《经济学人》:脑机接口技术是下一个风口

来源:抓取 2018/01/12 15:37:33

    导读:《经济学人》最新封面文章称,通过利用意念控制机器,脑机接口技术可改变思想对于人类的意义。

    人们常说科技具有革命性力量,对科切瓦尔(William Kochevar)来说的确如此。科切瓦尔骑自行车摔伤后肩部以下瘫痪,不过他已能设法自己用手进食。如此显著进步一定程度上归功于植入其右臂刺激肌肉收缩的电极。不过真正神奇之处不在于手臂,而在于大脑,科切瓦尔可用意念控制手臂。移动手臂的意念反应为大脑运动皮层的神经活动,这些信号被其脑部植入物探测,然后形成指令激活其手臂中的电极。

    这种意念解码听起来也许像是科幻小说的情景。不过,科切瓦尔所用BrainGate之类的脑机接口已证明意念控制是可行的。研究人员能够仅通过神经活动便知道人所听到的话语及看到的图像。信息还能进行编码用来刺激大脑。已有30多万人在使用人工耳蜗,通过把声波转换成电信号传入大脑,人工耳蜗帮助他们听到声音。研究人员也曾向猴子大脑注入数据,通过电脉冲指示它们完成动作。

    脑机接口技术研究步伐正在加快,其目标也越来越宏达大。美国军方和谷都开始关注这项技术。Facebook梦想实现意念输入。初创公司Kernel向神经科技研究投入1亿美元。马斯克创办名为Neuralink的公司,他认为如果人类要在人工智能的时代幸存下来,就必须升级自己。企业家设想将来人们彼此之间及与机器能够心灵感应交流,或者获得超人能力,比如听到高频声音。

    这些能力即使有朝一日实现,那也是几十年之后。不过在此之前,脑机接口有可能打开引人注目新应用的大门。设想刺激视觉皮层帮助盲人,为中风患者打造新的神经连接,或监控脑部活动探测抑郁症征兆。通过把神经元冲动转变为可以掌控的资源,脑机接口可改变思想对于人类的含义。

    怀疑论者对此冷嘲热讽。事实证明,让医疗脑机接口技术走出实验室进入临床实践十分困难。科切瓦尔所用BrainGate的系统早在10多年前便已开发成功,但至今只有少数人试用。体内植入设备转变为消费产品甚至更加难以想象。技术、科学和商业化是实现其主流应用的三大拦路虎。

    首先是技术方面的障碍。非侵入式技术(如脑电图)难以通过进入大脑皮层、头骨和脑膜获得高分辨率大脑信号。脑电图帽取得了一些进展,可用来玩虚拟现实游戏或仅凭意念控制工业机器人。但至少在目前,最雄心勃勃的应用要求植入能与神经元直接交互的元件。而且现有元件存在大量缺点:需要穿过头骨的各种电线、引发免疫反应、仅与人脑850亿神经元的数百个神经元交流。不过这些状况有可能很快改观。受器件微型化进展和计算机计算能力增强推动,制造能与数十万神经元交流的安全、无线连接植入元件的工作正在进行。这些工作有的解释大脑的电信号,有的进行光、磁和超声波实验。

    解决技术障碍后还有另外一个拦路虎。大脑仍是人类了解不深的领域,科学家对于大脑的确切运行方式尤其是记忆形成之类的复杂功能知之甚少。对于动物大脑的研究取得了较大进展,但对人脑进行实验很难。不过即便今天科学家也对人脑的部分区域(如运动皮层)加深了了解。不过并不总是需要完全了解大脑。机器学习能够识别神经活动模式,大脑本身能够轻而易举地操控脑机接口。而且神经科学技术将揭示大脑的更多秘密。

    第三个拦路虎是商业化实践。医疗设备获批需要时间、金钱和专业经验。而且消费应用只有在其能够执行人们觉得有用的功能后才会大发展。一些脑机接口应用并非必要的应用——比如,一款优秀的语音助手是比脑部植入元件更简单的不用动手指输入方式。消费者呼吁的穿颅术似乎也遥不可及。然而脑部植入已是某些病症的成熟疗法。大约15万人接受通过电极深度刺激脑部以帮助控制帕金森症。患者自主选择的手术有可能成为常规手术,就像激光眼科手术所经历的那样。

    所有这一切意味着实现神经科学先驱者所设想未来的道路虽然艰巨但能够到达。当人类运用聪明才智解决某一问题时,虽然过程很困难,但认为解决不了是不明智的。不出几年,科技进步也许会开辟与大脑交流的新渠道。首批应用有很多作出含糊其辞的承诺——恢复患者的运动和感觉。不过随着应用进入能力增强领域,无论是用于军事用途或其它消费用途,一系列担忧将出现。显然隐私将成为一个问题:内心声音的庇护所将不复存在。安全是另外一个问题。如果大脑能够通过互联网进入,那么它也可能遭到黑客攻击。不公平是第三个问题:除了那些精英,获得超人式的认知能力也许不是大家所能及的。伦理学家已经开始研究机器处于神经回路的情况下出现的身份和代理问题。

    这些问题还不算紧迫。不过更重要的是它们不是人类纯粹的幻想。科技改变人们的生活方式,而人脑是下一个科技要改变的前沿领域。

关键词: 人工智能,人工智能

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