大腦無疑是人體中最復(fù)雜、最神秘的器官。
作為智力的中心，運動的策劃者以及我們感官的歌喉，大腦不僅僅是一個被外殼和液體包裹著的3磅重的器官。相反，它是定義自我和廣義上的人性的皇冠上的明珠。
幾十年來，研究人員一直在探索將我們自己驚人的生物“計算機(jī)”與實際物理主機(jī)連接起來的潛力。這些所謂的“腦機(jī)接口”（BCI）在治療一系列疾病方面顯示出前景，包括癱瘓、耳聾、中風(fēng)，甚至精神疾病。
這一研究領(lǐng)域的重要參與者之一是埃隆·馬斯克(Elon Musk)，他在2016年創(chuàng)建了Neuralink。該公司的短期任務(wù)是開發(fā)一種腦-機(jī)接口，以幫助患有神經(jīng)疾病(如帕金森氏癥)的人。長期的使命是引導(dǎo)人類進(jìn)入“超人認(rèn)知”時代。
神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)知識
但首先，我要講一些神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)知識。
神經(jīng)元是傳遞和接收信息的特化細(xì)胞。神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)包括樹突、胞體和軸突。樹突是信號接收器。胞體是連接到樹突的細(xì)胞體，作為傳遞信號的結(jié)構(gòu)。軸突，也稱為神經(jīng)纖維，將信號從胞體傳輸出去。
神經(jīng)元通過突觸(即軸突-樹突連接)相互通信。神經(jīng)元通過動作電位相互傳遞信息。動作電位可以定義為沿軸突向下傳遞的電脈沖，引起神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，從而抑制或刺激下一個神經(jīng)元(導(dǎo)致另一個動作電位的啟動)。
植入物如何獲取和解碼腦信號？
那么，該公司和其他BCI公司將如何利用這個進(jìn)化古老的系統(tǒng)來開發(fā)一種能夠獲取和解碼大腦輸出信息的植入物呢?
Neuralink 植入物由三部分組成：Link、神經(jīng)線和充電器。
由神經(jīng)外科醫(yī)生控制的機(jī)器人系統(tǒng)會將植入物植入大腦。 Link 是核心組件。它處理和傳輸神經(jīng)信號。微米級的神經(jīng)線連接到 Link 和大腦的其他區(qū)域。這些線還包含電極，負(fù)責(zé)檢測神經(jīng)信號。充電器可確保通過無線連接為電池充電。
這種植入物具有侵入性，可以精確讀出來自大腦的電信號——不像非侵入性設(shè)備那樣敏感和特異。此外，由于其體積小，工程師和神經(jīng)外科醫(yī)生可以將該設(shè)備植入非常特定的大腦區(qū)域，并定制電極分布。
Neuralink植入物將通過藍(lán)牙連接與應(yīng)用程序配對。其目標(biāo)是讓植入這種芯片的人通過簡單的思考來控制他們的設(shè)備或電腦。該應(yīng)用程序提供了一些練習(xí)，以幫助指導(dǎo)和培訓(xùn)個人如何將植入物用于其預(yù)期目的。這項技術(shù)將使有神經(jīng)障礙(如癱瘓)的人更容易通過文本或語音合成進(jìn)行交流，以及參與攝影等創(chuàng)造性活動。
最近的一些研究進(jìn)展
現(xiàn)有的文本和語音合成技術(shù)已經(jīng)在進(jìn)行中。例如，BCI平臺公司Synchron正在研究用Stentrode治療嚴(yán)重癱瘓的人。這種神經(jīng)假肢旨在幫助人們通過藍(lán)牙技術(shù)(如短信、電子郵件)將思維與運動聯(lián)系起來。在一項用于肌萎縮側(cè)索硬化癥患者的研究中，初步結(jié)果顯示，通過直接意念，該設(shè)備改善了功能獨立性。
斯坦福大學(xué)的FrancisR. Willet博士正在開發(fā)利用BCI技術(shù)實現(xiàn)高性能手寫的軟件。這項技術(shù)也顯示出了前景。
Willet說:“我們已經(jīng)了解到，在身體失去執(zhí)行這些動作的能力后的整整十年里，大腦仍保留著制定精細(xì)動作的能力。”他最近報告了一項關(guān)于全身癱瘓患者的筆跡轉(zhuǎn)換的BCI研究結(jié)果。通過一種循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解碼方法，BrainGate研究的參與者僅用意念就能每分鐘輸入90個字符，原始準(zhǔn)確率高達(dá)94.1%，這個結(jié)果令人印象深刻。
雖然不是完全可植入的大腦裝置，但研究人員也研究了這種經(jīng)皮植入物在慢性中風(fēng)患者中恢復(fù)手臂功能的能力。由托馬斯杰斐遜大學(xué)助理教授 Mijail D. Serruya 醫(yī)學(xué)博士領(lǐng)導(dǎo)的 Cortimo 試驗的初步結(jié)果是積極的。研究人員植入微電極陣列，以解碼 2 年前經(jīng)歷過中風(fēng)的參與者的大腦信號和運動功能。參與者能夠在他們癱瘓的手臂上使用電動手臂支架。
Neuralink 最近發(fā)布了一段視頻，演示了在名為 Pager 的猴子使用操縱桿玩游戲時如何使用該界面。公司研究人員將一個稱為 N1 Link 的 1024 電極神經(jīng)記錄和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備插入左右運動皮層。使用植入物，神經(jīng)活動被發(fā)送到解碼器算法。在整個過程中，對解碼器算法進(jìn)行了改進(jìn)和校準(zhǔn)。幾分鐘后，Pager 能夠用他的意念而不是操縱桿來控制屏幕上的光標(biāo)。
馬斯克希望進(jìn)一步開發(fā)Neuralink，不僅改變我們治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的方式，也改變我們與自己和環(huán)境的互動方式。當(dāng)然，這是一個遠(yuǎn)大的目標(biāo)，但在不久的將來似乎也不可能實現(xiàn)。
未知數(shù)：倫理困境
BCI 技術(shù)未來面臨的一個主要難題是，研究人員并未完全了解有關(guān)大腦信號、人工智能 (AI) 軟件和假肢如何相互作用的科學(xué)。盡管計算卸載提高了人工智能算法的預(yù)測性，但存在身份和個人代理問題。
我們怎么知道一個動作真的是一個人自己思考的結(jié)果，或者更確切地說，是人工智能軟件的結(jié)果？當(dāng)我們時間緊迫、用一只手打字或因為方便時，打字時的自動更正功能會非常有用。然而，它也很容易創(chuàng)建和發(fā)送意外或不適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?/span>
這些算法旨在從我們的行為中學(xué)習(xí)并預(yù)測我們的下一步行動。然而，一個問題是，我們是自己思想的作者，還是僅僅是在外力控制下傳遞信息的裝置。
“人們可能會質(zhì)疑，他們經(jīng)歷的新的性格變化是否真的代表了他們自己，或者他們現(xiàn)在是植入物的產(chǎn)物(比如，'這真的是我嗎?’;“我是作為一個人成長了嗎?還是因為技術(shù)?”) 這引發(fā)了關(guān)于代理和我們作為人的問題，”多倫多大學(xué)Temerty醫(yī)學(xué)院的臨床生物倫理學(xué)家和助理教授Kerry Bowman博士說。
制定保護(hù)措施以確保我們思想的隱私非常重要。在數(shù)據(jù)就是貨幣的時代，建立邊界以保護(hù)我們的自主權(quán)和防止剝削（例如，被私人公司或黑客）是至關(guān)重要的。盡管 Neuralink 和 BCI 通?？隙〞陨羁痰姆绞酵苿由窠?jīng)工程的界限，但重要的是要注意這項技術(shù)的生物學(xué)和倫理意義。
正如鮑曼所指出的那樣:“在整個人類歷史中，在囚禁和酷刑等最惡劣的情況下，對所有人來說，唯一安全的地方就是自己的心靈隱私。”沒有人可以干涉，拿走，或捕獲到這些想法。然而，這項技術(shù)挑戰(zhàn)了個人隱私——這項技術(shù)(以及公司)可能會意識到這些想法。”
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