脑机接口的畅想与挑战

吴晨2024-01-31 20:36

吴晨/文 1月30日,马斯克宣布旗下脑机接口公司Neuralink首次将芯片植入人类大脑,并且检测到了人脑神经元的脑电波,推动脑机接口向前跨越了一大步。

怎么理解Neuralink的这次突破?简言之,这是第一次人脑与计算机建立了单向的连接,证明脑机接口将是未来人与机器交互的一种重要方式。与之前通过电击刺激大脑的某个部分来治疗精神疾病的做法不同(当然电击并没有建立起机器与人的连接),单向连接是利用植入的硅片读取大脑神经元的信号,可能很快实现的应用场景是帮助有肢体残疾的人重新操控自己的肢体,让高位截瘫的人能够行动起来,让不能说话的人说出话来等等。

马斯克把这一次突破命名为Telepathy(心灵感应),暴露了他的野心。当我们已经可以帮助残疾人更好地行动之后,下一步将真正开启脑机接口的功能,让人类不再需要通过外部设备——无论是人体自身的外设,比如眼睛、耳朵和嘴巴或者电脑的外设,比如说鼠标、键盘和屏幕来与电脑沟通,人们甚至通过电脑/云端与其他人沟通。

一个简单的应用场景是作家或者记者将不再需要通过键盘打字,或者语音输入让算法识别,只要心里想到了要写什么,就可以通过脑机接口让电脑写出来。再进一步畅想,更为玄妙的未来是出现真正的心灵感应,朋友之间不再需要语言的交流,“我”在想什么,同样连接着脑机接口另一端的“他”马上就能知道。语言是人类的发明,把我们的所思所想用声音和符号来传达,但在传达的过程中也进行了删减和压缩,未来的心灵感应将让人类有机会第一次对“语言”脱媒,相互之间传递更丰富的想法与情感。

可以说“心灵感应”是真正在“开脑洞”,因为那是介乎科学发展和科幻小说之间的领域。

拉回现实,Neuralink未来发展还将面临一系列挑战。

首先,植入式的脑机接口仍然需要通过手术植入芯片,这种方式不友好,也会给人带来风险。据说,现在植入的芯片有效期可能只有一年,因为人体的各种排异反应,随着时间的推演,芯片搜集的信号可能衰竭。换句话说,除非材料科学发生巨大的进步,否则每年一次手术换芯片不现实。当然作为碳基和硅基的交互界面,硅基硬件与“湿件”(圈内会把人脑这样碳基的血肉之物成为wet ware,湿件)有没有更好对接的方式,也非常值得探究。

其次,芯片怎样才能准确地检视大脑传递的电波信息,仍然需要大量的数据和训练。指挥肢体运动的信息相对简单,传达复杂内容和情感的信息会复杂得多,这就需要芯片不仅能获取电波,还要能够比较准确地检视解读电波。

这一领域未来的研究方向,一方面是通过更多植入实验搜集更多脑电波信息,另一方面则是利用海量信息来训练芯片的算法,让它能更准确地解读人的脑波信号。

再进一步的探索领域将是机器如何捕捉和重现人类的记忆。人类的大脑是三大科技前沿领域之一(另外两个是外太空和深海),我们对它所知有限。但我们至少知道,人类记忆与芯片的记忆完全不同,前者分布式而模糊,有点像老照片,随着时间的推演会泛黄,一部分掉落,也可能会被再次加工而不自知(这也是为什么很多时候记忆是靠不住的),后者则好像锐利的数码照片,准确度高且经久不坏。

第三,脑机接口距离双向交流仍然很远。Neuralink此次试验实现了用芯片捕捉大脑的信号,转而指挥失能的身体。但机器是否能够解读复杂信号,并且作为中间渠道将这些复杂信号转化为他人大脑能够理解的东西,真正实现心灵感应?距离这一目标还很遥远。

未来,脑机接口也仍然会有技术路线的竞争。相较于侵入式(通过手术在大脑中植入芯片),非侵入式脑机接口要更简单——戴上特制的头盔就可以。人工智能的发展很可能可以更精准地解读非侵入式脑机接口所捕捉的模糊脑电波,而且因为不需要手术,也可以更快速获取大量数据用于训练算法。

在可预见的未来,脑机接口的发展仍然将聚焦在帮助残疾人恢复能力这一领域。十年之后,我们可能出现专门植入芯片的工作岗位,让员工可以更好地掌握机器,比如自动驾驶汽车公司会雇佣植入芯片的专人,在自动驾驶出现极端问题的时候主动接入,确保人机共生(human in the loop)。

但兴奋之余,我们也需要清醒地认识到,马斯克所渴望的人机合体,甚至将人的意识上载到云端实现永生,仍将是科幻小说里才有的情节。

(作者系财经作家)

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