大腦能否與電腦相連?
小鼠腦袋中的“神經(jīng)織網(wǎng)”
那個(gè)要實(shí)現(xiàn)火星移民計(jì)劃的特斯拉CEO馬斯克又有大動作了:最近,他成立了一家新公司Neuralink,而這家新公司的主要工作是把一個(gè)叫做“神經(jīng)織網(wǎng)”的東西嵌入人類的大腦,實(shí)現(xiàn)人類和電腦的“腦機(jī)合一”。如果這個(gè)夢想成真,將意味著人類從此可以隨意地“上傳”和“下載”思想、自如地修復(fù)和增強(qiáng)大腦功能,甚至實(shí)現(xiàn)人類的精神永生。在馬斯克看來,這條和人工智能合二為一的道路,蘊(yùn)藏著人類打敗人工智能的唯一可能性。
研究動力:
人類有可能淪為人工智能的寵物?
“神經(jīng)織網(wǎng)”(neural lace)這個(gè)概念,最早由英國已故科幻小說家伊恩·班克斯首次提出。伊恩·班克斯在英國有“當(dāng)代狄更斯”之稱,被認(rèn)為是“英國最有想象力的作家”。他在系列小說《文明》中, 假想人類的大腦皮層質(zhì)中存在半有機(jī)體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可以幫助人腦與人工智能系統(tǒng)無縫對接。
而今天,馬斯克想把這個(gè)幻想的情節(jié)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。他剛剛成立的新公司Neuralink的研究重點(diǎn)是目前炙手可熱的人腦——計(jì)算機(jī)交互接口 (BCI)技術(shù)。說白了,就是要在人類的大腦中植入線路并將其與電腦連接。而最終的目標(biāo)則是要借個(gè)技術(shù)幫人類與人工智能“合二為一”,實(shí)現(xiàn)思想的任意上傳和下載,人類將因此“進(jìn)化”成為超越人工智能的、更高級的人類智能(HI)。
馬斯克一直非常擔(dān)心在未來AI會變得比人類更加聰明和智能。“或許它們能幫助我們更好地救死扶傷和解決一些全球性難題,但這也意味著總有一天,它們會把我們看做一無是處的居家寵物。”馬斯克說。
而“神經(jīng)織網(wǎng)”就是為防止這個(gè)結(jié)果而生的。因?yàn)橹挥腥绱耍拍鼙WC人類的智力不落后于人工智能,甚至可以超越它們。
馬斯克深信,這是人類在未來不會淪為人工智能的“小貓咪”的唯一選擇。
難關(guān):
如何聽懂腦細(xì)胞的“語言”?
“腦機(jī)接口”是最近十幾年發(fā)展非常快的腦科學(xué)技術(shù)。2015年,荷蘭一名漸凍癥女病人成為了第一個(gè)裝配新型大腦植入體的人,科學(xué)家在她的大腦運(yùn)動皮層控制左手的位置植入電極,這根電極可將信號傳導(dǎo)到埋在胸部的信號放大器、發(fā)射器,并有體外信號接收器接收信息。
美國康奈爾大學(xué)神經(jīng)生物與行為學(xué)系博士生陳睿東告訴記者,現(xiàn)有腦機(jī)接口技術(shù)的主流是植入式的,就是插電極到大腦里記錄神經(jīng)元活動信號。但它有可能造成組織損傷,以及發(fā)炎反應(yīng)引起的信號衰退。而且這項(xiàng)研究也很難找到人類被試——要不是像“漸凍人”這樣別無選擇,誰也不愿意讓人無緣無故在自己的腦袋上開個(gè)洞。
但馬斯克的“神經(jīng)織網(wǎng)”構(gòu)想則是通過微創(chuàng)方式將電極放入人腦里。要做到這一點(diǎn),首先得發(fā)展出一種新型的電子材料,它得足夠小、足夠軟,可以注射到人類大腦中,然后在大腦中展開成為一個(gè)電極網(wǎng)絡(luò),成為記錄神經(jīng)元活動的多個(gè)電極。
這聽上去簡直像天方夜譚。但事實(shí)上,已經(jīng)有科學(xué)家在此方面取得了突破性進(jìn)展,比如哈佛大學(xué)的納米專家Charles Lieber,他的團(tuán)隊(duì)在去年就聲稱發(fā)明了一種網(wǎng)格電極,可以用針頭注射到小鼠的大腦中,同時(shí)還不會發(fā)生免疫排斥。
陳睿東說,這項(xiàng)新技術(shù)的確提供了一種可能性,但目前還沒辦法大規(guī)模使用或替代傳統(tǒng)的電極。“而且它也面臨很多問題:比如記錄到的信號來自哪個(gè)神經(jīng)元?信號采集效率如何?使用壽命有多長?”
而電極還不是現(xiàn)階段最大的挑戰(zhàn),橫亙在馬斯克面前最大的障礙是破解神經(jīng)元的語言。“要和大腦溝通,就必須要知道腦細(xì)胞彼此是如何溝通的。人機(jī)交互的理想狀態(tài),是我們可以‘監(jiān)聽’腦細(xì)胞之間的交流,以此來控制外部設(shè)備;又或者通過電刺激等方法‘向腦細(xì)胞說話’,以產(chǎn)生虛擬的感覺。這一切的前提是我們的設(shè)備能‘聽懂’并且‘會說’腦細(xì)胞的‘語言’。我們知道神經(jīng)元交流所用的語言載體是神經(jīng)沖動:神經(jīng)元會向它的下游伙伴們發(fā)出離散的脈沖。我們的電極再厲害,也只能記錄這些代碼。但記錄到的代碼是什么意思,只有初步的認(rèn)識和猜想,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有破解。”陳睿東說。
未來:
增強(qiáng)智慧遙不可期 治療疾病更加切實(shí)
這幾年,經(jīng)常會有同“腦機(jī)接口”技術(shù)有關(guān)的科技新聞見諸報(bào)端,除了幫助“漸凍人”進(jìn)行書寫,還有“讓癱瘓的猴子重新行走”等等。而這些突破主要是在腦機(jī)接口的“信號輸出”方面;相形之下,“信號輸入”的進(jìn)展則更加滯后。陳睿東告訴記者,這恰恰是因?yàn)樾盘栞敵瞿軌蛟谝欢ǔ潭壬虾鲆暻懊嫣岬降哪切├щy。“比如,用‘腦機(jī)接口’技術(shù)讓癱瘓的猴子重新行走,并不需要我們理解運(yùn)動系統(tǒng)的語言,只要將大腦的輸出記錄下來并用于控制外部設(shè)備,讓大腦來學(xué)習(xí)輸出正確的指令就可以了。”
而且,“信號輸入”還有另一個(gè)巨大難題是輸入手段本身:我們目前的主要手段是通過電極刺激大量神經(jīng)元,而無法精確地修改一個(gè)個(gè)神經(jīng)元的活動狀態(tài)。這類似于我們只會用大喇叭發(fā)出轟鳴,而缺少精細(xì)的發(fā)聲器官以產(chǎn)生有意義的語言。
綜上所述,陳睿東認(rèn)為,利用腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)“意識上傳”、增強(qiáng)人類智慧,甚至實(shí)現(xiàn)人的意識永生,從目前來看都是遙不可及的。但有限的輸入和輸出,比如增強(qiáng)的虛擬實(shí)境技術(shù),或癱瘓、帕金森癥病人等的運(yùn)動輔助方面,倒有可能在未來5~25年商業(yè)化。“根據(jù)新聞報(bào)道,Neuralink的首個(gè)目標(biāo)也的確是聚焦于醫(yī)學(xué):通過腦機(jī)接口改善癲癇和抑郁等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的癥狀。這一短期目標(biāo)要現(xiàn)實(shí)得多,更能直接改善病人的生活。相對于‘增強(qiáng)人類的智慧’,這些才是現(xiàn)階段腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的主要推動力。”陳睿東說。
而在陳睿東看來,馬斯克“因?yàn)閾?dān)心人工智能有一天會打敗人類,所以要大力發(fā)展‘腦機(jī)接口’技術(shù)”的聲明,本身在邏輯推演上就存在問題。“如果他真的對人工智能的發(fā)展有所憂慮,那應(yīng)該專注于人工智能技術(shù)本身的安全才是正途。”