您现在的位置: 纽约时报中英文网 >> 华尔街日报中英文版 >> 科技 >> 正文

人脑与电脑融合还有多远?

更新时间:2017-9-25 19:19:29 来源:华尔街日报中文网 作者:佚名

你一定看不出来,Emily Borghard的颅骨里装着一台计算机。从外表上看,她左耳背后的小鼓包是她接受了植入的唯一证据。自打上次给颅内电脑换电池后,小鼓包上还长出了一簇毛发。

Borghard在植入颅内电脑前,每天都会经历数次癫痫发作,出现类癫痫症状的“棘波”多达400次。由于这种无休无止的异常神经活动,她的整个青春期坠入了一场噩梦。日不能醒,夜不能寐。她不能开车,不能上课,不能独处半小时以上。“别人时而发现我躺在地上,或者精神恍惚地在我居住的大学城附近转悠。”她说。

如今,在植入电脑、手术和药物的共同帮助下,27岁的Borghard的癫痫发作频率降至平均每月两次。最近,她拿到了社会工作专业的硕士学位,她还希望有朝一日能在自己做志愿者的医院里从事与病人权益相关的工作。

让Emily重焕新生的就是所谓的神经科技,这是一门结合了神经学、神经科学、神经外科和类似智能手机硬件技术的学科。现在,大多数神经科技公司重点关注的是医疗应用,他们相信这块市场的规模高达数十亿美元。全球已有10万多人植入了深度大脑模拟器,通过电子脉冲减少帕金森病症的震颤。初步研究表明,运用类似技术的靶向脑刺激疗法能够帮助失忆症患者恢复记忆,有望为美国540万名阿兹海默症患者带去福音。Neuropace公司的RNS系统是目前唯一获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准的植入治疗方案,它能够感知神经活动,同时做出反应。美敦力(Medtronic)、波士顿科学(Boston Scientific)和史赛克(Stryker)等医疗设备制造商也都在开展相关研究。

然而,许多涉足神经科技领域的企业却志不在此,他们的目的是通过正式的人脑-电脑物理结合,提升健康人的认知能力。

在神经科技领域贡献最大的当属美国国防部(Department of Defense)的研究分支——Darpa(美国国防部高级研究计划局),长期以来,它一直推动科学家与工程师达成看似不可能的挑战。Darpa研发出了互联网的前身——阿帕网(Arpanet),同时也是全球定位系统(GPS)和世界上第一台成功实现自动驾驶的汽车的幕后功臣。Darpa下属的医学研究部门也在资助开发一些与Neuropace产品类似的大脑植入物,治疗从创伤性脑损伤到精神障碍的一系列疾病。

Darpa还许诺将出资6,000万美元,打造“生物皮层直系交互界面”(direct cortical interface),这种脑机连接与现有的脑机接口都不一样。Emily Borghard所使用的神经植入物只能刺激并记录一小部分神经元的活动。Darpa则希望建立一个能同时连接多达100万个神经元的神经交互界面。

从理论上来说,这种规模的全功能脑机接口会把人变为可编程、可调校的机器,就像一台电脑一样。以前要依靠药物、训练、教育和心理治疗才能达成的效果,有朝一日可以通过更直截了当的方式实现。这一目标有点像《黑客帝国》(The Matrix)中的场景,片中基努·里维斯(Keanu Reeves)饰演的角色就是通过迅速下载资料学会了中国功夫。“这很像软硬件开发的设计-建造-测试周期。”Darpa的生物技术办公室主任Justin Sanchez说。建立原型,考察它在现实世界中的表现,并根据反馈做相应调整,这就是人类完善新技术的方式。有了神经科技,我们也可以运用同样的方式来升级我们的大脑。

生物皮层直系交互界面是Neuralink公司的目标,这家创业公司是连续创业家Elon Musk的最新“登月计划”。Neuralink公司正在研发的是Musk所谓的“神经织网”技术——通过数十亿微电极上传和下载思想。Musk表示,他所追求的是人与人之间“未经压缩的”思想交流,即无需语言表述即可沟通概念的能力。据Musk说,他正在尝试使用心灵感应代替以文本信息交流。6月时他曾表示:“我们的输出水平实在太低了,尤其是在使用手机的时候,就靠两个拇指不停敲击。”Neuralink未对本文就任何“经过压缩的交流方式”置评。

Bryan Johnson于2013年作价8亿美元将自己在支付领域的创业项目卖给了PayPal,去年8月,他出资1亿美元创立神经科技公司Kernel并担任CEO至今。“我认为这是所有人类工作中最重要的事。”Johnson说。他坚信,神经科技带来的认知增强将推动人类在所有领域取得重大进展。“大脑是基础工具,”他说,“其他都是下游:健康、气候科学、治理、教育、爱等等,一切都是。”

外界对Kernel与Neuralace等创业公司目前究竟在做什么知之甚少,只听说在招兵买马。“在这个领域,有很多人从学术界跳到产业界。”宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)计算存储实验室负责人Michael Kahana表示。斯坦福大学和加州理工学院等高校的教授助推了硅谷创新中心的建立,正是这些人才流动使得前沿技术能够迅速商业化。

在脑袋里安装独立计算机的第一步是在头骨不变形的前提下选择植入位置。解决植入物安置问题是Longeviti Neuro Solutions的目标,这家创业公司是由约翰·霍普金斯医院(Johns Hopkins)的整形外科医生Chad Gordon与医疗器械公司的资深人士Jesse Christopher联合创办的。Gordon医生在为因手术和癌症失去头骨的病人研发假体时,突然意识到可以在人造颅骨板上安装一些功能部件,诸如给药口和电子产品。

前不久的一个早上,在约翰·霍普金斯医院的一间会议室里,Gordon医生向我展示了Longeviti的一块颅骨板:一块光滑、透明、椭圆形的矩形塑料板。每块颅骨板都是根据病人的情况,以激光机械臂量身定做的。Longeviti目前正在颅骨板上蚀刻出凹口以容纳功能硬件,他们希望有朝一日能够在塑料内装入植入物及其供能电池。在交谈过程中,Longeviti的合作伙伴、约翰·霍普金斯医院的神经外科主管Henry Brem一手拿起我的iPhone,一手拿着一快人造颅骨,说二者差不多大。 “为什么不能把这里头的电子器件”,他指了指手机,“放到这里面(假体)去呢?”

但他也接着指出,目前神经科技进步的最大障碍并非硬件开发或植入手术的难度。“打开、闭合颅骨都算不上什么挑战,”Brem医生说,“虽然听起来很恐怖,但是这项技术实现起来很容易。打开颅骨以后干什么,这才是限制发展的关键所在。”这位全球最顶尖神经外科医院的首席神经外科医生表示,我们对大脑工作方式的理解实在有限,从而制约了神经科技的发展。除了Brem医生以外,还有很多专家担心神经科技创业公司把“技术”看得比“神经”更重要。

“大多数人都没意识到,这个问题有截然不同的另一面,也就是基础科学。”说这话的是匹兹堡大学(University of Pittsburgh)神经生物学教授Andy Schwartz,他同时也是脑机接口的先驱之一,“我认为几乎所有人都忽略了这一点。这就是工程学的傲慢。”

研究人员曾为一只脊髓严重受损的猴子植入无线设备,尝试重新连接其大脑与肢体,我们只需看一眼这项实验的成果,也就不难想象前方道阻且长了。在瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology)进行的实验中,科学家们为一只瘫痪的猴子植入脑部芯片及腿部电池驱动刺激器,依靠两者之间的无线连接让猴子重获行走能力。这项研究当然很了不起,有望帮助瘫痪病人重获活动能力。然而实验中的猴子虽然勉强恢复了行动能力,但动作却如同提线木偶,远不及受伤前灵活自如。而我们对大脑运动皮层如何控制肢体的理解相对来说已算深入,远超更复杂的思想表达与语言运用等认知过程。

不过基础科学的不足不会打消Elon Musk的念头,他可是要颠覆汽车、高铁、火箭飞船等一切领域的人。不过,硅谷“快速行动,打破陈规”的理念能否在神秘精细的神经科技领域奏效,还有待观察。

Kernel创始人Bryan Johnson会定期举办晚宴,邀请知识分子、科学家以及创业者参与,席间常有人问及他的工作。来宾能接受脑机接口正在逐渐变成事实,却对背后的伦理问题感到困扰。一旦实现了革命性的认知增强,这项技术将归于谁人之手?政府会将其普及于民吗?企业会将它作为员工福利吗?有朝一日,公司是否会将拥有脑机接口作为招聘条件?如此昂贵复杂的系统是否会加剧不平等?我们真的应该做这件事吗?

在Johnson看来,这都是问错了问题。他说:“人们自以为或多或少有决定发展哪项技术的权利。”乔治城大学(Georgetown University)神经学研究项目负责人James Giordano与他所见略同:“不管你愿不愿意,”他说,“神经科技正在演进。天机已泄,魔盒已开。自以为能螳臂当车的,不是天真,就是愚蠢。”

本文版权归道琼斯公司所有,未经许可不得翻译或转载。

相关文章列表