進入21世紀后，神經(jīng)科學家重新理解了大腦的可塑性，如果你是個駕駛經(jīng)驗豐富的老司機，你有沒有體驗過“人車合一”的感覺？作為一名駕齡接近二十年的老師傅，我經(jīng)常體驗“人車合一”，就是開車時對外界的感覺從自己的身體擴展到了汽車主體，不用細看就感覺得到車子與前后左右物體的距離，尤其是早些年開手動檔汽車在川流不息的高速公路上飛奔，大腦要及時判斷超車還是并道，手腳同時配合踩離合器換檔加油還要踩剎車，一系列操控既輕松又緊張地配合著，大腦與身體同步興奮的爽感解釋了為啥高速公路上容易飆車。這，就是“車感”。
“車感”這種現(xiàn)象就和大腦的可塑性有關，也就意味著大腦能重新定義身體的邊界。讓我們來看一個“幻肢”的例子。有些人不幸被截肢，比如失去了手，但他總覺得那只手還在。而且這個不存在的手還常常會有劇烈的疼痛感，或者僵硬的癱瘓感。這種感覺，稱為“幻肢痛”。你可能會覺得奇怪：這“手”都不存在了，是什么在給大腦提供反饋信號呢？
著名的神經(jīng)科學家拉瑪錢徳朗( V. S. Ramachandran )用一個簡單的“鏡箱”設備，就把幻肢痛給治好了。鏡箱，就是一面鏡子和一個紙箱的組合。它的原理很簡單，就是病人把健全的手伸進箱子里，通過鏡子的反射，他以為看到自己失去的手。病人活動那只健全的手，會以為在活動幻肢。一段時間之后，疼痛感居然就減輕了。
拉瑪錢徳朗認為，幻肢現(xiàn)象是因為失去的手，仍然被大腦定義在身體的邊界之內(nèi)，而鏡箱所做的，其實就是用錯覺告訴大腦：“看！你的手就在這里，你能指揮它”。那么之前感到的痛感，通過活動這個幻肢，逐漸就消退了。
幻肢的例子讓我們看到，大腦并不是時刻都要依賴身體這個偵察兵。大腦這位指揮官，對身體有一個全局的洞察，有它自己關于身體邊界的世界模型。
現(xiàn)在，大腦的全局洞察可以被重塑，科學家發(fā)現(xiàn)大腦皮層的重組，就是大腦可塑性的一種體現(xiàn)。大腦皮層就相當于是人的中央處理器。日常生活中我們大部分行為和復雜認知，比如說思考、說話、視覺聽覺、運動，甚至是你的性格，都跟大腦皮層有關。想到大腦的時候，你眼前浮現(xiàn)出的那個很多褶皺和溝壑的大腦形態(tài)，就是皮層的樣子。
BrainPort（大腦港），是美國一家生物醫(yī)療器械公司 Wicab 開發(fā)的復雜機器，通過主動刺激大腦，讓皮層重組更高效地發(fā)生——他們能用讓盲人用“舌頭”看到世界。這個小儀器的關鍵部件是個電極芯片，像棒棒糖一樣能含在嘴里，還有一副能采集圖像的眼鏡。眼鏡會收集圖像信號，比如說形狀、大小、深度、角度。這些信號被轉(zhuǎn)化為不同的電刺激，通過芯片刺激盲人的舌頭。這樣，盲人就通過舌頭“看見”東西了。
這就是腦機接口的初衷——利用機器修復身體機能。
腦機接口的第二層體驗是擁有“心流”，也就是改善精神狀態(tài)的作用。心流狀態(tài)能讓我們感受到大腦一片安靜，意識不到時間的流逝卻又異常清醒。最早科學家用腦機接口來輔助“心流體驗”是被動的，就好像我們平常在醫(yī)院做腦電圖，只是采集腦電波，分析頻率。腦機接口技術(shù)怎么來改善精神狀態(tài)呢？舊金山有一個叫Smart Cap的公司，就把腦電圖（EEG）做成了棒球帽。這個產(chǎn)品可以用來緩解卡車司機的疲勞駕駛，減少由于專注度不集中帶來的交通危險。
2014年，ABM（Abvanced Brain Monitoring)公司CEO克里斯·貝卡（Chris Berka）展示的實驗成果是，他們通過腦電圖（EEG）腦機接口，探測大腦心流狀態(tài)的信號，然后對接受測試的人進行聽覺、視覺或觸覺的全方位刺激，讓他們處于一般狀態(tài)的大腦，慢慢接近心流狀態(tài)，效果很顯著。
這種實驗方法訓練的實驗者，新手學習速度比原先提升了2.3倍。僅僅1天時間的訓練，85%的實驗者就可以對大腦狀態(tài)進行熟練切換了。也就是說，通過反復刺激的方式刺激普通人達到心流狀態(tài)，普通人也可以像長時間的佛教修行者禪定那樣，熟練地進入到心流的狀態(tài)了。
另一種“主動”刺激的方法，叫作經(jīng)顱電刺激（tDCS），類似的技術(shù)還有，經(jīng)顱磁刺激（TMS），這兩種刺激手段，都可以用來提高專注度。經(jīng)顱電刺激（tDCS）釋放微弱的電壓，可以激活數(shù)百萬神經(jīng)元放電，將你在普通狀態(tài)的大腦，瞬間激活成一個心流狀態(tài)的大腦。這也是訓練美軍海豹突擊隊的方法，會用來加強軍隊訓練的效率，提高狙擊手的射擊精準度。腦機接口會刺激海豹突擊隊員，在他們的腦中制造特定的腦電波，讓他們可以反復進入心流狀態(tài)。通過這種訓練，海豹突擊隊成員學習一門外語的時間將會從六個月縮短到六個星期。
腦機接口金字塔的第三層體驗是提升人類的大腦算力，譬如記憶移植和增強記憶，是用芯片儲存的數(shù)學模型模仿大腦里海馬體的記憶功能，再把記憶芯片植入大腦。2002年南加州大學的西奧多-伯格（Theodore Berger）教授發(fā)現(xiàn)了海馬體的記憶密碼，就開始嘗試用芯片儲存記憶密碼的數(shù)據(jù)，再用芯片代替海馬體程序員的工作，2013年他終于用猴子完成了實驗，過程大概是這樣的：把芯片植入一只猴子大腦，然后訓練這只猴子在30秒內(nèi)按到正確的按鈕。接下來，把芯片復制到另一只猴子腦內(nèi)，第二只猴子居然直接選擇了正確的按鈕，完成了本該通過訓練才能完成的按鈕動作。到2016年，伯格教授用記憶芯片嘗試做人類實驗，移植成功率已經(jīng)接近80%。
這些實驗讓更多人設想，如果記憶都可以用芯片的方式備份和儲存，那人類的意識呢？情感呢？如果記憶、情感、意識都可以轉(zhuǎn)化為電子信息，儲存在芯片中或者上傳到云端，是不是一個人就可以在數(shù)字世界實現(xiàn)永生了呢？
另一個執(zhí)著于增強技術(shù)的腦機接口公司，就是埃隆·馬斯克和他的NeuraLink。馬斯克看重的是腦機接口給人類進化出的“數(shù)字化第三層”。簡單來說，大腦的第一層是欲望，第二層掌管理性，表面上，大腦的兩層和諧共處，但其實，它們常常在大腦里打架。你肯定有過這種經(jīng)驗，你的欲望與理性在大腦里發(fā)生爭執(zhí)。欲望想要吃巧克力，但理性告訴你巧克力熱量太高了，會長胖。這時候我們就需要馬斯克說的第三層，來協(xié)調(diào)一下這兩層的矛盾。
“數(shù)字化第三層”通過“感覺分離”，也就是你的體驗和你的感覺，沒必要非得綁定在一起。你完全可以利用腦機接口，直接給邊緣系統(tǒng)輸送一些數(shù)據(jù)和算法，邊緣系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)，就有了“吃到巧克力”的感覺。你獲得了吃巧克力的樂趣和快感，但現(xiàn)實中根本不需要真的吃下一塊巧克力。
如果腦機接口有一天真的可以讓感覺分離，那會發(fā)生什么？你可以設想一下，你可以用腦機體驗性愛的愉悅，你可以感受極限運動的快感，你可以嘗試不同經(jīng)歷的樂趣，卻完全不需要親自去經(jīng)歷它們。這種“數(shù)字化第三層”包括了人類和機器智能的融合，相當于把現(xiàn)在的手機電腦這些增長人類智能的數(shù)字設備，直接與大腦連在一起，人類擁有了計算機的存儲能力和運算速度，可以隨意調(diào)取計算機和云端的信息。比如，你和朋友交談，可以輕松引經(jīng)據(jù)典；要完成任務的時候，也能快速分析對比所有潛在情況，找出最優(yōu)解。
目前，腦機技術(shù)突破最關鍵的問題并沒有解決，那就是“帶寬”。你可以把“帶寬” 想象成腦電信號傳遞的通道，信息在大腦與計算機之間流動，流動通道有多寬，就決定了能流動信息的數(shù)量級和速度。
那我們看看大腦的算力有多大？我們大腦每時每刻釋放的信息量是非常巨大的。假設大腦中1%的神經(jīng)元同時放電，相當于能1秒就發(fā)送400部高清電影。如果想要讓大腦能夠無障礙與機器溝通，腦機接口就應該也可以1秒發(fā)送和接收400部高清電影。但這是非常高的帶寬，大概是現(xiàn)在最大帶寬的幾十萬倍。所以，未來，帶寬是腦機發(fā)展的關鍵突破。著名的未來學家雷-庫茲韋爾（Ray Kurzweil）就預測，到2045年，人類智能將在腦機文明上有上億倍的增長。
如果電極遵循摩爾定律的發(fā)展，庫茲韋爾的預測也可能會成真?？茖W家對電極的研究遵循摩爾定律，說的是單位面積電極數(shù)量的增長，一般每7.4 年翻一倍。如果電極能夠同時記錄100萬個神經(jīng)元，就可以做出全腦接口了。隨著研發(fā)速度的加快，腦機接口的摩爾定律也可能趕上晶體管的摩爾定律，也就是每1.5年翻一倍，如果照這樣計算，我們距離全腦接口，好像真的不是很遠，可能只需要30年。
腦機接口的終極體驗是“腦腦交互”，是一種不需要對話來傳遞信息的交流方式，就像我們常說的“心領神會”，雖然一切盡在不言中，但你的想法我都懂。我們期待的腦腦交互應該是和計算機很類似的。兩臺計算機之間怎么傳輸信息呢？你在自己的電腦上編輯一個Word文檔，發(fā)到另一臺計算機上，即使經(jīng)過了壓縮、傳輸、解壓的過程，兩臺計算機上的文件依然是一模一樣的，這是一種無損的信息溝通。
而人類之間的溝通和信息傳輸方式呢，卻完全不是這樣。比如，為了把大腦中的信息傳遞出去，我們不得不對大腦想法進行壓縮。壓縮會造成信息缺失，還會出現(xiàn)錯誤，“詞不達意”的情況時有發(fā)生。除了壓縮的過程，傳輸也可能造成信息的缺失和誤解，所謂“左耳進右耳出”，就是傳遞信息的人雖然把信息完整地發(fā)送了，但接收的人并沒有聽到。
語言不僅在壓縮和傳輸時會使信息失真，解壓也有問題。不同的價值體系、文化和意識的差異，導致不同人對語言的解壓方式不同。同樣一個詞，“蘋果”，你可能想到的是一家超級公司，而另一個人可能想到就是吃一個蘋果。
最后，還有另一種情況，我們常說“千言萬語盡在不言中”，因為在那這一刻，語言表達不了大腦中的想法。語言就像你的新聞發(fā)言人，但你知道，新聞發(fā)言人有時候可能壓根不了解你的真實想法。那么，當你用語言交流的時候，真實的大腦里究竟發(fā)生了什么呢？你的大腦里可能有無數(shù)的想法在迸發(fā)，有聲音、有感覺、有思考的過程，腦海中的畫面等等。所以，語言只是那些信息的一個表達出口。
既然機器能直接聽懂你想說什么，并且還能幫你傳遞給別人，那雖然腦腦交互暫時沒有實現(xiàn)，但人們運用語言的場景也可能有翻天覆地的變化。而腦腦交互如果實現(xiàn)，我們就不需要開會了，因為所有人的信息都可以快速交換，你能快速向很多人發(fā)送你的想法，也同時能接收來自很多人的各種想法，你的大腦可以快速理解、反饋，真正地實現(xiàn)了信息的無障礙共享，完全的智能協(xié)同。
著名科幻作家艾薩克.阿西莫夫在在他的《基地》系列科幻小說中就設想過類似情況，書中的一些科學家有一種能力，他們通曉心靈檢測和精神控制技術(shù)。有了這種技術(shù)，他們就可以用精妙的數(shù)學，對人類的思維和情緒進行解碼。只要他們把解碼方式展示給對方，對方立刻就能理解自己的想法。所以腦腦交互根本不是語言的直接交互，而是一種“無損”的大腦信息傳輸方式，彼此傳遞的本質(zhì)就是神經(jīng)元群的活動。
未來，腦機接口能大大提升人們之間交流的速度和信息量，這是效率的提升。加上能消除誤解，人與人之間無法理解的情況也會大大降低。而最關鍵的是，腦腦交互不僅改變了溝通低效和高誤會的問題，還給人類協(xié)作方式也帶來了根本性的改變。
2018年，華盛頓大學剛剛做了一個3人共同協(xié)作，完成俄羅斯方塊的游戲。他們就是帶上了腦電圖頭盔這種非侵入式腦機設備，純靠看和想，完成游戲的。在這個實驗中，3人的角色是不同的，有2個人負責看，他們既能看到底下的方塊堆積情況，又能看到上方方塊的降落情況。而第3個人，他負責玩，玩的人也是通過腦機接口控制方塊的方向，但玩的人看不到游戲情況，所以他們必須協(xié)作。
那實驗中如何做呢？這是通過一種叫TMS的磁刺激方式來傳遞信息的。觀察者看到降落的方塊，可以決定要不要把方塊轉(zhuǎn)換方向。方式很簡單，他們只盯著屏幕上寫著“是”或者“否”的那個閃光條就行了。這個選擇會被轉(zhuǎn)換成TMS的刺激，讓操控者也能在腦海中浮現(xiàn)出“是”或“否”的指令。在5組不同的實驗中，這種腦腦交互傳達信息的準確率達到了81.25%。
所以腦腦交互發(fā)展的未來有可能顛覆人類目前所有的認知范圍，整個人類世界有可能會被重構(gòu)。阿西莫夫在他的科幻小說中就給我們開個腦洞看看，在《基地》系列最后兩部中提到一個叫“蓋亞”的行星，這個行星上的所有物體，包括人類、動物、植物，甚至汽車、房子和飛機都連接成了一個生命體，實現(xiàn)了真正的萬物互聯(lián)。而這個巨大的生命體，擁有絕對的智慧，高于銀河系中任何一顆星球的智慧。
所有生命形成了生命共同體，都擁有同一個大腦嗎？這個大腦，主動分配所有人做事情。你可能乍一聽覺得很震驚，但恰恰這個設想非常有可能就是人類的未來。
有一個詞，叫“涌現(xiàn)特性”。是指在復雜系統(tǒng)里，當個體相互協(xié)作到一定程度時，就會涌現(xiàn)類似于“1+1=3”這種更高層面特性。舉一個類似的例子，一只螞蟻能做到的事極其有限，可一旦螞蟻協(xié)作規(guī)模到達一定的數(shù)量，協(xié)作密切到達一定程度，整個蟻群就會呈現(xiàn)一種更高的群體智慧。
我們一直無法解釋智能的出現(xiàn)，很多人猜想是因為大腦里面1000億神經(jīng)元活動的涌現(xiàn)，人類才產(chǎn)生了高級智能。那等到每個人大腦都連接了腦機接口，可以隨時更新迭代，又彼此互聯(lián)，每個想法和創(chuàng)意都能迅速蔓延幾十億的人類群體，那么涌現(xiàn)出一個全新的智慧，真的有可能是人類進化的終極形態(tài)。
以上內(nèi)容，從修復身體機能、改善精神狀態(tài)、增強大腦算力和“腦腦交互”的人類終極體驗四個層次，闡述了腦機接口的現(xiàn)實運用。既然腦機接口將成為人類未來的命運，你可能會想到科幻電影譬如《頭號玩家》里少數(shù)邪惡人類控制世界的場景，那么，未來人類有可能會被機器人控制嗎？那樣的社會將會面臨怎樣的社會倫理觀念呢？
讓我們來認識一個叫尼爾-哈比森（Neil Harbisson）的英國人。如果你去看他的護照就會發(fā)現(xiàn)，護照照片有一個和別人都不一樣的點，他的頭上插著一根天線。這根天線是干什么用的呢？因為哈比森出生時候是全色盲，有了這根天線，他就能靠聽，感受到世界的色彩了。最初哈比森的天線只是一個可穿戴的電子眼設備，但后來他發(fā)現(xiàn)自己24小時都離不開天線，這就是他身體的一部分，所以他決定把天線的芯片植入大腦?，F(xiàn)在他是全球第一位合法的半機械公民。
前面我們說的是腦腦交互，當然也可以用另一個更形象的詞“腦聯(lián)網(wǎng)”。這是第一次人類大腦從單機走向互聯(lián)，每個人原本最隱秘的意識從封閉走向開放。這是更大的思考尺度，跳出了個體維度，從人類整個群體角度重新思考。人類從靈長類動物進化為現(xiàn)代人，這個過程越來越快，從靈長類動物到智人進化以十萬年為單位，而從智人到現(xiàn)代人只經(jīng)過了幾萬年。現(xiàn)在，腦機接口這樣的生物改造工程，讓人類生命進化的速度更快，未來的演進非常有可能以百年為單位，甚至更短。我們正在一步步重新定義“什么是人類”。
看看互聯(lián)網(wǎng)，我們很自然能夠想到腦聯(lián)網(wǎng)給我們帶來的挑戰(zhàn)，互聯(lián)網(wǎng)不就是計算機從單機時代走向網(wǎng)絡嘛。我們出現(xiàn)了信息安全，我們擔心隱私被竊取，擔心黑客攻擊，擔心非法交易、犯罪、欺騙等等。但互聯(lián)網(wǎng)能做的不過是通過用戶的使用操作行為，獲取用戶沒有告知的信息，比如瀏覽了什么網(wǎng)站，有什么購物愛好。腦聯(lián)網(wǎng)卻讓我們的大腦第一次曝光出來，我們可能完全不知道會有什么風險。我們會擔心思想和意識信息的泄露，害怕可能有人竊取我們的神經(jīng)數(shù)據(jù)，甚至反過來修改腦機接口，操控我們的意識。
然而這不是一個新問題。市場經(jīng)濟時代，人類早就掌控了讓被操控者不自知的技術(shù)。廣告讓你自以為自愿地消費，游戲讓你自以為自愿地上癮，互聯(lián)網(wǎng)讓你自以為自愿地沉浸其中。面對這些“操控”，你并沒有感到被技術(shù)脅迫，反而樂在其中，因為技術(shù)正在不斷重新定義人類自由的邊界。我們接受了自己的欲望，讓渡了一部分自由，但拓寬了人類的能力和享受的空間。腦聯(lián)網(wǎng)時代，我們是不是也有可能犧牲意志自由一部分疆土，欣然接受機器對腦的直接干預，來獲取更大的能力呢？可能所謂失去自由沒有你想象得那么值得擔心。
相比于對自由限制的擔憂，像哈比森一樣，人類與機器究竟要以什么關系存在才是最大的倫理沖擊。你是不是也發(fā)現(xiàn)，人造物表現(xiàn)得越來越像生命體，而生命變得越來越機械化。這都是因為人類對自我改造能力的不斷增強。當我們感到新技術(shù)挑起了看似不可解決的倫理沖突時，可能是我們的倫理框架本身需要進化或倫理進化正在發(fā)生。一旦進化完成，你就發(fā)現(xiàn)，當初看似不可調(diào)和的矛盾好像沒有從來沒有存在過一樣。
古希臘只有自由男人才有權(quán)投票，但歷史的發(fā)展，不斷地把女人、奴隸、異族人、不同種族和膚色的人，甚至動物、植物等等都放進了倫理主體的范疇。未來，機器也會進來。
這個過程，真正變化的是人類對倫理主體范圍的理解。所以，當你遇到看似不可調(diào)和的倫理沖突時，可以仔細分辨一下，它是真問題，還是下一次進化的起點。
所以面對人類和機器關系這個問題，我們可能會越來越接受機器的生命化。機器既不是人類的工具也不是人類的奴隸，更不是人類的主宰。我們需要借助機器的算力獲得進化，機器也需要借助人腦的適應性和容錯性，機器會以人類的合作方出現(xiàn)，和人類協(xié)同進化。
《失控》的作者凱文·凱利認為人類發(fā)生了四次認知喚醒。第一次認知喚醒發(fā)生在哥白尼提出日心說的時候，我們把地球拉下神壇，原來地球不是宇宙中心，我們重塑了人類與宇宙的關系。第二次達爾文提出進化論，我們又把神拉下神壇，原來人都是猴子進化來的。第三次呢，哲學家弗洛伊德用自我意識論打破了人類與自我的認知。這一次，第四次認知喚醒，就是像哈比森一樣，人類重新認知自己與機器的關系，未來可能會有更多半機械人成為合法公民。
總結(jié)來看，在技術(shù)發(fā)展的進程中，我們發(fā)現(xiàn)，只要技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，你不可能真的完全拒絕它。如果你因為科技發(fā)展而感到恐慌，不如換一個思路，先承認它必然會到來，主動調(diào)整倫理框架，讓倫理邊界也能同步進化。既然過去倫理總是走在技術(shù)的后面，那現(xiàn)在，我們要做的就是前置這種思考。
單機大腦的打怪時代結(jié)束了，未來是一個腦聯(lián)網(wǎng)的時代。我們跟腦機接口的故事才剛剛開始。
