CSNE Research Experience for Teachers, Larry Bencivengo, featured by Mercer Island School District

來源：人工智能和机器人研究院

就像古希臘人夢想在天空翱翔一樣，今天的人們總是夢想著，將大腦與機器融合，來解決令人討厭的死亡問題。人類心靈能夠與人工智慧、機器人和其它心靈，透過腦機介面技術(BCI)直接相連，從而超越人類壽命的限制嗎?

在過去的50多年裡，全世界的大學實驗室和科技公司的研究人員，已經在這一領域獲得驚人的進步。最近伊隆·馬斯克和布萊恩·約翰遜等成功企業家，已經公佈了新的目標，試圖透過腦機介面技術增強人類能力。

那麼，將大腦與科技相連的成功，距離我們還有多遠?當我們的大腦與機器相連時會帶來怎樣的影響?

美國運動感知神經工程學研究中心(CSNE)的研究人員Eb Fetz是這一領域最早的先驅者之一。在1969年，當時個人電腦甚至都還沒有問世，他就表明猴子能夠透過，增強它們的腦電波訊號，來操控一個轉盤上的指標。

最近腦機介面技術領域的許多研究，都以改善那些癱瘓，或者患有嚴重運動殘障的人們生活品質為目標。你可以在最近的新聞中看到研究人員獲得的成績。

匹茲堡大學的研究人員，藉助大腦中記錄的訊號，來操控一隻機器手臂。史丹佛大學的研究人員，能夠從癱瘓病人的腦電波中，提取運動意圖，讓他們無線操控一台平板電腦。

研究人員發現，當電訊號傳遞到大腦內或者大腦皮層時，就會有一些有限的虛擬感覺傳遞迴大腦。這一研究最早的應用涉及到視覺和聽覺康復治療。

最早期的仿生眼具有嚴重的視覺障礙，而改善後的版本正在進行人類臨床實驗。此外，人工電子耳蝸，已經成為最成功而且最普遍的仿生植入物之一，全世界超過30萬患者，正藉助這種聽力裝置生活。

目前最複雜的腦機介面技術，是雙向腦機介面技術(BBCI)，這項技術不僅能夠接收神經系統訊號，還能夠刺激神經系統。研究人員將雙向腦機介面技術，視作治療中風和脊髓受傷患者的一種全新康復工具。

研究人員已經表明，雙向腦機介面技術能夠用於增強兩個大腦區域之間，或者大腦與脊髓之間的連線，而且能夠變更受傷區域的資訊傳遞路線，來啟用麻痺的肢體。

隨著這些技術的成功，你或許認為腦機介面，即將成為下一個使用者的消費必需品，但是這項技術仍然處於早期階段。

腦機介面技術的一些展示，表明我們仍然還有很長一段路。當藉助腦機介面技術進行移動時，與肢體健康人群的日常生活相比，實驗者的動作很緩慢，而且精準度較低。仿生眼為人們提供瞭解析度較低的視力，人工電子耳蝸能夠傳遞有限的談話內容，而且會讓音樂體驗失真。

想要讓這些技術成功，必須透過外科手術植入電極，而這種方式是現在的大多數人都不考慮的。研究人員稱，並非所有的腦機介面技術都是侵入性的。

非侵入性的腦機介面技術，不需要進行外科手術，它們是建立在頭皮腦電波掃描的基礎上，而且用於演示操控滑鼠指標、輪椅、機器手臂、無人機和人形機器人等，甚至還有腦腦之間的直接交流。

但是所有這些演示都是在實驗室中的，實驗室中的房間是非常安靜的，而且測試者思想集中，實驗也持續了足夠長的時間來證實概念的可行性。但是這些系統在現實世界中，難以滿足實際使用所需要的速度和穩定性。

即使藉助植入電極，也會帶來其它問題，比如說我們大腦構造的複雜性。我們都清楚每個神經元和數千個鄰居共同構建了一個超大的網路，但是這對於神經工程師來說，有著完全不同的含義。

假設，你想要瞭解一群朋友正在進行的一個複雜話題的談話，但是你只允許傾聽一個人的話語。你或許只能夠聽到這位朋友話語中的粗淺內容，而且絕對無法聽到全部細節，並分辨所有談話的細微差別。

即使目前最好的大腦植入物，也只能夠讓我們一次傾聽大腦的一小部分資訊，我們可能已經獲得了一些令人敬佩的成績，但是我們還無法完全掌控大腦的全部資訊。

研究人員認為其中還存在一些類似於「語言障礙」的困難。神經元透過複雜的電訊號或者化學反應，實現彼此之間的交流。這種天然的神經元語言可以用電路進行解釋，但是並不容易破解。同樣，當我們藉助電刺激向大腦傳送訊號時，就會出現嚴重的「口音」問題。這就會讓神經元難以理解，這種刺激想要表達的資訊內容。

最後，這項技術可能還存在一些大腦損傷問題。大腦組織是柔軟而且有彈性的，而我們連線腦組織所使用的導電材料，通常是非常硬的。這意味著我們使用的植入電極，通常會帶來傷疤和免疫反應，也就是說植入物會隨著時間逐漸失效。未來柔軟的生物相容性纖維，或許能夠最終解決這一難題。

儘管面對著這些挑戰，科學家們對於生物學未來信心十足。腦機介面技術並不需要完美，大腦有著驚人的適應能力，而且能夠學會使用這項技術，在某種程度上就像我們學習駕駛汽車，或者使用觸控螢幕介面的新技能。同樣，大腦能夠學會翻譯新型感覺資訊，而且可以使用磁脈衝等非侵入性的方式傳遞資訊。

科學家認為雙向腦機介面技術，或許能夠成為搭建神經連線的必要一步。打造這樣一種雙向腦機介面，是他們的研究目標。最近藉助電子療法進行的標靶治療，也獲得了令人激動的成功，這種療法使用微型植入物，直接向內臟器官傳遞指令，來治療疾病，完全不需要藥物。

研究人員已經發現了一種新的方式，來克服電訊號與生物訊號之間的語言障礙。比如說注射「神經花邊」，或許能夠成為一種有希望的方式，讓神經元旁邊長出植入性電極，而不是排斥它們。此外，柔軟的奈米線探針、柔軟的神經元支架和玻璃碳介面，或許能夠讓電腦在未來與我們人類愉快共存。

伊隆·馬斯克最新建立的Neuralink公司，已經提出提出一個終極目標，藉助腦機介面技術，增強人類大腦，讓人類能夠在與人工智慧的競賽中勝出。

他希望人類的大腦能夠透過技術連線，增強自身的能力，這樣或許能夠讓人類避免面臨，一個人工智慧遠超過人類的社會。這樣的情景或許看起來很遙遠，而且是人類想像出來的，但是我們不應當漠視這種想法。畢竟15年前自動駕駛汽車，還被認為是屬於科幻的領域，現在卻已經上路行駛。

將我們人類的大腦直接與技術相連，或許最終將成為一種自然過程，人類隨著老化會藉助技術來增強自身，比如說人類曾經藉助輪椅克服兩足行走的障礙，藉助寫下來的符號增強記憶等。就像現在的電腦、智慧手機和虛擬現實頭盔一樣，當人機介面裝置最終進入消費者市場時，它們將成為一種興奮、沮喪、風險和希望並存的產物。

在不遠的將來，隨著腦機介面技術的不斷完善，並且當這項技術，能夠讓殘障人士的個體能力超越人類限制時，我們就會真正意識到一系列問題，比如說隱私、一致性、身份和平等性等。一個由哲學家、臨床醫生和工程師組成的團隊，正在積極探索這些涉及倫理、道德和社會公平性的問題，並且想要在這一領域失去控制之前，提供神經倫理方面的指導方針。