Elon Musk是我的愛豆。

不論是讓電動(dòng)車自駕的Tesla，還是讓火箭倒飛的SpaceX，每次他出來搞事情，都讓我對(duì)未來充滿了憧憬。

Neuralink也不例外。

有部美劇叫《地球百子》，里面設(shè)定了這么個(gè)玩意叫腦盤（Mind Drive），它能儲(chǔ)存一個(gè)人的記憶并把其移植到新的肉體上以獲得永生。在未來，人類在進(jìn)行長距離星際旅行的時(shí)候，只有靠這玩意才能有足夠的時(shí)間把所見所聞帶回地球。

Neuralink在現(xiàn)實(shí)世界里差不多造了個(gè)雛形出來。

一、技術(shù)的巔峰

Musk在上個(gè)月16號(hào)開的新聞發(fā)布會(huì)媒體有相關(guān)報(bào)道。這里我先給那些對(duì)Neuralink尚不熟悉的讀者作個(gè)簡(jiǎn)要介紹。

跟現(xiàn)有的侵入式腦機(jī)接口技術(shù)相比，Neuralink實(shí)現(xiàn)了超大帶寬和無痛手術(shù)兩個(gè)技術(shù)上的突破。(注:腦機(jī)接口可以有很多種形式。侵入式的接口是將電極植入大腦內(nèi)部，直接讀取神經(jīng)元(組)的電勢(shì)變化。和非侵入式的接口如腦電圖相比，侵入式接口的定位更穩(wěn)定，信噪比更高。缺點(diǎn)是需要手術(shù)植入電極，且電極的數(shù)量有限。)

根據(jù)Neuralink發(fā)表的Preprint （全文：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/703801v2.full），他們目前的系統(tǒng)最多能植入96條電極線（Threads)，每條捆綁32個(gè)電極（一共3072個(gè)電極）。他們制造的電極線只有人頭發(fā)的10分之一粗。在手術(shù)的時(shí)候不需要打開頭顱，而是由一個(gè)專用的機(jī)器人用非常細(xì)的針把電極線植入腦內(nèi)，最小化對(duì)血管和其他組織造成的損傷。這些電極線在顱外連接著N1芯片。這個(gè)芯片已經(jīng)是第7代了，體積小（4x6毫米大），能耗低（6.6微瓦），能從大腦接受或是向大腦發(fā)射電信號(hào)，并通過USB-C或藍(lán)牙和手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

當(dāng)前的腦機(jī)接口技術(shù)，如Utah Array（https://www.blackrockmicro.com/electrode-types/utah-array/），最多可以植入256個(gè)電極，而且他們信號(hào)記錄和處理的機(jī)器超大，要是真戴在頭上可能就沒有人愿意上街了。

相比之下，Neuralink的產(chǎn)品不僅帶寬是當(dāng)前技術(shù)的十多倍，從一開始就是走可穿戴式的路線，時(shí)尚美觀。更先進(jìn)的是，Neuralink的機(jī)器人一分鐘可以安裝6根電極線（192個(gè)電極），安裝一套96個(gè)電極線也只需要16分鐘，比理個(gè)頭發(fā)還快。

Elon Musk一出手，未來仿佛就來敲門了。

二、馬斯克的夢(mèng)想

作為我的愛豆，Elon Musk做的公司背后總是有崇高的理想。他創(chuàng)建Neuralink是為了做兩件事。第一是幫助那些癱瘓的病人重建一部分的腦功能，讓他們從社會(huì)的累贅變成于社會(huì)有用之人。第二呢是要在 AI（人工智能）超越并統(tǒng)治人類之前，讓人類成為和AI結(jié)合的新種族。

他的第一層理想早在1964就已經(jīng)問世了。大家可能聽過人工耳蝸（cochlear implant），其實(shí)就是一種腦機(jī)接口。這個(gè)裝置很簡(jiǎn)單：它的機(jī)器部分就是用數(shù)個(gè)麥克風(fēng)采集環(huán)境里的各種聲音，再通過芯片加工采集到的信息；它的接口部分是連接芯片和耳蝸的電極線，會(huì)刺激耳蝸的神經(jīng)，把芯片加工后的信息傳到大腦里去。大腦通過學(xué)習(xí)后，就像正常人一樣把耳蝸神經(jīng)傳來的信號(hào)感知為我們所知的“聲音”。到現(xiàn)在為止，已有成千上萬的聾人通過人工耳蝸獲得了聽力，開始了新的生活。

Elon Musk想通過連接大腦和機(jī)器來恢復(fù)大腦原有的一些功能，比如聽力，運(yùn)動(dòng)機(jī)能等等都是現(xiàn)實(shí)可行的。這些功能本來就是大腦和外界交互的接口，它們通常在大腦皮層的特定部位有較為規(guī)律的表征。比如我們身體在運(yùn)動(dòng)皮層的表征是倒置分布的（如圖），用fMRI或是TMS都可以準(zhǔn)確地描繪出來。

一旦外部器官受損（比如胳膊斷了），人造的腦機(jī)接口可以有的放矢地直接讀取相關(guān)皮層（胳膊部分）的神經(jīng)活動(dòng)來和外界交互（比如用來控制機(jī)械假肢）。

相比之下，要想讓人腦和AI真正做到智能上的結(jié)合，我認(rèn)為侵入式的腦機(jī)接口是一條充滿荊棘的不歸路。

三、Neuralink（無解？）的難題

3.1 帶寬太小

Neuralink可以把腦機(jī)接口做的更小，更寬，更便宜。經(jīng)過時(shí)間的推移，科學(xué)家也許在某種程度上能讀懂神經(jīng)元放電的規(guī)律。但是這種腦機(jī)接口恐怕永遠(yuǎn)也不能解決帶寬太小這一個(gè)硬傷。

不錯(cuò)，Neuralink把當(dāng)前腦機(jī)接口的技術(shù)提升了10倍有余。然而連接3072組神經(jīng)元，和大腦皮層的150億個(gè)神經(jīng)元相比不過是滄海一粟。如果把大腦比作一個(gè)與世隔絕的北京城，那腦機(jī)接口就是北京城和外界連接的小胡同。北京千萬的人口之間的互動(dòng)，錯(cuò)綜復(fù)雜的交通網(wǎng)絡(luò)，瞬息萬變的信息交換，這龐大的信息量，又怎是一個(gè)小胡同能傳載的呢？

即使我們把這個(gè)接口的帶寬再提高十倍百倍，那我們也只是在皮層的某一個(gè)區(qū)域讀取大腦的信息。我們說人腦比鯨魚的腦小，卻為什么比鯨魚要聰明？這是因?yàn)榇竽X的智能依靠的是神經(jīng)元之間的連接（關(guān)鍵詞：連接！），而不是神經(jīng)元的數(shù)量或某幾個(gè)超級(jí)神經(jīng)元。既然大腦的認(rèn)知是由無數(shù)個(gè)神經(jīng)元互動(dòng)完成的，那讀取個(gè)別神經(jīng)元的信息自然沒有辦法把握整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)情況。假設(shè)大腦是北京城，如果我們只關(guān)注全聚德烤鴨王府井店，就不能準(zhǔn)確把握北京城整個(gè)餐飲網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)情況。這兩者是同樣的道理。

3.2 神經(jīng)表征的差異性

那如果把整個(gè)頭顱都植入了電極線，給整個(gè)皮層都建立了接口，是不是我們就能讀取整個(gè)皮層的神經(jīng)活動(dòng)了？我有充分的理由相信事實(shí)并不是如此，因?yàn)榇竽X還有亞皮層和小腦等組織。他們對(duì)認(rèn)知有著關(guān)鍵性作用，也需要通過植入電極來讀取信息。即使我們可以把大腦里所有的神經(jīng)元都連上，我們還有兩個(gè)問題沒解決：1）沒有人愿意接受這種BT的手術(shù)，把自己頭上插滿了線，戴著一個(gè)龐大的接口裝置上街；2）我們還面臨著腦機(jī)接口的第二個(gè)硬傷：神經(jīng)表征的差異性。

神經(jīng)表征的差異性是指認(rèn)知活動(dòng)在大腦中的編碼方式（表征）是有個(gè)體差異的。每個(gè)人的大腦不光在結(jié)構(gòu)上有先天的差異，由于后天學(xué)習(xí)經(jīng)歷的不同，實(shí)際編碼信息的方式也有不同。這什么意思呢？我們拿計(jì)算機(jī)來舉個(gè)不是很恰當(dāng)?shù)睦樱河?jì)算機(jī)用二進(jìn)制的數(shù)字來編碼信息，假設(shè)“蘋果”在一臺(tái)電腦里表示的方式是0100110110，在另一臺(tái)電腦里可以用1110010100來表示。同一個(gè)概念或是算法，在不同的大腦里編碼的方式和區(qū)域也不同。比如人類的聲音在不同的大腦里表征就有很大的個(gè)體差異：

如果神經(jīng)接口想通過直接讀取大腦神經(jīng)元的活動(dòng)來解碼大腦的認(rèn)知，那解碼的算法只能應(yīng)用在這個(gè)大腦，放到另一個(gè)大腦上就不能用。這樣看來，把所謂人工智能以通用的編碼方式?"上傳" 到每個(gè)人的大腦里面也只能是不切實(shí)際的理想了。

四、腦機(jī)接口的未來

侵入性的腦機(jī)接口技術(shù)只有兩種未來：1）腦機(jī)接口成為個(gè)人專屬的產(chǎn)品。2）當(dāng)前的接口技術(shù)被更有效率的接口技術(shù)所取代。

4.1 個(gè)人專屬的腦機(jī)接口

由于神經(jīng)表征的差異性，侵入性腦機(jī)接口沒有辦法提供通用的算法來實(shí)現(xiàn)大腦和人工智能的結(jié)合。每一個(gè)人腦不可避免地要通過長時(shí)間的學(xué)習(xí)才有可能和AI進(jìn)行小范圍神經(jīng)水平的交流。由于接口植入位置和帶寬的不同，每個(gè)人學(xué)習(xí)的結(jié)果也會(huì)不同。有的人可能實(shí)現(xiàn)了腦機(jī)在一定水平上的交流，有了收獲，有的人則可能是徒勞無功。在接口效果不明的情況下，這種侵入性腦機(jī)接口技術(shù)在很長一段時(shí)間內(nèi)都不會(huì)普及，而很有可能被新的接口方式所取代。

4.2 “新”的接口方式

四肢健全的我們其實(shí)已經(jīng)有了非常給力的腦機(jī)接口 —— 智能手機(jī)。

對(duì)我來說，日常的很多決策，如先做什么工作，帶不帶雨傘，到哪里吃飯等，都要依靠手機(jī)幫我參謀。在工作上遇到編程的困難，我直接問谷歌搜索解決方案；在生活上碰到不會(huì)做的菜，我直接查下廚房學(xué)習(xí)嘗試。智能手機(jī)把我和互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)超級(jí)智能連系在了一起，實(shí)際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了腦機(jī)結(jié)合。

智能手機(jī)之所以給力，是因?yàn)樗乇芰藗€(gè)人專屬的神經(jīng)編碼系統(tǒng)，而有效利用了人類社會(huì)通用的編碼系統(tǒng)。也就是說，它充分調(diào)動(dòng)了人體的視覺、聽覺和運(yùn)動(dòng)知覺，以及人類語言，設(shè)計(jì)出四海通用的人機(jī)交互APP、語音指令、觸屏手勢(shì)等‘接口’。這樣一來，人腦的神經(jīng)活動(dòng)和人工智能的計(jì)算結(jié)果就可以在人類社會(huì)這一個(gè)共享的維度進(jìn)行互動(dòng)，我覺得這是很聰明的做法。

相比之下，直接讀取神經(jīng)活動(dòng)來解碼智能，就像用量子物理學(xué)來給汽車的運(yùn)動(dòng)建模，是舍近求遠(yuǎn)的。

作為Elon Musk的粉絲，我非常希望他的Neuralink能成功。但是在人腦和AI結(jié)合這件事情上，我認(rèn)為那些充分利用人的五感和語言的接口，如智能手機(jī)，智能手表，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR），增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等比侵入式的腦機(jī)接口會(huì)更有前途。

- End -

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