腾讯新闻知识官 武汉大学信息管理学院副教授龚艺巍
太平洋标准时间8月28日下午3时（北京时间8月29日上午6时）伊隆·马斯克(Elon Musk)通过在线直播的方式展示旗下脑机接口初创公司Neuralink的工作设备。Neuralink由马斯克等人在2017年成立，公司的总部在美国旧金山，主要致力于研发植入式脑机接口技术。
脑机接口（brain-machine interfaces, BMI）是指是在人或动物的脑部与外部设备之间创建的直接连接通路。主要分为入侵式和非入侵式两大类型。入侵式脑机接口需要将设备植入到大脑的灰质，从而所获取较高质量的神经信号。Neuralink公司研究的脑机接口技术就属于入侵式类型。非侵入式的脑机接口设备可以方便佩戴于人体，通过分析脑电波信号完成相应工作，但是由于颅骨对信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应，记录到信号的分辨率并不高。
科学界对脑机接口的研究和实验兴起于20世纪90年代中期，至今已持续了超过30年。在多年来动物实验的研究基础上，应用于人体脑机接口设备被设计及制造出来，目前主要应用于医学上，用于恢复损伤的肢体运动能力或听觉、视觉等。
Neuralink公司的脑机接口技术
早在去年7月，Neuralink公司就向人们展示了他们所设计的脑机接口植入过程和工作原理。植入的过程看起来像是一台缝纫机在工作，它首先使用激光在头骨上开孔，然后再将一条条约4至6微米宽的电极植入脑部。
图 1 Neuralink公司的脑机接口植入过程（图片来源：Journal of Medical Internet Research，2019;21(10):e16194）
人类脑部的神经系统的微观形态是一个由多达上千亿个神经元所构成的树突和轴突网络结构。由于脑部神经元在传导的过程中会产生神经电化学信号，信号在神经元之间传递时表现为电位的变化。而植入脑部的电极就可以将该电信号捕获并传输至与之相连的处理设备进行记录和分析。在过去的采访中，马斯克承认这种工作方式也可以反向释放电信号影响脑部。换而言之，这项技术将来可以设计成一个双向的脑机接口。
图 2 通过微小的电极捕获神经元所释放的电场信号（图片来源：Neuralink）
在本次直播中，马斯克展示了目前最新版设计的植入设备，约一个硬币大小，可以嵌入颅骨开口当中，并与脑内的电极相连。同时还展示了一头植入该设备的实验猪，并演示了该设备对猪大脑信号的采集和解读能力。目前该技术还在初创阶段，距离在人体上的有效运用还有非常遥远的距离和大量的技术难题需要解决。马斯克表示他们的一个设备已经在7月份获得了美国食品药品管理局的突破性设备认证，但如果想开始人体实验还需要更多的安全测试和审核。
图 3 Neuralink的新版植入设备 LINK V0.9 （图片来源：Neuralink）
双向脑机接口对未来的影响
我们过去看到的多数脑机接口技术以及常见的非入侵式脑机接口都是单向的连接。例如，通过脑机接口在屏幕的虚拟键盘上输入字母，或者是控制机械臂完成指令动作等，使用者只能向接口设备发送信息（例如脑电信号），而接口设备无法向使用者直接进行反馈。换句话说，输入的字母对不对，或者机械臂是否完成指定动作还是得靠使用者自己用肉眼进行观察或通过其他器官感觉到声音和震动等特殊信号进行确认。这样的技术对于有生理缺陷的病人而言非常有帮助，而对正常人而言就没有什么吸引力了。因为当我们用自己的肢体完成各种动作的时候，是有反馈的，就如同闭上眼睛用手触摸物品，我们的触觉会带来精细的反馈，从而感知自己的动作以及所触摸到的物体。安装上一台没有感觉反馈的机器，即使有一些额外的作用，由于需要通过其他器官完成反馈，工作的效率也不高。这个时候，人是人，机器是机器；机器无法像我们的器官那样“如臂使指”。
然而，一旦这种接口是双向的，并且只要技术足够成熟，能够带来逼真的反馈，那么对于使用者的大脑（或者是其主观感受）而言，就相当于拥有了一个新的器官，并且在操作上也会非常的高效。那么也许科幻电影中的“机甲战士”就有了实现的可能，人类甚至可能将意识传输到远程设备上进行工作。也许在那个时候，除了“互联网”，“物联网”，我们还会有“脑联网”。
除此之外，这种技术一旦成熟，很可能会改变我们的认知的方式和效率。我们日常学习知识和交流信息一般是通过视觉、听觉等感官来完成。例如，阅读书本时，眼睛感觉书本的画面，大脑分析出画面中的文字，并将文字符号转变成我们理解的信息。这个过程当中，眼睛的阅读速度，大脑对视觉信号的处理速度很大程度上制约了我们学习的效率。如果脑机接口可以代替这个过程，直接将处理好的信息传输给大脑，那么接受信息的速度将会得到很大的提高。甚至人类之间的交流方式也可能发生变化，传说中的使用“意念”进行沟通的情况也许会变成现实，“假如记忆可以移植”（1999年高考作文题）也不再是一个假想。
可以预见这种技术的出现和日渐成熟，会在未来颠覆人类操控和使用设备的方式，现在的鼠标键盘、触摸屏、甚至是麦克风和耳机都可能不再有需要，而目前我们所使用的系统界面和交互方式同样不再有效。而人脑也可以借助外部设备和计算能力大量地提升对信息的处理效率。马斯克曾经表示，人类面临被人工智能和机器人超越的风险， “我希望人与 AI 能实现某种共生，到某种程度之后，人类的语言将被淘汰”。甚至动物的大脑经过强化之后也能完成一些原本不可能实现的工作。
虽然前景非常美好，甚至有点奇幻，但是这项技术同样存在着巨大的伦理风险。没有人希望看到别人通过脑机接口随意把自己的记忆拷走。如果人的所有感官信号都可以被机器模拟并输入，虚拟世界和真实世界的界限将被模糊，是否会有人沉迷于“黑客帝国”那样的虚幻世界当中无法自拔？当机器和人的界限不再清晰时，那么人类到底是什么呢？
太平洋标准时间8月28日下午3时（北京时间8月29日上午6时）伊隆·马斯克(Elon Musk)通过在线直播的方式展示旗下脑机接口初创公司Neuralink的工作设备。Neuralink由马斯克等人在2017年成立，公司的总部在美国旧金山，主要致力于研发植入式脑机接口技术。
脑机接口（brain-machine interfaces, BMI）是指是在人或动物的脑部与外部设备之间创建的直接连接通路。主要分为入侵式和非入侵式两大类型。入侵式脑机接口需要将设备植入到大脑的灰质，从而所获取较高质量的神经信号。Neuralink公司研究的脑机接口技术就属于入侵式类型。非侵入式的脑机接口设备可以方便佩戴于人体，通过分析脑电波信号完成相应工作，但是由于颅骨对信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应，记录到信号的分辨率并不高。
科学界对脑机接口的研究和实验兴起于20世纪90年代中期，至今已持续了超过30年。在多年来动物实验的研究基础上，应用于人体脑机接口设备被设计及制造出来，目前主要应用于医学上，用于恢复损伤的肢体运动能力或听觉、视觉等。
Neuralink公司的脑机接口技术
早在去年7月，Neuralink公司就向人们展示了他们所设计的脑机接口植入过程和工作原理。植入的过程看起来像是一台缝纫机在工作，它首先使用激光在头骨上开孔，然后再将一条条约4至6微米宽的电极植入脑部。
图 1 Neuralink公司的脑机接口植入过程（图片来源：Journal of Medical Internet Research，2019;21(10):e16194）人类脑部的神经系统的微观形态是一个由多达上千亿个神经元所构成的树突和轴突网络结构。由于脑部神经元在传导的过程中会产生神经电化学信号，信号在神经元之间传递时表现为电位的变化。而植入脑部的电极就可以将该电信号捕获并传输至与之相连的处理设备进行记录和分析。在过去的采访中，马斯克承认这种工作方式也可以反向释放电信号影响脑部。换而言之，这项技术将来可以设计成一个双向的脑机接口。
图 2 通过微小的电极捕获神经元所释放的电场信号（图片来源：Neuralink）在本次直播中，马斯克展示了目前最新版设计的植入设备，约一个硬币大小，可以嵌入颅骨开口当中，并与脑内的电极相连。同时还展示了一头植入该设备的实验猪，并演示了该设备对猪大脑信号的采集和解读能力。目前该技术还在初创阶段，距离在人体上的有效运用还有非常遥远的距离和大量的技术难题需要解决。马斯克表示他们的一个设备已经在7月份获得了美国食品药品管理局的突破性设备认证，但如果想开始人体实验还需要更多的安全测试和审核。
图 3 Neuralink的新版植入设备 LINK V0.9 （图片来源：Neuralink）双向脑机接口对未来的影响
我们过去看到的多数脑机接口技术以及常见的非入侵式脑机接口都是单向的连接。例如，通过脑机接口在屏幕的虚拟键盘上输入字母，或者是控制机械臂完成指令动作等，使用者只能向接口设备发送信息（例如脑电信号），而接口设备无法向使用者直接进行反馈。换句话说，输入的字母对不对，或者机械臂是否完成指定动作还是得靠使用者自己用肉眼进行观察或通过其他器官感觉到声音和震动等特殊信号进行确认。这样的技术对于有生理缺陷的病人而言非常有帮助，而对正常人而言就没有什么吸引力了。因为当我们用自己的肢体完成各种动作的时候，是有反馈的，就如同闭上眼睛用手触摸物品，我们的触觉会带来精细的反馈，从而感知自己的动作以及所触摸到的物体。安装上一台没有感觉反馈的机器，即使有一些额外的作用，由于需要通过其他器官完成反馈，工作的效率也不高。这个时候，人是人，机器是机器；机器无法像我们的器官那样“如臂使指”。
然而，一旦这种接口是双向的，并且只要技术足够成熟，能够带来逼真的反馈，那么对于使用者的大脑（或者是其主观感受）而言，就相当于拥有了一个新的器官，并且在操作上也会非常的高效。那么也许科幻电影中的“机甲战士”就有了实现的可能，人类甚至可能将意识传输到远程设备上进行工作。也许在那个时候，除了“互联网”，“物联网”，我们还会有“脑联网”。
除此之外，这种技术一旦成熟，很可能会改变我们的认知的方式和效率。我们日常学习知识和交流信息一般是通过视觉、听觉等感官来完成。例如，阅读书本时，眼睛感觉书本的画面，大脑分析出画面中的文字，并将文字符号转变成我们理解的信息。这个过程当中，眼睛的阅读速度，大脑对视觉信号的处理速度很大程度上制约了我们学习的效率。如果脑机接口可以代替这个过程，直接将处理好的信息传输给大脑，那么接受信息的速度将会得到很大的提高。甚至人类之间的交流方式也可能发生变化，传说中的使用“意念”进行沟通的情况也许会变成现实，“假如记忆可以移植”（1999年高考作文题）也不再是一个假想。
可以预见这种技术的出现和日渐成熟，会在未来颠覆人类操控和使用设备的方式，现在的鼠标键盘、触摸屏、甚至是麦克风和耳机都可能不再有需要，而目前我们所使用的系统界面和交互方式同样不再有效。而人脑也可以借助外部设备和计算能力大量地提升对信息的处理效率。马斯克曾经表示，人类面临被人工智能和机器人超越的风险， “我希望人与 AI 能实现某种共生，到某种程度之后，人类的语言将被淘汰”。甚至动物的大脑经过强化之后也能完成一些原本不可能实现的工作。
虽然前景非常美好，甚至有点奇幻，但是这项技术同样存在着巨大的伦理风险。没有人希望看到别人通过脑机接口随意把自己的记忆拷走。如果人的所有感官信号都可以被机器模拟并输入，虚拟世界和真实世界的界限将被模糊，是否会有人沉迷于“黑客帝国”那样的虚幻世界当中无法自拔？当机器和人的界限不再清晰时，那么人类到底是什么呢？
