腦機接口的革命，來(lái)得實(shí)在太快了。

(資料圖)

馬斯克在硅谷舉行的Neuralink溝通會(huì )上透露：

首款腦機接口產(chǎn)品，名為N1，最快6個(gè)月內就可以啟動(dòng)人類(lèi)測試。

“為了我們的首次臨床測試，我們正在非常努力地加緊各項工作準備，”馬斯克輕描淡寫(xiě)地表示。

“我們絕大部分的文書(shū)資料已經(jīng)提交到了 FDA。我們估計大約再過(guò)6個(gè)月時(shí)間，大家就可以看到 Neuralink 裝到人的腦袋上了?！?/p>

Neuralink 擬推出的 N1 腦機接口（內部構造）? ?圖片來(lái)源：Neuralink

香蕉奶昔，賽博朋克的第一生產(chǎn)力

整場(chǎng)發(fā)布會(huì )看下來(lái)，硅星人有一個(gè)最核心的感受：

如果沒(méi)有香蕉奶昔（banana smoothie），這場(chǎng)腦機接口的革命，恐怕不會(huì )來(lái)得這么快……

為什么這么說(shuō)呢？

大家可能知道Neuralink這家公司過(guò)去以來(lái)一直是用猴子和豬等動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗的。有名有姓的猴子，就有至少8只，沒(méi)名字的預備役更是數不勝數。

但是根據規定，Neuralink不能強迫它們參與配合實(shí)驗……

更何況，早在啟動(dòng)活體實(shí)驗的初期Neuralink就已經(jīng)明白一個(gè)道理：強扭的瓜不甜。讓這些猴子做實(shí)驗哪怕它們有一點(diǎn)被迫、不情愿，對實(shí)驗效果都會(huì )有影響。

于是Neuralink 開(kāi)發(fā)出了一套“自愿參與”原則的激勵方案：

只要來(lái)做實(shí)驗，就有無(wú)限量的香蕉奶昔供應！

圖片來(lái)源：Neuralink

具體來(lái)說(shuō)，就像條件反射那樣，Neuralink 的飼養工作人員參與設計了一套強化機制：每當猴子參與了當前的實(shí)驗，完成了一次操作，就會(huì )得到香蕉奶昔……

這樣，越做實(shí)驗，喝的越爽。久而久之，就形成了刺激強化的反饋機制。

下圖你可以看到，這些猴子一邊做著(zhù)實(shí)驗，一邊從面前的管子里嘬著(zhù)飲料。

簡(jiǎn)直可以說(shuō)是：高高興興做實(shí)驗，開(kāi)開(kāi)心心喝奶昔……

這樣的反饋機制，在 Neuralink 最近兩年的研發(fā)工作中，扮演了相當重要的角色。

首先來(lái)看下面這個(gè)腦控光標的實(shí)驗：

圖片來(lái)源：Neuralink

（雖然看起來(lái)猴子都會(huì )打字了，然而并非如此，猴子怎么可能懂英語(yǔ)呢？）

下一個(gè)鍵要按什么，實(shí)驗工作人員早就設計好了，會(huì )在猴子面前 MacBook 的虛擬鍵盤(pán)上，會(huì )以黃色顯眼的方式注明。

而在激勵機制的作用下，只要猴子通過(guò)意念腦控光標“移動(dòng)”到下一個(gè)要按的鍵上，并發(fā)出“按下”的信號，管子里就會(huì )流出香甜可口的香蕉奶昔……

在對于甜品的渴望驅使下，猴子打出了這么一句話(huà)：搞點(diǎn)夜點(diǎn)心切切吧 (can i please have snacks)……

圖片來(lái)源：Neuralink

但 Neuralink 并不滿(mǎn)足于讓猴子用光標打字。畢竟它的階段性目標之一，是讓?zhuān)òc瘓）的人們可以通過(guò)腦機信號來(lái)操控包括手機在內的常用電子設備。

所以，這家公司的猴子大軍，正在香蕉奶昔的驅動(dòng)下，做著(zhù)各種各樣的訓練工作，包括并不限于：

點(diǎn)按和拖拽

滑動(dòng)輸入

手寫(xiě)

手勢識別

等等……

圖片來(lái)源：Neuralink

以手寫(xiě)為例：

“一開(kāi)始還是虛擬鍵盤(pán)?，F在我們已經(jīng)可以直接用腦機界面來(lái)讀取信號，結合畫(huà)面中的圖形，和訓練得到的信號模式，來(lái)精準地判斷猴子在屏幕上寫(xiě)的是什么字”，一位 Neuralink 技術(shù)專(zhuān)家透露。

這樣下去，猴子恐怕真要“學(xué)會(huì )”寫(xiě)字、拼詞了？

以及，香蕉奶昔還能刺激猴子自己去給腦機接口充電！

這樣簡(jiǎn)直是給 Neuralink 的工作人員，省了大麻煩了……

具體機制是這樣設計的：

他們將一棵樹(shù)做成了“奶茶店”，然后把充電板放在了裝飾的樹(shù)杈里：

圖片來(lái)源：Neuralink

這樣，只要猴子想喝香蕉奶昔了，就會(huì )跑過(guò)去嘬管子。

結果它的腦袋會(huì )正好對準充電板，一邊喝飲料，一邊充電。

這設計，腦回路實(shí)在是很有意思！

圖片來(lái)源：Neuralink

這場(chǎng)發(fā)布會(huì )的各嘉賓發(fā)言，總的來(lái)說(shuō)給硅星人一個(gè)感覺(jué)，就是：

我們在實(shí)驗中遇到了一個(gè)技術(shù)問(wèn)題 → 想了很多辦法都解決不了 → 哎最后還得香蕉大法 → 沒(méi)辦法香蕉它真的管用??！

沒(méi)想到實(shí)現賽博朋克，香蕉奶昔竟成了第一生產(chǎn)力……

（期待回頭 Neuralink 實(shí)現產(chǎn)品多元化，推出自主品牌的香蕉奶昔……）

圖片來(lái)源：Concord Food

從香蕉奶昔，到猴腦的可塑性

當然，除了香蕉之外，Neuralink也在用一些更加“正經(jīng)”和更“高科技”的刺激方式，來(lái)訓練出更厲害的猴子，好讓它們轉而更好地訓練 Neuralink 開(kāi)發(fā)下一代腦機接口產(chǎn)品需要的各種信號解碼器、算法模型、測試工具等等。

而在下面這個(gè)例子中，Neuralink 就是利用了更復雜的刺激方法。

這家公司有兩個(gè)階段性目標，剛才提到了一個(gè)，也即幫助（癱瘓）人士獲得運動(dòng)功能。

而另一個(gè)階段性目標，則是視覺(jué)義體：通過(guò)外部設備+腦機接口的方式，幫助那些一直生活在黑暗中的視障人士，重獲光明。

絕大多數視障者，問(wèn)題都出在眼球里，他們的視神經(jīng)，大腦中的視覺(jué)皮層，很有可能仍然是完好的。于是 Neuralink 希望能夠用腦機接口的方式，通過(guò)外置傳感器（攝像頭）來(lái)將信號直接傳入視覺(jué)皮層，從而讓失明者重獲光明。為了實(shí)現這個(gè)目標，Neuralink?在猴子的猴腦視覺(jué)皮層部位開(kāi)了顱，裝了腦機接口進(jìn)去。

圖片來(lái)源：Neuralink

然而這次的工作更為復雜：不再是讀取腦信號控制外設這種簡(jiǎn)單的邏輯，而是完全反過(guò)來(lái)，從外部獲取的視覺(jué)內容，將它編譯為原始的腦神經(jīng)信號，傳回到大腦里。

猴子不是人，沒(méi)有辦法告訴實(shí)驗人員自己看到了還是沒(méi)看到、看到了什么東西。于是，Neuralink 又設計了一套新的刺激機制（逆相關(guān)reverse correlation，神經(jīng)科學(xué)常用的方法）：

圖片來(lái)源：Neuralink

1）用腦機接口輸入的人工干預信號，刺激猴子的眼球進(jìn)行移動(dòng)（比如可以簡(jiǎn)單理解為）；

2）用外置的眼球追蹤設備，驗證實(shí)際的眼球移動(dòng)矢量，是否與人工信號相符；

3）當結果相符的時(shí)候，使用香蕉奶昔進(jìn)行激勵。

如下圖所示：綠色線(xiàn)代表眼球的移動(dòng)路徑，閃現的白點(diǎn)作為對照。你會(huì )看到，猴子的眼球突然朝著(zhù)沒(méi)有出現白點(diǎn)的位置移動(dòng)，正是因為通過(guò)腦機接口收到了人工干預的信號。

最一開(kāi)始，眼球的移動(dòng)矢量和人工信號的相符的程度并不高。

然而有趣的是，隨著(zhù)測試時(shí)間變長(cháng)，次數增加，猴子越做越熟練，符合程度越來(lái)越高。

圖片來(lái)源：Neuralink

大腦是指一種具有可塑性的組織，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)也即大腦內部的突觸、神經(jīng)元之間的連接可以由于學(xué)習和經(jīng)驗的影響建立新的連接，從而影響個(gè)體的行為。

Neuralink?團隊正是寄希望于這種可塑性，通過(guò)不斷的訓練來(lái)讓猴子在外界信號的輔助下，獲得一種非原生的低維視覺(jué)。

而如果將這種技術(shù)的應用規模進(jìn)一步擴容，讓信號的復雜程度變高，從單一的矢量，升級為線(xiàn)、面、形狀、顏色，讓像素數量進(jìn)一步增加……

那樣，不就能夠讓那些失明的人，重獲視覺(jué)了嗎？

想法是偉大的，前景是樂(lè )觀(guān)的。然而挑戰仍然重重，還有很多技術(shù)門(mén)檻需要跨越。

Neuralink 提供了一張模擬圖。它展示了在不遠的未來(lái)，通過(guò)Neuralink腦機接口的視覺(jué)義體技術(shù)，大致能夠獲得的視覺(jué)（注意這并不是真實(shí)圖片，只是模擬的效果）。

在一個(gè)理想的視覺(jué)義體套件中，通過(guò)一個(gè)安裝在眼部高度的攝像機獲取圖像，傳入手機進(jìn)行信號處理，再通過(guò)腦機接口傳輸到大腦中的視覺(jué)皮層。

圖片來(lái)源：Neuralink

這不禁令我想起了《賽博朋克2077》。在游戲中，主角拿到的頭兩件賽博義體（cyberware）之一，就是視覺(jué)義體 Kiroshi Optics。有了它，主角在正常視覺(jué)的基礎上，還獲得了掃描電子器件并對其進(jìn)行黑客攻擊的能力……

圖片來(lái)源：TriggerStudio/CD PROJEKT RED/Netflix

回到現實(shí)世界，視覺(jué)義體暫時(shí)還沒(méi)有在游戲里那么酷。

麻省理工科技評論的一位生物科技作者寫(xiě)道指出，

“馬斯克宣稱(chēng)義體能夠‘恢復’視覺(jué)——也許在很久以后的未來(lái)才能實(shí)現。能夠通過(guò)義體產(chǎn)生的視覺(jué)并不是你和我所擁有的視覺(jué)。它更像是點(diǎn)狀的光斑，也許能夠通過(guò)組合的方式來(lái)形成一種簡(jiǎn)單的顯示效果，就像老式的燈泡記分牌那樣?！?/strong>

圖片來(lái)源：@antonioregalado

圖片來(lái)源：MERIT

即便如此，讓失明者重獲光明，仍然是一項有著(zhù)重大意義的技術(shù)使命。

當然，賽博朋克作為一種文化的諸多優(yōu)秀文藝作品，也為人類(lèi)過(guò)于依賴(lài)科技的未來(lái)敲響警鐘。盡管Neuralink掀起的這場(chǎng)腦機接口技術(shù)革命令人興奮神往，它的諸多風(fēng)險仍然不可小覷。

在過(guò)去一年時(shí)間里，Neuralink 也在加緊提高技術(shù)安全性，更重要的是確保使用者的生命安全。該公司的努力包括：

開(kāi)發(fā)了在實(shí)驗室環(huán)境下，用于測試工作的，對人腦組織進(jìn)行替代的技術(shù)，比如使用培養皿培植的皮質(zhì)細胞進(jìn)行電極測試（下圖）。

“最終目標是在未來(lái)產(chǎn)品研發(fā)和測試中，降低甚至完全消除對活體動(dòng)物和臨床試驗者的需要，”一位 Neuralink 專(zhuān)家表示。

圖片來(lái)源：Neuralink

開(kāi)發(fā)了無(wú)需在腦膜 (dura) 上開(kāi)創(chuàng )，直接在腦膜外進(jìn)行電極植入的機器人手術(shù)技術(shù)（在腦膜上開(kāi)創(chuàng )會(huì )導致恢復過(guò)程中生成大量組織，覆蓋包裹住接口設備，容易帶來(lái)感染隱患，并且非常不便于后期設備維護）

圖片來(lái)源：Neuralink