未来科技 | 脑机接口实现后，我还是“我”吗？
第 1 期
2020 年 8 月 28 日，埃隆·马斯克在发布会上公布了 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的引人注目，不仅仅是因为马斯克这个人本身自带流量，更重要的是，脑机接口这个科技领域目前确实是全世界都在关注的一项新科技。
在这次发布会上，马斯克展示了一块刚好是 4 枚一元钱硬币叠起来大小的脑机接口设备，这个东西被他称为 Neuralink（神经链）(下图）。马斯克团队宣称，他们最终的目标是用神经链实现记忆的下载和上传，不但能将人的记忆上传到一个新的克隆体中，也可以上传到一个机器人身体中。
当然，他们现在的工作只是万里长征第一步。在发布会上，马斯克展示了一台可以将芯片自动植入小猪头骨的手术机器人。同时，他还把一只已经植入神经链的小猪带到了现场。在现场演示了从神经链中接收来自小猪大脑中的电信号。当这只小猪用猪鼻子去触碰工作人员的手或者其他东西时，电信号就会产生明显的波峰。这是因为小猪头骨中的神经链与猪鼻子的两个神经元建立了联结。
发布会上，马斯克还展示了他们在实验室中取得的成果：一头猪在跑步机上走路，通过读取 Neuralink 传出的数据可以准确地预测这只猪各个关节的位置。
这次发布会之后，也引发了一些担忧。这种脑机接口技术的研发，是否符合科学伦理呢？比如，360 科技的董事长周鸿祎在接受媒体采访的时候就表示：马斯克这项技术相当于打开了“潘多拉魔盒”，他强烈反对脑机接口技术的广泛应用 。
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今天这期节目，我要带你深入了解一下脑机接口技术的现在与未来，这项新科技是否存在一个技术奇点呢？我先解释一下什么是技术奇点。
奇点就是宇宙大爆炸发生前的那个“奇点”，在不违背已知的物理学定律的情况下，假如有一项科技的关键技术被突破，那么就会呈现爆炸式的发展，我们就把这项关键技术称为技术奇点。
想要预测脑机接口的技术奇点，我想我们有必要先深入了解一下这项技术到底是怎么一回事儿？
先来了解一下人类的大脑
第一层被称为“爬行动物脑”或者“爬虫脑”。它是一套生存系统，控制着我们的心跳、呼吸、睡眠、觉醒等等生存必须的功能。这一层脑，其实我们每个人和宠物狗宠物猫都差不多。而且，这层脑结构就像一台我们根本无法控制的，自动运行的机器。它从某种意义上来说，似乎跟我们无关。如果你想对这层大脑有一个直观的感受，你可以尝试通过憋气的方式把自己憋死。我告诉你，古往今来，从来没有人靠主动憋气自杀成功，因为真正控制呼吸的是爬行动物脑，它根本不受你的意识控制。
第二层被称为“古哺乳动物脑”，也叫做“边缘系统”，每一种哺乳动物都有这层结构。我们之所以会感到饥饿、口渴、恐惧，就是因为有这层脑。边缘系统默认我们和猪牛羊驴没什么不同，最重要的任务就是让我们吃饭、睡觉和交配，换句话说，就是让我们活着并且延续下一代。实际上，我们的意识也控制不了这些最基本的情绪和感受。
第三层被称为“新哺乳动物脑”，也叫做“新皮层”或者“新皮质”。它负责处理复杂的事务，分析你看到、听到、感觉到的是什么物体，负责语言表达、运动健身、做计划赶工期、思考人性等等，一句话，它是让我们在动物面前充满智力优越感的原因。新皮质并不大，它只是大脑最外层两毫米厚的物质，和一枚硬币差不多厚。大脑的进化不断需要皮质增加体积，于是奇妙的事情发生了，它给自己加入了很多褶皱，表面积增加了大约三倍。打开颅骨，我们第一眼看到的那些布满了褶皱的黄褐色东西，就是大脑的新皮质。如果我们把新皮质从大脑上取下来，获得的其实就是两毫米厚、大概四十八厘米见方的一块餐巾布。
从最根本的意义上来说，假如有一个实体能代表“我”的话，那么这个“我”其实就是这层像餐巾布一样大小的新皮质，它的手感介于布丁和果冻之间。除此之外的一切，只不过是“我”用来生存和追求快乐的“工具”而已。
那么，新皮质又是通过什么来控制全身的呢？答案是无处不在的神经系统，而脑和神经系统之所以能够“通信”，离不开一个核心元件，这就是神经元。人的全身都布满了神经元，它们的数量之多堪比银河系里的恒星，约为一千亿个。我们大脑的新皮质中包含了大约 200 亿个神经元，它传递信息的方式和电脑晶体管一样，只有 1 和 0。1 就是动作电位，0 就是没有动作电位。
现有的脑机接口
现在的脑机接口一般分为两种，一种叫侵入式，也就是需要做手术植入头骨中；另一种叫非侵入式，外形像一顶帽子。其实还有一种半侵入式，就是通过血管将电极放入大脑血管中。
但不管哪种类型，研究人员都是围绕着两个问题在努力：
我怎样把正确的信息从大脑里取出来？
&
我怎样把正确的信息发回给大脑？
这就是大脑信息的输出和输入，它是神经元的本职工作，脑机接口想做的就是参与到神经元的这项工作里去。搞懂新皮质中神经元的工作原理，可能是人类目前正在试图解决的最难的事情之一。
我给你打一个比方，你就知道这件事情有多困难。现在，你想象一下，把皮质餐巾的长宽高各放大一千倍，它就成了一个长宽各 500 米，高 2 米的方块。这差不多就是 240 个标准游泳池拼起来的大小。现在，我们从中切出一个一立方米的方块来看看。
这里面容纳了大约 4 万个神经元，每一个神经元的大小在这个尺度上大约就像一颗围棋子。每一个神经元都会伸出几千到几万根不等的触手，这些触手又与别的神经元相连接，构成了一个足以让密集恐惧症的人瞬间窒息的景象，这是一个有着千亿级别道路的巨大迷宫。
更复杂的是，这些连接不是一成不变的。事实上，它们每一秒钟都在发生变化，有时候连上，有时候又断开。你别忘了，这个切出来的方块，它的真实大小只有一立方毫米，一粒米的大小。研究脑机接口的科学家们，就像在这个迷宫中探索的探险者，他们试图弄清楚每一条道路连接起来有什么用，通过施加什么样的影响可以让它们连接或者断开。最后，我提醒你，像这样的迷宫，有 50 万个。
我们每一个人在生出来时候，神经元的连接并无多大差别。在成长的过程中，这些神经元的连接方式不断发生着变化，正是这些连接所构成的三维图形，让我们最终成为一名卡车司机、钢琴家或者作家。科学家们把这种神经元的连接变化称为“神经可塑性”，随着年龄的增长，神经可塑性会变小，但这种可塑性永远不会消失，所以我可以在 40 岁的时候重头开始学习怎么当科学纪录片导演。你也可以从现在开始学习成为一名科普作家。
从理论变为现实
今天，脑机接口已经从最初的理论设想开始慢慢成为现实。全世界有很多致力于脑机接口研发的公司或者大学实验室。评价脑机接口技术的好坏有三个评价标准：
首先是规模，即能记录多少神经元。马斯克在 2020 年的发布会上展示的那只小猪，被精确记录的神经元数量是 2 个。它发布的那个设备拥有 1024 个信道，也就是最多可以允许同时记录 1024 个神经元的活动。马斯克的中期目标是一百万个，虽然这比起一千亿个的总数来说依然不值一提。但这足以让我们可以利用意念来玩电子游戏、驾驶汽车、控制电脑等等。
其次是分辨率，即脑机设备能在空间和时间两个维度上收集到的信息有多细。
最后是创伤性，是否需要手术，如果确实需要，到什么程度。马斯克已经研发出了自动手术机器人，宣称不久就可以在 1 个小时内完成在头骨的植入手术。
显然，这一切还只是刚刚开始，我们仅仅只是在一场马拉松比赛中跨出了第一步。但就是这一步，已经能让我们做到很多看上去很神奇的事情。
例如，我们已经可以把运动皮质变成遥控器。人脑不需要学习就能自如运用，因为运动皮质一直就是人脑的遥控器。这个遥控器发出一些命令的时候，脑机接口能够收集到这个命令，然后把命令传达给一些机械，让机械做出和你的手类似的反应。现在使用这一技术的，多是高位截瘫或者截肢的人。它需要记录的神经元信息并不多，一百个神经元就够了。巴西脑机接口的先驱尼科莱利团队还打造过一套外骨骼，让一位瘫痪人士为巴西世界杯开球。
第二个正在应用的脑机接口是人造耳蜗和人造眼。人造耳蜗就是一个小计算机，它的一端是个贴在耳朵上的小麦克风，另一端则是一条连接耳蜗中电极的电线。人造视网膜更复杂一些，它有 60 个传感器，目前只能帮助病人看到模糊的边缘和形状。但令人振奋的是，模拟运算显示，想要获得还过得去的视觉，只需要 600 到 1000 个传感器，指日可待。
最后一个常见的应用是深脑刺激。它通常有一到两根电线，连接四个不同位置的电极，然后插入到边缘系统里。一个连接了这些电极的小起搏器会被安装到胸口。当需要的时候，电极就能产生一些刺激，可以减轻帕金森患者的抖动、减轻癫痫发作的强度、安抚强迫症等等。
可以看得出来，我们现在所取得这些成果都还非常初级。
制约脑机接口发展的技术瓶颈
有些人或许会觉得是记录神经元的数量和分辨率。但我不认为这会成为瓶颈，我的理由是摩尔定律在这个领域依然会生效。摩尔定律是一种指数级增长的定律，增长速度是惊人的。假如我们以1024 作为起点，每 18 个月翻一番，那么，15 年后，就可以达到 100 万个神经元的数量了，再过 21 年，就是百亿级数量了。
实际上，技术瓶颈的答案在马斯克的发布会上已经给出了。
脑机接口设备需要无数根电极用来收集来自大脑的电信号，因此，这根电极必须做得非常非常细小，更重要的是，它还得非常柔软，不能对大脑组织造成伤害。另外，大脑是一个非常具有腐蚀性的环境，这些电极很可能需要在这种环境中工作几十年不被腐蚀。在满足上述这些条件后，电极还得对电信号极其灵敏。
目前最有希望的材料候选者是石墨烯和碳化硅。这就是我所看到的脑机接口的技术奇点，只是我无法预测何时能突破这项关键技术。
畅想技术奇点爆发后的未来
当可以被控制的神经元数量达到千这个级别时，肢体残疾人和渐冻症患者将迎来新生，他们可以用意念控制各种各样的义肢，就跟长在自己身上的差不多。脑机接口技术的发展，必将推动智能义肢产业的蓬勃发展。
当可以被控制的神经元数量达到十万这个规模时，一些科幻中的场景将成为现实。比如，当你想出门的时候，你的汽车会自动发动，停到你家门口，你走到车门前，你的意念会把车门打开。而当你走向家门口时，意念会解锁并打开家门，当然，你家里的灯、空调、音响也都可以按照你的意愿启动。看电视的时候再也不用到处去寻找遥控器了，你只要想“这个节目没劲，换一个”“快进 10 分钟”“2 倍速播放”。另外，到了这个时候，义肢产业将不仅仅是为残疾人服务，实际上，各种各样的工具也完全可以义肢化。从事体力劳动的工人可以借助外骨骼机器轻松完成需要很大力量的工作。从事精密操作的匠人也可以借助各种各样的机械手臂来完成极其精细的雕刻工作。
当可以被控制的神经元数量达到百万甚至千万这个规模时，或许，我们将进入一个魔法世界。你可以用意念来弹钢琴、打电子游戏、绘画、剪辑视频等等，每一个普通人都可以摆脱需要长期肌肉训练才能获得的技能限制，直接进行艺术创作。
但是，请你不要忽略一点。我上面提到的这些应用全都是基于大脑电信号的“输出”即可完成的任务。也就是说，这时候的脑机接口只需要能解码我们的大脑发出的电信号是什么含义即可，而不需要将信号反向写入大脑。这是一个可以期待的未来，我没有看到任何根本性的障碍阻止这样的未来到来。我们需要等待的仅仅是材料科学的重大突破，技术奇点已经临近。
脑机接口的另一个技术奇点
不过，脑机接口技术还有另外一个技术奇点，这个奇点何时能突破，现在恐怕没人能知道。
这个技术奇点就是破解人类意识活动的本质：我们的情绪、感受、思想、记忆等等高级智力活动到底是怎么产生的？我们是否可能通过反向输入电信号来影响或者控制这一切？
对不起，目前的脑科学家还不能给我们一个确切的答案，我们还需要等待，甚至科学家们都无法告诉我们需要等待多久。
但这不妨碍我畅想一下，假如这个奇点再次被突破，我们将迎来一个怎样的世界。
首先，最最初级的应用已经令人感到惊艳，一大批残障人士将告别没有光明或者没有声音、气味的世界。残疾人的视觉、听觉、嗅觉或者是身体的各种感觉都将借助脑机接口设备得到修复。
然后，人类的交流方式将发生根本性的变化。语言其实是思维经过压缩后的近似表达。如果未来的我们可以直接用思想进行多媒体交流，何必再去做压缩和解压缩这种传输失真信息的事情呢？比如说：你可以在脑中非常清晰地想象我的梦中情人长什么样，但是如果要用语言向别人描述她的长相，可能需要讲很久也未必讲得清楚，但是你现在可以直接让别人获得你脑中的形象，什么也不需要说。
还有，我们获取知识的方式也将彻底颠覆。当我想了解文学名著《红楼梦》中都提到了哪些菜谱，我可以在脑中直接搜索到结果。对我来说，我不是在看书，而是在回忆。我用了一秒钟就回忆起了这本书的全部信息，虽然我压根没看过。不仅知道这些信息，还能给这些信息重新整理、归类，计算机云成了我大脑的一部分。最厉害的是，我能真实地体会林妹妹在葬花时的那种心情。文学家通过文字传达的情感被真实传输进了我的大脑。
到了这时，上传下载记忆自然也就是顺理成章的事情了。
我还是“我”吗？
然而，这到底是一个令人感到兴奋和神往的世界，还是一个令人感到窒息和恐怖的世界呢？
今天，哲学家还可以理直气壮地回答说，所谓的“我”，就是“一个独一无二的记忆和性格的集合”， 但是，到了那个时代，可就未必了。
好了，脑机接口的话题就先聊到这里。
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我还要留给你一个问题
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