加人類獲得更加美好未來的可能。
特別感謝：
本文部分參考 Tim Urban 專欄 Waitbutwhy；
感謝樹楊對本文的貢獻。
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