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治疗大脑疾病,人机共生,马斯克为“脑机接口”辩护

发布时间:2020-02-25 15:18:10
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  文/学术头条

  来源:学术头条(ID:SciTouTiao)

  提起天才马斯克(Elon Musk),很多人会第一时间想到特斯拉(Tesla)。随着今年年初特斯拉中国工厂正式开始交付特斯拉 model 3 型号电动汽车,特斯拉的股值不断飙升,与此同时特斯拉和马斯克也在新闻媒体上赚足了眼球。

  但是最近,马斯克又一次引起了全球粉丝的关注,不过这次并非是因为特斯拉,而是因为他连发几条推特为自己旗下 Neuralink 公司研发的脑机接口造势。

  令人兴奋的脑机接口技术

  事件起因源于知名分析公司 ARK 将深度学习等列为“2020 年的大创意”。马斯克在推特上回复道:“高带宽、高精度神经接口的深远影响被低估了”。同时他在推特上指出:“等到你看到下个版本的脑机接口技术,与去年推出的版本相比,它简直太棒了!”

马斯克在推特上回应脑机接口被低估
马斯克在推特上回应脑机接口被低估

  著名科技投资者、特斯拉汽车的忠实信徒凯西·伍德(Cathie Wood)询问关于脑机接口更多的细节,马斯克则指出障碍仍然在技术的道路上存在,“首先我们需要让它超级安全和易于使用,然后再确定最大的效用和风险。从最初的研究,到批量生产和植入是一条漫长的道路。”

  马斯克还补充道:“脑机接口技术最终将被用来弥补因中风、事故、先天原因而失去的大脑部分。我不想太过兴奋,但对于恢复大脑和运动功能来说,它的潜力真的是变革性的。我想没有其他方法可以做到这一点。

  同时他还暗示新版本的脑机接口将在今年夏天亮相。

  不仅治病,还要人机共生

  几个月前,马斯克创立的神经科学初创企业 Neuralink 向外界展示了一系列最新研究成果,让人们对脑机接口(brain-machineinterface,BMI)这一概念感到无比兴奋。

  根据当时 Neuralink 对外发布的研究论文中所述,目前有两种方法来记录我们的大脑发生的活动:一种是非植入的方法,它不会进入大脑但结果不太准确。另一种是植入电极,它们在大脑皮层附近蔓延但能够追踪的信号范围有限。

  针对上述现有两种技术方案的瓶颈,马斯克的计划是将两者的优点结合起来。

  为了做到这一点,Neuralink 开发出了比人类头发细十倍的细线,可以植入大脑中无线监测神经元活动。一个同样由 Neuralink 公司制造的手术机器人负责将这些微小的细线植入大脑。

Neuralink 能够进行神经外科手术的机器人
Neuralink 能够进行神经外科手术的机器人

  手术机器人所植入的每个线程可以携带 32 个电极,研究人员已经证明,机器人可以快速实现 96 个线程,即在大脑中存放 3072 个电极。同时研究者们展示了人类神经修复设备可以控制电脑鼠标指针、机械臂以及语音合成器等,而实现这些只需要不超过 256 个电极。

  马斯克表示,他相信这项技术将对研究、监测和治疗诸如帕金森症或痴呆症等神经退行性疾病产生巨大的影响。

  而从长远来看,马斯克想通过 Neuralink 实现的目标甚至更大:将人类和人工智能融合在一起,让它们共生。换句话说,这位特斯拉的首席执行官(CEO)想要升级我们所有人的大脑,把我们变成更强大的人类——平等和民主地获得智能。

  但是目前这项技术还没有在人体上进行测试。马斯克在上次演讲中表示,一只猴子已经用 Neuralink 的 BMI 技术通过大脑控制电脑。

  人类科学最后的前沿

  Neuralink 团队的贡献无疑推动了脑机接口领域的进步,但该团队并不是唯一从事脑机接口研究的力量。近年来,国际科学界和产业界都对脑机接口技术进行了关注和投入。

  早在 2012 年,浙大团队通过在猴子脑中植入微电极阵列,运用计算机信息技术成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号,使猴子能通过自身“意念”直接控制外部机械手臂。

  2014 年,浙大团队通过在志愿者大脑内植入皮层脑电微电极,实现“意念”控制机械手完成“石头、剪刀、布”手指运动。

  在去年 4 月,清华团队也成功在一名渐冻症患者身上完成“读诗”挑战。借助脑机接口打字系统,用“意念”控制机器,打出诗句“希望,而且为之奋斗,把这一切放在你的肩上”。

  今年 1 月,浙大团队发布视频显示,一位高位截瘫的老人通过“意念”控制外部机械臂及机械手来完成握手、拿饮料、吃油条、打麻将等动作。

  这也是全球首例成功利用手术机器人辅助方式完成人体电极植入手术,同时采用非线性神经网络算法,提出了针对这一例高龄患者的个性化解决方案。这次在老龄志愿者身上成功实现的脑机接口运动功能重建转化研究,将对未来的临床治疗和康复产生非常重要的指导意义。

通过脑机接口控制拿饮料
通过脑机接口控制拿饮料

  脑科学,也被认为是人类科学最后的前沿。

  尽管挑战重重,但越来越多的人开始关注大脑研究的前沿领域,人工智能和脑机接口技术的发展将会对人类的进步产生巨大的推进作用,未来必将能够看到在这方面有越来越多的革命性的突破。

  风险与希望并存

  脑机接口技术的先行者们相信,这种科技是一种人类自我进化的方式。但让脑机接口技术从梦想照进现实进而普惠大众还有很长的路要走,目前脑机接口也引来了人们众多的担忧。

  在技术方面,若相关软硬件设施被非法使用(如输入恶意信号、更改信号阈值),可能引发脑部混乱,严重情况下将导致脑部受损,甚至危及生命安全。

  因为该技术不但能采集人类已表达出来的隐私信息,还具备将采集到的大脑内部的各种信息存储在大脑外部的能力,如何限制脑机接口技术对人类隐私的收集、分析、传播与使用从而避免人类在脑机接口面前变成“透明人”?这些都是脑机接口技术研发所必须解决的问题。

  另外,入侵式的接口是否会引起免疫反应依旧存在争议,这也是 Neuralink 一直未在人体开展实验的原因之一,人类目前还需要在此进行大量的深入研究。

  与很多新技术一样,脑机接口还面临伦理挑战。隐私、安全是人们共同关心的问题,如果人人都用意念交流,语言对话、文字记录等的减少甚至会导致语言、文字的逐步消失。

  同时,脑机接口技术可能加剧不平等。脑机接口技术有助于大幅度提升人类的认知能力,从而在学习、工作等活动中具有明显优势。但并不是所有人都有实力拥有这项技术,只有部分人拥有“进化”所需的条件和成本,成为某种意义上的“人上人”。

  此外,随着计算机技术的进一步发展,是否 AI 会通过相关技术的自我发展从而实现对人类大脑的直接控制也是一个值得关注的问题。目前机器人还没有自己的意识,未来人类也应该避免这种情况出现。

  参考资料:

  https://www.zdnet.com/article/elon-musks-mind-reading-technology-could-be-about-to-take-a-big-leap-forward/

  https://www.biorxiv.org/content/10.1101/703801v4

  https://mp.weixin.qq.com/s/X58bAYMPGDtw-IC7aOcAZg

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