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资讯 > VR/AR > 当科幻走进现实,脑机接口会给人类怎样的震撼?
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当科幻走进现实,脑机接口会给人类怎样的震撼?

时间:03-26 18:41 阅读:5673次 转载来源:投中网

摘要:投中网(https://www.chinaventure.com.cn)编者按:科幻大片总是以黑色幽默的方式探讨未来科技为人们带去的各种改变。 作者:王思培Olivia科幻大片总是以黑色幽默的方式探讨未来科技为人们带去的各种改变。在最新的一季“黑镜”中,还出现了着眼于新兴的脑部神经技术和脑机接口技术。事实上,这些技术绝对不是我们的凭空想象,它们已经被全球的先驱和研究者开发出来了。倾全领域全学科力量的脑机接口技术,会给人

投中网(https://www.chinaventure.com.cn) 编者按:科幻大片总是以黑色幽默的方式探讨未来科技为人们带去的各种改变。

作者:王思培 Olivia

科幻大片总是以黑色幽默的方式探讨未来科技为人们带去的各种改变。在最新的一季“黑镜”中,还出现了着眼于新兴的脑部神经技术和脑机接口技术。

事实上,这些技术绝对不是我们的凭空想象,它们已经被全球的先驱和研究者开发出来了。

倾全领域全学科力量的脑机接口技术,会给人类怎样的震撼?在今天的文章中,真格基金副总裁王思培(Olivia)将向你细细道来“脑科技”领域的解读和设想。

脑机接口快速发展

去年夏天,我受邀去参加朋友举办的一次会议,在那里 DARPA (美国国防高级研究计划局)的前任主席 Arati Prabhakar 向大家介绍了 DARPA 在脑机接口(BMI,Brain-Machine Interface)领域的研究,并提到DARPA的研究初衷是帮助受伤的士兵重返职场。DARPA 希望帮助这些士兵重新获得对于四肢的控制,并恢复脑创伤。

DARPA 对脑机接口相关研究的资助可以追溯到 20 世纪 70 年代,并已通过 NESD , RE-NET , SUBNETS 等项目进行了人脑增强(augmentation of the human brain)的探索。

2013 年,白宫在多家联邦机构、学术组织和科技公司的支持下发起了大脑计划(Brain Initiative)。这是我第一次接触到脑机接口领域,很快我发现整个领域都在飞速发展。

去年开始,一些新的玩家带着各自的愿景和计划进入了这个领域,并推动了整个领域继续向前迈进。虽然目前脑机接口领域的发展仍处在比较初期的阶段,但基于不断涌入的资本和快速发展的技术可以让我们预见非常光明的未来。

顶尖人才不断涌入

一两个月前,我有幸被选入了福布斯美国评选的“三十位三十岁以下杰出青年”(30 under 30)。我惊喜地发现,入选榜单的30位科学家中,从事神经科学和脑机接口领域研究的就有5位:

来自纽约大学的 Conor Russamanno 是 Open BCI 的联合创始人,该项目旨在以低成本、开源的方式建立一个进行脑电活动探测的 BMI 平台;

本科毕业于北京大学,并于哈佛大学取得博士后学位的 You Zhou,研发出一种在硬件级别模仿动物神经突触,从而用电脑模拟人脑结构的工具;

麻省理工大学的博士后 Ritchie Chen,发现通过磁场驱动的金属纳米粒子可以刺激功能失调的大脑区域,从而避免了在大脑中植入电线的创伤性手术;

Eirk Hoel,哥伦比亚大学博士后,开发出了一套基于脑科学数据、可医用的意识检测方法;

CTRL Labs 的联合创始人 Patrick Kaifosh,研究如何通过意识直接控制电脑和智能手机,比如意念打字。

如你所见,越来越多的最顶尖人才不断涌入脑机接口领域。在这篇文章里,我会着重介绍正在进入这个领域的新玩家,驱动他们的动机以及一些基本概念的阐述。

今年 3 月 27 日,华尔街日报泄漏了埃隆马斯克(Elon Musk)的新公司 Neuralink。Neuralink 官网称,该公司正在研究拥有超高带宽的脑机接口以连接人类和电脑。促使马斯克进入该领域的一个主要催化剂是他长久以来对人工智能挑战人类的忧虑。

他认为,人工智能会不断进化,日益复杂,增强人类(augmenting the human race)或将成为确保人类存活的唯一机会。

早在 2014 年,马斯克就提出他对人工智能将与人类竞争的担忧,并不断提醒人们飞速发展的人工智能带来的潜在威胁。基于此,马斯克成立并赞助了 OpenAI,一家旨在探索“安全”通用人工智能的非营利性研究机构。

相较于 DARPA 研究脑机接口技术以帮助受伤士兵的愿景,Neuralink 的成立则是源于对人工智能有可能取代人类的警惕。

我认为 Neuralink 成立背后的故事非常有趣,于是我开始尝试理解其他脑机接口项目初始的投资动机。

玩家入局的动机和诉求

DARPA 是第一个真正在脑机接口领域投资的机构,曾资助很多顶尖大学的科研项目。而当很多传统的科技公司也宣布进入这个领域时,整件事情就变得非常有趣了。Facebook 这个曾经押注诸如 VR 设备等新平台的社交媒体巨头,也开始关注能够让用户实现“通过意念打字”的脑机接口领域。

去年 4 月 17 日,DARPA 的另一个前负责人 Regina Dugan 和时任 Facebook 8 号楼实验室的领头人宣布,要研发出能够让用户平均每分钟在手机上打 100 个字的技术,这一速度将是现有技术的 5 倍。

Facebook 尽管一开始在移动互联网时代有所落后,但不断增加筹码,逐渐迎头赶上。凭借收购及研发 Instagram、Messenger、Whatsapp 等产品,以及成功复制 Snapchats 的特性,不断地巩固其在社交媒体领域的领头地位。

同时,Facebook 也不断投资新的平台,比如收购 Oculus,及投入大量资源探索新兴平台,如消费级脑机接口应用。

虽然进入脑机接口领域的玩家们有各自的出发点和基于自己利益诉求的不同议程,但他们几乎都旨在解决人类伤残问题和追求长远的人类增强。

在 Neuralink 的《等等但是为什么》(《 Wait But Why 》)一文中,Tim Urban 透露称埃隆马斯克的短期目标是生产可以治疗严重脑部疾病的仪器,而最终目标正是人类增强。

而曾以 8 亿美金出售 PayPal 的 Bryan Johnson,也创立了一家名为 Kernel 的公司,以治疗人类脑部疾病诸如阿兹海默症作为短期任务,以提升人类生存状况作为长期愿景。

机器——人脑的延伸

目前,人类对大脑知之甚少,因此在帮助解决人类残疾方面取得的进展也会帮助我们理解如何实现人类增强。无论是解决残疾问题还是实现人类增强,从根本上都是在探索人脑连接身体及外部世界的能力。

正如另一个斯坦福初创团队 Paradromics 所说,失明、失聪、瘫痪、渐冻症和截瘫等情况,都与人脑及外部世界的联系受阻有关。正如同相机、锁和其他许多设备可以通过更新升级而优化其功能一样,通过与电脑结合提升大脑链接人体其他部位及外部世界的能力,或许能够治愈疾病和伤痛。

在人类增强方面,一个非常基本的概念是人类的输出效率比电脑要低很多。“人们的输出水平太低,尤其是在使用手机的时候,想想我们基本都是用两个手指在操作,这实在太慢了。”马斯克表示。科学界普遍认为人们通过眼睛接受信息的能力非常强,但学习和消化信息的能力却仍有提升空间。

无独有偶,Bryan Johnson 也曾用文字表达过创立 Kernel 背后的动机:“我们在享受人类智慧所带来的成果时,完全被屏幕、键盘、手势和声音指令等交互方式所限制,这些连接方式大大地限制了输入/输出的效率。”因此从概念上讲,在我们的大脑和外界之间打造一个更好的接口,不仅会实现一个更强大的社交网络,也可以治愈疾病。

脑机接口面临的主要挑战

多数评论认为脑机接口的硬件产品在使用时是具有创伤性的,即患者会接受一个将芯片植入脑中的小手术。然而,Facebook 却在讨论销售一种无需植入手术的可量产设备,这种无需植入的设备似乎听上去更易被人接受,但很多科学家和教授声称要做到无创伤地实现脑机接口是非常困难的。

21 世纪初就有一些早期公司开始尝试脑机接口的研究。曾隶属于 Cyberkinetics 的 Brain gate 项目就曾在 2009 年对患有脊髓损伤和渐冻症的患者进行过临床实验;2014 年 Brain gate 2 再次启动。

但事实上,这些实验仅仅记录了 50-100 个神经元的活动,距离真正实现脑机接口的要求还差得太远。

大企业的加入让越来越多的人关注脑机接口领域,而脑机接口领域的公司对于自己研究的进程和细节都十分保密。整个领域其实还处在非常早期的阶段,所有的公司都在面临非常严峻的挑战: 为了更深入的理解大脑,必须设法检测更多神经元活动。

神经元是大脑回路的基础组成部分,它们依靠电信号处理信息并进行交流。因此想要记录神经元的活动可以通过电极阵列(Electrode Array)或硅探针(Silicon Probes)等胞外方法(Extracellular Methods)。

胞外记录法是目前速度最快、效果最好的手段,但当前的技术只能记录几百个神经元的活动。为了实现脑机接口在在信号输入和输出方面的应用,我们必须要同时记录大量的神经元活动,只有这样我们才能更深入的理解人脑。

事实上人脑约有 1000 亿个神经元,而当前技术只能让我们连接 100 个左右。

脑神经元的下一代记录工具

显然,我们需要更好的工具来实现对人脑数据的获取和记录。正因为我们对人脑知之甚少,捕获更多的数据将让脑机接口产品更快地升级。一位麻省理工学院的教授 Ed Boyden 称现在我们对脑机接口的研究处在非常早期的阶段,就连获取脑部信息的工具都需要更新换代。

目前记录神经元活动的工具包括 Neuralynx 和 Blackrock Microsystems 等。一家刚刚在斯坦福大学成立的公司 Paradromics 称他们在计划研发“下一代的神经元活动记录系统”。

除了公司和政府的介入外,一些科研团体也加入进来贡献着他们的力量。例如由学术届研发的 Neuropixels,就是可以记录上百个脑神经元的下一代记录工具。还有一些开源社区比如 OpenEphys 和 UCLA Miniscope,也都研发出了新的工具并分享给更多的研究人员使用。

这些开源社区的成果获得了大量关注,他们的想法被很多商业脑机接口系统采用。斯坦福、伯克利、布朗大学、加州大学旧金山分校、麻省理工学院、哈佛、杜克等越来越多的高校都在该领域进行着授权或独立的研究。

展望未来

值得注意的是,在今年以前,很多其他组织都曾试图进入这个领域。然而研究真正可行的脑机接口需要神经科学家、工程师、化学家、生物学家、遗传学家等多领域尖端人才的通力合作。而对这方面的研究将影响到进化医学、生物学乃至整个社会。

脑机接口技术在其他领域的应用也会带来新的突破,比如在虚拟现实(VR)领域的应用,再如通过对动物大脑计算模式的学习打造一个新的人工智能系统,从而构建更有像的导航算法等等。

DARPA 是这个领域最早的投资者,在美国高校资助过许多科研项目,而现在脑机接口领域随着商业巨头的进入日新月异。

无论是像 Neuralink 那样因担忧人工智能的威胁而致力于实现人类增强,还是像 Facebook 那样为了打造下一代社交平台,脑机接口技术已然被商业巨头所重视,成为他们进一步扩展商业版图的重要筹码。

(编辑:冉一方)

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