圖片來源@視覺中國
文 | 廠間八卦見聞
科幻作品甚至宗教神話之中，常常出現隔空取物，意念真成的超能力，不需要直接觸碰就能夠控制周圍的物體。這些超能力無一不是人類對於渴望進化和改造自身的表現。在過去，超能力只存在於人們的想象之中，但隨著科技的不斷進步，腦機介面（BCI）的出現或許能夠使其成為現實。
腦機介面發展史：從幻想到現實的緩慢過程
首先，什麼是腦機介面？
腦機介面，是指在人或動物腦（或者腦細胞的培養物）與外部裝置間建立的直接連線通路。“腦”一詞意指有機生命形式的腦或神經系統。“機”意指任何處理或計算的裝置，其形式可以從簡單電路到矽晶片。
腦機介面概念最早出現在科幻作品之中，直到1969年，才進行了第一次真正意義上的腦機介面實驗：科學家埃伯哈德將一隻猴子的神經元和一個儀表盤進行了連線，然後透過神經元反饋儀表數值變動，來給猴子香蕉獎勵。在經過訓練之後，猴子可以透過神經元來控制儀表盤獲取獎勵。這一發現證明神經元具有可塑性，我們可以透過反饋機制來讓神經和外部裝置建立聯絡和控制。
直到20世紀90年代之後，人們才將動物實驗之中得到的實踐基礎，逐漸應用於人體上。人體的早期植入裝置主要被用於恢復損傷的聽覺、視覺和肢體運動能力。最開始的研究主線仍然是大腦的皮層可塑性，將大腦皮層與腦機介面相適應之後，可以像控制自然肢體那樣控制植入的假肢。但科學家們意識到，腦機介面能做到的應該遠遠不止於恢復人體功能，而是增強人體功能。
腦機介面發展史：從幻想到現實的緩慢過程
如今，在腦機介面研究領域取得成果的兩家耳熟能詳的巨頭，分別是Facebook和馬斯克的 Neuralink。
其中，Facebook 與加州大學舊金山分校Chang Lab 的腦機介面專案 Project Steno新進展，使瘓失語患者恢復交流能力。他們在其大腦中的感覺運動皮層中植入了一片多電極列陣，用以接收並解碼運動皮層傳遞給聲道的大腦訊號。透過記錄皮層訊號，來建立相應的計算模型來完成訊號解碼，併成功翻譯出大腦傳遞的訊號，準確率最高可達93％。
其實早在之前，Chang Lab 就發表過早期的 Project Steno 專案研究，該專案表明電極陣列和預測模型可以建立相對快速和複雜的思維型別系統。他們也嘗試過使用大腦植入物在螢幕上觸動游標，以及視覺化手寫字型，但效果都不太理想。
現如今，Facebook似乎打算放棄需要進行開顱手術的侵入式腦機介面，轉而打造腕帶裝置。並在2019年收購了肌電圖（EMG）腕帶公司CTRL-Lab，為AR和VR提供了另一種思路，最終實現的是一種無需在人腦中植入電極的非侵入式腦機介面解決方案。這可能是為了能夠擴大腦機介面產品在市場上的受眾群體，畢竟不是每個人都願意在頭上開一個洞的。
目前Facebook已研發出一種可以用來意念打字的非侵入式腦機介面，此外，Facebook還與多所大學應用物理實驗室等學校、機構建立合作，研究人員專門從事解碼語音和語言的機器學習，希望能夠建立具有先進空間解析度的光學神經成像系統和神經假肢。但非侵入式與侵入式始終存在差距：非侵入式由於不直接與大腦接觸，其對於神經元的訊號接收速度和精準度遠遠不如侵入式。如果要達到人們對於腦機介面的最高期望值，還是侵入式更有優勢。
與Facebook的保守不同，有“科學怪人”之稱的馬斯克，堅持研究開頭顱插晶片的侵入式裝置。馬斯克在2016年起就成立了Neuralink，最初的目標是讓癱瘓或肢體障礙的人僅憑自己的意識就能控制手機電腦，但隨著近年人工智慧的飛速發展，馬斯克認為人類需要與人工智慧相結合，成為“半機械人”，才能抵禦人工智慧帶來的生存威脅，避免被人工智慧時代所淘汰。
在2019年7月，Neuralink釋出了旗下第一款腦機介面產品-“腦後插管”：將透過一臺神經手術機器人進行頭顱穿孔手術，向大腦內植入晶片，再利用外接的無線裝置將意念發射出去，使其甚至能夠與應用程式互動。而在2020年釋出的產品LINKV0。9已實現完全的大腦內建，不再需要外接裝置，並實現了24小時續航和無線充電功能。
Facebook與 Neuralink:截然不同的發展方向
不過，侵入式介面面臨最大的一個挑戰就是需要解決手術時如何將對腦部的損傷降到最低的問題：隨著時間流逝，穿刺電極會逐漸被炎症細胞所包裹，會導致訊號缺失。而人體本身也極有可能會因為植入物產生排斥免疫反應，從而威脅生命。
與人體的其他環境不同，有人曾把大腦比作海邊熱帶叢林：潮溼、炎熱、多鹽；與其它體內部位的環境不同，人類大腦的結構環境更為精妙神秘。要在這樣的地方放置一個感測器，除了要考慮大腦環境的排異反應，還需要考慮植入物的耐用性，避免頻繁替換造成顱內損傷。因此植入物的晶片一方面要滿足對百萬級神經元資訊的採集處理；另一方面還需要足夠小的體積，避免損傷壓迫顱內組織，材質上也要儘量和顱內環境相適應。這對於現目前腦科學研究水平和生物學、電子學來講都是一個不小的挑戰。
目前植入體設計的兩個主要方向，分別是小型導電電極技術和非電氣方向技術。其中，將生物學和電子學相結合的非電氣方向應該會成為未來植入體的主流，哈佛大學的洪國松博士嘗試製造一種SU-8柔性聚合物製成的多孔網，上面鑲嵌著感測器與導電金屬。這一網狀結構模仿了神經組織彈性而柔軟的形態，並允許神經元和其他型別細胞在其中生長，可以解決大腦對於植入體的排斥反應。
但現下以Neuralink為首的侵入式介面產品都還在動物實驗階段-因為侵入式要進行開顱手術，而這種人體實驗的機會非常難得，導致目前腦機資料樣本量很少。加上人們的身體情況具有普遍差異性，如果沒有大量可靠的人體資料作為支撐，就很難得到精準判斷。因此，目前Neuralink這類侵入式裝置的發展並不那麼為人所看好。
而現有腦機介面技術也僅僅是初步解決腦—機方向的輸出和控制問題，在基礎原理限制下，控制效率和準確率都還很低。因此如果不從根本上重構現有腦機介面技術，腦機介面應用還將繼續只是一個美好設想。根據現有情況來看，腦機介面技術還離大規模商業實用確實還有很遠的距離。
Facebook與 Neuralink:截然不同的發展方向
馬斯克曾經提到過關於腦機介面技術的“四層金字塔”，用以逐級“改造”人類，實現進化。
腦機介面第一層金字塔：修復。透過心念操縱機器，讓機器替代人類身體的一些機能，修復殘障人士的生理缺陷。這個技術實現後，人類可以不用說話和觸碰，只要透過意念，就可以隨心所欲地來控制外物，實現以意馭物的超能力。
腦機介面第二層金字塔：改善。透過腦機介面，改善大腦執行，讓人時刻精神抖撒、注意力集中、思維敏捷，能夠高效地去做一件事情，學習新知識的速度成倍增長。
腦機介面第三層金字塔：增強。透過腦機介面，使人類短時間內擁有大量的知識和技能，透過記憶移植，最終實現人類意識和記憶在計算機世界的“永生”。
腦機介面第四層金字塔：溝通。有了腦機介面，人類不用語言，僅靠大腦中的腦電訊號就可以彼此溝通，實現“無損”的大腦資訊傳輸。這種腦腦互動，彼此傳遞的本質是神經元群的活動。不像語言的模糊和詞不達意，它是一種徹底的、100%的、毫無資訊扭曲的“心領神會”。
在馬斯克的四層金字塔理論之中，人類逐漸實現了“超體進化”，從意念控物到實現“永生”，必定離不開AI與大腦的連線。如果人能憑大腦的意識來控制AI，那麼，人類在某種程度上實現了比AI更高一級進化的同時，也將與AI之間的聯絡愈加密不可分，甚至融為一體。那個時候的人類，還能夠被稱作原本意義上的“人”嗎？隨著腦機介面技術的深入，也必將面臨的嚴重的人類倫理問題：如果我們的大腦能擁有與電腦相同的開發水平，但代價是失去獨立性甚至人格，你願意麼？
技術瓶頸或成為人類腦科技的突破口
腦機介面雖然能使孩子一出生就擁有博士學位，精通所有種類的語言，無所不知無所不能，但這也意味著對於大多數人來說生活將會失去目的和意義，所有人都彷彿生活在一個大型虛擬世界裡面。腦機介面使得人類可以藉助於大腦訊號間的意識層面互動實現溝通，完全擺脫了語言、肢體、表情的限制。語言對話、文字記錄將會消失殆盡，而由文字語言曾經建立起來的藝術文化，都只存在於‘人腦庫存’的過去式之中，那麼不再使用語言文字的人類還能否創造出新的詩歌、繪畫、雕塑、等形形色色的藝術。當幸福、信仰、愛、精神、同情這些代表著人性的情感和靈魂，都逐漸被編碼和演算法所取代，人類文明是否會受到毀滅性打擊並消失殆盡？
退一步來說，數字鴻溝導致不同人群在資訊獲取、資源佔有、財富積累等諸多方面存在本質上的差異。那麼隨著腦機介面技術的應用，人與人之間的數字鴻溝將被進一步擴大：腦機介面技術有助於大幅度提升人類的認知能力，從而在學習、工作等活動中具有明顯優勢。但是受限於技術、政治、經濟等方面原因，只有少部分掌握稀缺資源的人擁有“進化”所需的條件和成本，將成為某種意義上的“人上人”，這對其它大部分普通人來講足夠造成“降維打擊”。而巨大的數字鴻溝無疑會導致人類社會中公平公正的喪失，引發尖銳的社會矛盾。
腦機介面，將人類進化需求的野心具象化，揭示了人類對於死亡和無能的恐懼，這其實是人類誕生以來就一直面臨的問題，如今隨著時代的進步，人類可以用科技醫療的手段逐漸延緩死亡的到來，用知識技術的溝通填補無能的空缺。也正是因為死亡和無能兩大恐懼，人類的科技和文明才不斷進步。如果腦機介面消除了這兩項恐懼，我們下一個用以寄託的目標，會是什麼？