以此为引，从定义和原理出发谈谈脑机接口的商业发展，会具体介绍约10家顶尖脑机公司。
全文约7000字，以下为文章内容结构：
一.脑机接口的定义与意义
二.脑机接口技术原理：实现步骤与其分析
三.前沿的脑机接口实验案例
四.脑机接口研究的困境
五.商业化应用方向及公司介绍
六.扩展阅读
技术原理部分，因为要脑机接口相关理论实在过于多和复杂，所以不会过分展开，但很重要，对于更好理解后面的内容比较重要，建议慢读。更多的技术相关的内容可参见扩展阅读部分
一.脑机接口的定义与意义
定义：
脑机接口的概念其实在很多科幻作品中你都见过了，你一定都映像深刻，回忆起来都可能是历历在目。
电影《阿凡达》：主人公利用一个机器直接将自己的心智移植到了另一个非人类身体上，能随心所欲就像操控自己的一样的操控这具非人类的身体，具备所有的感知能力与操控力。
动漫作品《刀剑神域》：通过头戴游戏机，直接登陆进入全新的虚拟世界，一切的法则遵从虚拟世界的设定，在这个虚拟世界里你可以把思想转化为有形的动作、印象或情感。与阿凡达的显著区别就是，这个世界中你交流的对象还有无数和你一样用这个方式进入的虚拟世界的玩家。
其他作品还有：漫画《机动战士钢弹》、漫画《攻壳机动队》、OVA动画《风暴战士ORGUN》、游戏《使命召唤：黑色行动III》等等
赛博格（机械化人）类科幻作品中脑机技术也是必备的技术支撑。比如前2年的明日边缘等，更别谈钢铁侠这个典型了。
- 脑机接口（英语：brain-computer interface，简称BCI）
问过一些对此感兴趣的朋友，什么是脑机接口？答案大多在范围上有一定偏差。
还是用算法式的方式解释更清晰店，弄清楚每个字的具体含义。理解深度也会更深刻
“脑” = “有机生命形式的脑或神经系统”，而并非仅仅是抽象的心智。
"机" = “任何处理或计算的设备，其形式可以从简单电路到硅芯片
”接口“ = “用于信息交换的中介物”
”脑机接口“定义=“脑”+机“+”接口”
即————在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间创建的用于信息交换的连接通路
脑机接口是一门多学科交叉的研究领域，核心的学科涉及认知科学、神经工程、神经科学等。相对来说其实是更偏工程实践的，多学科知识都是工程实现的理论基础。若是想象力丰富，没有什么学科不能融入进来。
二.脑机接口技术知识：实现步骤与其分析
脑机接口基本的实现步骤可以分为四步：
采集信号>>信息解码处理>>再编码>>反馈
这是一周期性的循环过程，其实你控制你的身体也就是这样一套流程，你想象以下就应该能感觉到。
1.信息采集——脑机接口的划分形式一般也是看信息采集方式为主的，通常被分为侵入式和非侵入式。当然还有分法是按单向脑机，单向机脑和双向脑机的分法，但两种分法并不矛盾，就不展开了
- 侵入式：此类脑机接口通常直接植入到大脑的灰质，因而所获取的神经信号的质量比较高。但其缺点是容易引发免疫反应和愈伤组织（疤），进而导致信号质量的衰退甚至消失.。机器学习领域有句尽人皆知的真理——好的模型远不如好的数据。对于脑机接口领域基本上是一样的意义。侵入式能获取的信号是直接的神经信号。
-
部分侵入式：接口一般植入到颅腔内，但是位于灰质外。其空间分辨率不如侵入式脑机接口，但是优于非侵入式。其另一优点是引发免疫反应和愈伤组织的几率较小。
主要式基于皮层脑电图（ECoG）进行信息分析
- 非侵入式：就是不进入大脑类，就像帽子一样方便佩戴于人体，但是由于颅骨对信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应，记录到信号的分辨率并不高。这种信号波仍可被检测到，但很难确定发出信号的脑区或者相关的单个神经元的放电。
典型的系统有EGG（就像一个帽子一样，只是上面附着不少采集器，见下图可知）
脑电图（EEG）是有潜力的非侵入式脑机接口的主要信息分析技术，这主要是因为该技术良好的时间分辨率、易用性、便携性和相对低廉的价格。但该技术的一个问题是它对噪声的敏感，另一个使用EEG作为脑机接口的现实障碍是用户在工作之前要进行大量的训练。
思考题：非侵入式是不是比侵入式更具有商业前景？（此题为开放性问题，没有绝对正确的答案，欢迎评论区留言写出你的看法）
建议带着问题看，到最后你应该能有一个答案了。
2.信息分析——无疑收集好了足够多的信息后就要进行信号的解码和再编码了
- 处理干扰，脑电信号采集过程中的干扰有很多，如工频干扰、眼动伪迹、环境中的其他电磁干扰。这个具体怎么搞就不细说了。数学上一般会用做ML的人比较熟悉的PCA主成分分析和独立成分分析ICA这两种技巧。
- 分析模型这是信息解码环节的关键，根据采集方式的不同，一般会有EGG脑电图，皮层脑电图（ECoG），等模型协助你分析。
3.再编码——将你分析后的信息进行编码
- 如何编码取决于你希望做成的事情。比如控制机械臂拿起咖啡杯给自己喝咖啡，就需要编码成机械臂地运动信号。你别小看这件事，其实非常地复杂，在复杂三维环境中准确控制物体的移动轨迹是难点一，难点二力量的控制，力量的控制是很微妙的，一点点力量的失衡都会使得咖啡撒泼。为什么复杂三维那么难，因为现在的计算机视觉做不到三维空间的精确识别。（如图）
这也是为什么我在后面的案例里觉得明苏达大学的案例非常值得认同的原因。 - 编码形式主要是看你希望去完成什么事情，这也是为什么脑机接口可以几乎和任何工科学科去结合的原因。
- 复杂的比如输出到另一个生物体上，比如小白鼠身上，控制它的行为方式。已有好几例类似实验，成功按操控者愿望控制小白鼠行为
4.反馈——获得环境反馈信息后再作用于大脑
- 这一步其实是非常复杂的，人工智能发展了那么多年感知能力也远无法和人相比。也就是感知能力。感知能力分感受环境信息和传递给大脑两部分。
视觉感知——需要结合的知识就有计算机视觉，但目前的计算机视觉虽然识别上已经起来，但对实现三维空间的精确判断依然较困难。上面喝咖啡的例子已经说明了问题。
触觉感知——主难度在触觉难量化以及反编码的困难。人类在触摸物体的时候不只是感受到皮肤压力，更能感觉到材质等复杂物体属性。当然可以结合最新的柔性皮肤实现更细节化的感知。但怎么反馈成人能理解到的信号呢
（也许用开车的方式说你更好理解：怎么把你在虚拟世界和妹子互相爱抚的感觉传递给你，我想你一定不希望这个反馈不真切把）
听觉感知——这个相对比较简单，有成熟的技术可以直接运用。 - 多模态感知的混合解析也是难点。因为反馈给大脑的过程可能不兼容。
- 可以实现丧失感知能力的再此获得，比如视觉，当然程度有限。
- 可以实现非人类感知力变为人类感知力，这其实是非常逆天的，比如对于超声波的感知能力（就像从蝙蝠身上获取这个能力一样），当然可能需要训练一下使用者。再比如感知磁场等。
更多感知类的脑机接口相关分析，可以参见@啸语的专栏@写给万分之一的创新者
三.前沿脑机接口案例
1.有里程碑式意义的实验
- 2012年巴西世界杯——机器战甲，身着机器战甲的截肢残疾者，凭借脑机接口和机械外骨骼开出了一球。这算是当年脑机接口领域的大事件了。（属于工程上的创新突破）
- 2009美国南加州大学的Theodore Berger小组研制出能够模拟海马体功能的神经芯片。该小组的这种神经芯片植入大鼠脑内，使其称为第一种高级脑功能假体。他们之所以选择海马体作为研究对象，是因为其高度有序的组织以及丰富的研究文献。
这个实验脑机接口医疗应用方向（增强方向）的重要实验。
2.最近的一些实验
- 非侵入类
- 明尼苏达大学———全新EGG BCI系统。
普通人在没有植入大脑电极的情况下，只凭借“意念”，在复杂的三维空间内实现物体控制，包括操纵机器臂抓取、放置物体和控制飞行器飞行。在第二部分已提到过此实验的困难之处何在。复杂三维真的很难！复杂三维真的很难！复杂三维真的很难！重要的说三遍
意义：这对于实现脑机接口的商业化应用又向前迈了一步。
- 通过脑机接口系统操控乌龟本能行为以进行远程导航。相比其他的用脑机接口控制动物的实验，这个用的是非侵入的方式。此实验属于工程突破，感觉有一点取巧的感觉，原理上没有什么突破
(来源论文）
意义：开发这项技术可整合定位系统并提升增强现实与虚拟现实技术，催生出包括军事侦察与监测在内的多种应用。
非侵入类最近有工程创新上突破的实验较多，但涉及到原理创新的就比较少了，因此不一一列举了，自行搜索论文吧。
2.侵入类:
- 斯坦福大学电气工程教授KrishnaShenoy和神经外科教授JaimieHenderson成功让三名受试瘫痪者通过简单的想象精准地控制电脑屏幕的光标，这三名瘫痪患者成功通过想象在电脑屏幕上输入了他们想说的话，其中一名患者可以在1分钟之内平均输入39个字母。
这个速度基本是手机打字的一半了。商用前景基本已经明朗清晰了。
- 心灵控制类，人类控制小鼠行为，让其完成具有计划性的复杂任务。小鼠控制小鼠，一个小鼠用自己的偏好成功影响了另一只小鼠的偏好从而使其做出反常行为。
心灵控制类已经涉及到伦理层面，还有这个时代人类的信仰“自由意志”。意志并不自由。
四.脑机接口的研究困境
脑机接口是一门复杂的交叉学科，这种交叉学科一般都会有两种突破发展的一种是工程上的，另一种是原理上的突破。
- 工程上的突破：举个例子，就前面提到的巴西世界杯——外骨骼机械战甲来说，必备的理论基础在那时候已经基本足够了，但这件事情实际上想做好非常的难，其中涉及的机械动力学、机器学习、神经科学、认知科学、信息工程等一大票学科，你哪一方面薄弱了都会因为木桶效应而最终只能做出个没有实用价值的半成品。所以同理明苏达大学的那个一样表面上看简单，实际上极其复杂，是巨大的工程上的突破。
工程上的突破方向还有的就是能否开发更合理的流程去降低成本。其实现在很多实验室出的设备很多在效果少已经完全可以满足很多用户的需要了。但价格太高，降低成本这种事情更多的就需要企业家来和实验室进行协作了。这便是商业机会。
- 原理上的突破：原理上也就是此学科的核心神经科学和认知科学研究的本质性突破。
目前来说从脑到机已经有了一些头绪了，从机到脑却几乎是没什么头绪，基本可以说是一片漆黑仅有寥寥灯火。
从机到脑什么意思？也就是将感知反向编码成能被大脑读懂的信号。举个例子，能否把你摸小猫时的触感或是你的一段想象记录并通过机器反向重现给你，帮失明者重建视觉也是个好理解的想象。
机到脑的研究相比脑到机一直要缓慢许多，原因就是目前神经科学对于神经编码的具体方式还处于未知状态。而由机到脑对神经编码知识的需求要远大于从脑到机。
神经科学在单神经元的研究也算是逐渐明朗了，但可惜的是而大脑各种神奇之处根本无法用还原论的方式去解释。用整体论的系统思维去解释又过于复杂，而复杂性科学又长期没什么发展，系统思维的研究方向虽然常常日新月异，却总感觉还是在雾里看花。
- 对于相对复杂的反馈，让使用者感知理解呢。目前解决的办法有点取巧，就是训练被试（人和动物都可以）让特定的反馈对应相应的意义，就和学编程差不多。
五.商业化应用方向及公司介绍
主流的商业化应用方向主要是：医疗和VR虚拟现实。
排名有先后（排名参考：现有市场大小，未来潜力）
1.VR方向：毫无疑问脑机接口是实现VR虚拟现实真实度的关键，个人偏激地认为无法应用脑机接口的VR全是扯淡，只有虚拟没有现实。
- MindMaze：成立于2012年，目前正在构建一个结合VR、脑成像、计算机图形学和神经科学的平台。这家公司至今已经进行了两轮融资，总额为1.085亿美元。
他们开发的是一个集成到可穿戴式头显和3D动捕相机的用户界面，为神经系统疾病患者创造VR和AR环境。他们旨在为患有脑损伤的患者提供多感觉反馈，以在康复期间刺激运动功能。这是第一个通过意念驱动的VR/AR和动捕游戏系统。你就如同置身于一个模拟，通过自己的意念来操纵结果。
离刀剑神域又进了一步得感觉 - Neurable：美国初创公司Neurable，不久前完成了200万美元的投资。这家公司正在研发如何通过大脑来操控设备，如玩具或甚至是汽车。Neurable的脑机接口使用脑电图（EEG）记录大脑活动，分析数据，并为用户提供实时的完整三维控制。对AR中诸如菜单导航和选项控制，这种免手操作的控制能够避免诸如语音命令和眼动跟踪的限制。最好的事情是这一切不需要使用缆线。Neurable针对的是AR/VR头显和内容开发商，其软件开发套件（SDK）已经兼容Oculus Rift、微软HoloLens、HTC Vive和其他领先的AR/VR头显品牌。
2.医疗方向：医疗方向说得有点大，可主要分为两个方向，分别是“强化”和“恢复”，这两个方向都有着极其远大的“钱景”，尤其是强化方向。现阶段以恢复类为主，因为更易实现。“强化”方向少是第一是因为实现难度高，第二是因为市场还未被充分教育，思维范式在短期类难以改变，付费意愿因技术能力不足而为达到临界值，但军用领域实际上已经有了不少的应用了，军方也投入了大量资金，因和大众离得较远就不具体介绍了。
- Neuralink（增强方向）：这就Mask最近搞得那个创业公司，目标
制造可植入人脑的芯片，以增强记忆、推动人脑和计算设备的直接连接。
具体内容可参见https://www.zhihu.com/question/57713553 有大高质量讨论。
大部人觉得是圈钱，实现困难，天方夜谭，但实际上就他的目标来说，已经有几家公司部分实现了他的目标，比如下面这家Kernel Co。当然下面这家更偏向与脑机，而不是机脑双向。
- Kernel Co（强化方向）：Kernel瞄准的是负责长期记忆的海马体。 他们正通过AI来“读取”海马体写进芯片的内容，而他们的准确率达到80%。够惊艳吧？和Mask想干的事情有异曲同工之秒
Kernel 公司的创建是基于南加州大学长达 15 年的学术研究至上的，由美国国立卫生研究院（NIH），美国国防部先进研究项目局( DARPA )等组织提供资助，并且将在未来几个月开始人体试验。资金极其充沛，成立初便有1亿美金投入。
目前实现的是脑机单向，但目标远不止如此，通过改写生命操作系统进化人类。 - NeuroPace（恢复方向）：成立于1997年，总部位于美国加州山景城。这家公司完成了三轮融资，总金额为6700万美元，在开发一种能识别异常大脑活动的医疗装置，然后发送脉冲以抵消或破坏导致癫痫发作的异常信号。
NeuroPace设备被称为RNS系统，它的功能非常像起搏器。RNS系统会监测和响应特定的大脑活动以防止癫痫发作。全世界共有6500万个癫痫病患者，他们每时每刻都在担心疾病的发作，而NeuroPace可能会给这些人带来一个急需的永久解决方案。你可以预估一下这个市场大小。
- Cerêve（恢复方向）：成立于2008年，总部位于美国匹兹堡的初创公司Cerêve在本月从著名的投资公司Kohlberg Kravis Roberts＆Co那里得到了3800万美元的投资，用于开发一种帮助睡眠障碍或失眠症患者的设备。
据报道，约有5千万至7千万美国人患有慢性睡眠障碍。Cerêve提供了一种解决睡眠障碍根本原因的技术，即睡眠期间的心理过敏。美国食品和药物管理局已经批准了Cerêve的睡眠系统作为处方药推出市场。
失眠领域的市场大小远远超乎你想象，你看看身边有多少人失眠和他们愿意花多少钱去解决这个问题你就知道了
同样做睡眠市场的还有：成立于2014年的 Rythm，去年从法国电信巨头Xavier Niel和一位极具影响力的法国生物技术投资者Laurent Alexandre博士那里获得了1100万美元的种子轮投资。公司的产品“Dreem”也是一个头带，可识别深层睡眠模式，并引入听觉或声音刺激确保你可以停留在这个阶段，从而提高你的睡眠质量。
- InteraXon（保健方向）：一说到冥想相信大家会想到注意力、瑜伽、呼吸、姿势、饮食、甚至是生活方式。有一家公司正在努力把多年的练习浓缩为简单的即插即生效方式。该产品名为Muse。成立于2007年，并已经完成了1720万美元的融资。
InteraXon的Muse是一种脑波检测头带，可帮助用户通过实时音频反馈来提升冥想。在亚马逊420个评论中，其评分为4.1（总分是5分）。
老实说这个产品我朋友用过，据描述感觉很是坑爹，建议不要入手。
- BrainCo（恢复方向）成立于2015年的BrainCo迄今已经获得了590万美元的投资，他们的目的是改善注意力跨度，通过可穿戴设备（结合脑机接口）和神经反馈训来帮助那些注意力不集中或患有学习障碍的人群。
BrainCo的产品包括一个集成的教室系统，通过可穿戴设备或头带来查看学生大脑中发生的事情。如果学生难以集中注意力，或如果学生很无聊，教师就可以得到反馈，从而帮助教师实时改变教学方法。把该技术从可控环境带向真正的课堂十分具有前景。这是否意味着不再需要adderol或利他林呢？（两者皆为精神兴奋性药物，用于治疗注意缺陷多动障碍） - BrainRobotics（恢复方向）：创始人在2015年拿了500万美元成立了BrainRobotics，旨在为手臂截肢者提供亲民的义肢产品，价格低于3000美元。
义肢运动功能由脑电图（EEG）驱动，这意味着四肢由大脑发送到肌肉的相同肌电信号控制。是非侵入的，市场受众人群一下就翻了几番。
六、内容扩展
非脑机接口的专业研究者，若有不准确的地方欢迎指出，我会及时修正。
推荐书籍《脑机穿越》，原因通俗易懂，从脑机接口的历史开始讲起，并以实验的角度细细道来，有种看着他做实验的感受，作者是该领域大牛，也是巴西世界杯机械战甲的作者。
知乎上可以关注@ShiningObsidian 专门从事脑机接口研究的，有很多关于脑机接口的高质量答案，看了很有收获。@Voluntas Veritas最近的一篇答案质量也相当高。
最后：关于侵入和非侵入哪一种更有商业前景，你有自己的答案了么，欢迎评论区里交流
2016年7月，太空探索技术公司（SpaceX）以及特斯拉汽车公司（Tesla）的创办者伊隆·马斯克（Elon Musk）又创办了一家新的高科技企业——神经联结公司（Neuralink），开发可植入的脑机接口，不过这一消息直到2017年3月才为公众所知。随后两年中，Neuralink几乎从公众的视线中消失，直到2019年中，这家“神秘”的公司才召开了关于脑机接口研究的发布会，并在预印本杂志bioRxiv发表了一篇未经同行评审的论文[1]，引起广泛关注。当时，公司已经募集了约1.58亿美元的资金（其中1亿美元来自马斯克本人），并拥有90名包括神经科学家、神经外科医生、芯片设计师、生物相容性材料学家、脑机接口专家、微制造工程师等各领域专家在内的员工。本文将介绍Neuralink创立的来龙去脉，并谈一谈笔者的看法。
图1 伊隆·马斯克。[2]
创立缘起
马斯克在企业家中堪称奇人。他创立的公司都有一个科幻式的、非常宏大的终极目标，力图解决人类社会延续发展的某个重大问题；同时又有一个可以着手的近期目标，能够解决眼前问题，进行商业运作，为终极目标做技术上和资金上的准备。例如，SpaceX的长远目标是实现人类移民火星或其他星球，而近期目标则是开发可回收火箭技术，重复使用火箭，从事航天商业活动。
Neuralink采取的也是这种模式。Neuralink的创立缘于马斯克对人工智能飞速发展的忧虑。自2014年以来，马斯克在多种场合反复警告过人工智能的危险性，认为人工智能发展的速度太快，未来可能远超人类。
2014年8月：“我们对人工智能需要加倍小心。它有可能比核弹更危险。”
两个月后：“如果要我推测对我们最大的生存威胁是什么，可能就是人工智能。”
2017年7月：“我一直在敲响警钟，但在看到机器人上街杀人之前，人们不知道该如何反应，因为这听起来太缥缈了。”
2018年4月：“[AI是]一个非常重要的主题。它将以我们现在都无法想象的方式影响我们的生活。”
马斯克还认为，美国政府正在输掉控制人工智能的战争。他说：“监管到位的方式是缓慢而线性的，而我们正面临着指数级的威胁。如果你对指数级威胁只有一种线性的反应，那么指数级威胁非常可能赢。这就是问题之所在。”[3]
在马斯克看来，人因为高智能等才成为星球的主宰。一旦人工智能在这方面超过人类，那么它们就会像今日我们对待宠物那样对待我们。但是，要想完全限制人工智能的发展是做不到的，因此他开出的药方是开发可植入脑的脑机接口，在人工智能全面超越人类之前，让二者融合为一体。
终极目标
Neuralink的终极目标是打造出 "全脑接口"（whole-brain interface），使脑中几乎所有的神经元都能够与外界顺畅沟通。这种设备将完全融入脑，以至于在感觉上，全脑接口就是 "身体的一部分" 。这种接口能让脑无线连接到云，从而能和计算机、甚至和其他拥有同样接口的脑连接。这样，脑和外界之间的信息交流就会变得轻而易举，感觉就像是在自己头脑中所进行的思考一样。
创建全脑接口的目的是使人得以 "与人工智能共生"，成为超人。马斯克认为，到了那个时候，“当人死亡时，他已经有了自己的电脑扩展和在线扩展，就像一个在线幽灵”，“你更多存在于‘云’里面，而不是在你的身体里面”——这也就是一些人所说的数字永生。
困难所在
真要对每个脑神经元都建立起“微观层面的电极-神经元接口”，不仅要考虑到脑中庞大的神经元数量（800亿以上），还要考虑当前的技术极限——仅能在脑内安置几百个电极，每个电极一次最多同时测量大约五百个神经元。这样算下来，要想同时测量800亿个神经元是不可能的。所以，能同时记录的神经元数（马斯克称之为“带宽”）就成了全脑接口的瓶颈。
Neuralink计划遇到的第二个困难是如何把电极植入脑内。目前所有无创记录脑活动的技术，要么空间分辨率方面很差，远远达不到记录单个神经元活动的层次，要么时间分辨率极差，不能实时记录变化迅速的脑活动（图2）。不用说单神经元记录，即使是少量神经元记录，目前的技术都需要带有创伤性的开颅手术，而这只有当病人面临生命危险时才可能接受。但是Neuralink的长远目标是人机融合，这就要求健康人也接受开颅手术。如此一来，安全问题就成了一大障碍。另外，颅内植入手术价格昂贵，而且只有技术高超的神经外科专家才能做，故而难于普及。按照马斯克的设想，这种技术应该和激光矫正近视眼一样方便才行。
脑活动记录主要技术的时间分辨率和空间分辨率。丨来源：https://www.researchgate.net/figure/The-various-neural-recording-and-imaging-techniques-comparing-their-temporal-and-spatial_fig2_322549090 by Faheem Ershad
即使克服了上述两大瓶颈，Neuralink也还面临着其他严重阻碍：脑机之间的交流应该是无线的；植入物需要具有良好的生物相容性，不引起排异反应，而且能在脑内环境长期使用；如何在有限的颅内空间安置大量电极；如何实时处理海量数据并由此获取有用信息。[4]
近期目标
按照马斯克创办公司的一贯策略，Neuralink的近期目标定位于开发医用可植入的脑机接口，既可以在当前取得实际应用，又能为长期目标做技术准备和筹措资金。
这类装置可以应用在癫痫患者，癫痫发作前给出预警，提醒病人及时服药。或者帮助四肢瘫痪的病人利用脑信号控制机器手或计算机屏幕光标。Neuralink计划在2023年左右将这样的设备推向市场。
马斯克的时间表
2020年底前：把脑机接口植入人脑，首先用在四肢瘫痪的病人身上。
8-10年内：有可能把脑机接口设备植入正常人脑中，虽然这在 "很大程度上取决于监管部门的批准时间，以及我们的设备在残疾人身上的工作情况"。
10年内：希望能在健康人之间实现“传心”（telepathy），即都植有脑机接口的两个人可以用脑信号直接沟通。
25年内：有望开发出全脑接口，即一个人所有的神经元都将能和人工智能的载体联结在一起，并把人工智能当做自己脑力活动的扩展。另外，拥有全脑接口的健康人的脑可构成了彼此可以直接交流的巨脑，这样的巨脑会产生出怎样的新现象，我们现在还无法想象。
已有成就
马斯克和Neuralink在2019年8月初发表的论文中，介绍了他们迄今为止所取得的三大主要成就：[1]
01
柔性的多"丝"电极阵列
这种丝非常细而柔软，宽度大概只有4-6μm，内含金电极覆以多聚体绝缘层， 每个电极都在丝外伸出一小片以接收信号，这些小片沿丝排列成一串。与目前脑机接口通常所用的电极相比，这种电极非常柔软，能随脑的微小活动而活动，因此对脑造成的损伤较小。同时，与目前一般所用的多电极阵列中的电极数相比，多"丝"电极阵列的电极数提高了一个数量级，每个阵列的96股丝中多达3072个电极。
（a）
（b）
图2 电极“丝”。每个丝中包括32根电极。（a）电极丝外观，电极伸出丝外的小片排成一列，小片中心距离为50 μm。（b）放大后的电极丝。[1]
02
植入电极的手术机器人
电极丝既细又柔软，而且数量众多，需要在短时间内准确植入脑内，要靠手工植入显然是不可能的。马斯克的团队开发了一种像是把显微镜和缝纫机结合在一起的神经外科手术机器人。该机器人具有自动植入模式，每分钟最多可以植入6根丝（192个电极）。每股丝都能以微米级的精度单独植入脑中，并得以避开表面血管，瞄准特定的脑区。
虽然整个植入过程可以自动进行，但外科医生依然保留了完全的控制权，如果需要，可以在每次植入皮层之前对电极丝的位置进行手动微调。利用该系统，团队在19次手术中取得了87.1±12.6％（平均值±s.d.）的植入成功率。
图3 Neuralink开发的手术机器人。[1]
图4 脑内植入电极丝后的照片。[1]
03
可植入脑机接口的芯片
Neuralink的第三项成就是开发出一种可植入脑机接口的芯片。电极阵列被封装在一个小型的可植入设备中，其中有一块低功耗的定制芯片，可对3072个电极上记录到的信号进行放大和数字化。整个3072个通道封装后只占用不到（23×18.5×2）mm3的体积。一根USB-C电缆就能传送所有通道同时记录到的数据。
（a）
（b）
图5 Neuralink可植入脑机接口的芯片。（a）芯片外观和大小；（b）芯片结构。A.单个神经处理应用专用集成电路（application specific integrated circuit , ASIC），它由以下部分组成：256个独立可编程放大器、片上模数转换器（ADC）以及用于串行化数字化输出的外围控制电路，能够处理256个通道的数据。这种特殊封装的器件包含12个这样的芯片，总共有3,072个通道。B.在聚对苯二甲酸乙二醇基底上的聚合体电极丝。C. 钛合金外壳（盖子已拆）。D. 用于供电和数据传输的数字USB-C连接器。[1]
马斯克团队已把这套系统安装到大鼠脑中，读取3072个电极的信息，这比目前在人脑中埋置的脑机接口至少要高出一个数量级。后来他们又将类似系统应用到猴子上，实现了猴脑控制计算机。
图6 长期植入大鼠体内的脑机接口装置。[1]
下一个目标
目前已开发成功的原型机传输脑信号时，只能使用安置在动物头上的USB接口，相当不便。因此，下一步目标就是实现无线传输。
Neuralink把拟议中的无线传感器称为“N1传感器”。他们打算植入4个N1传感器，其中3个在运动区，1个在体感区，这样不仅能用脑信号控制外设备，而且还能接受感觉反馈，实现脑与外部设备之间的双向通信。传感器将与安装在耳后的外部设备实现无线连接，可通过手机应用程序进行控制。
公司认为这样能够较快地帮助人类解决一系列医疗问题，并希望在2020年底之前在5名瘫痪患者身上进行测试，观察该技术能否帮助患者用大脑移动鼠标光标并打字。新冠疫情当前，公司向美国食品与药物管理局（FDA, U.S. Food and Drug Administration）申请的许可能否获批尚不得而知。
目前在安置这套系统时，外科医生必须在头骨上钻洞才能植入线头，会给病人带来不适。公司希望将来能使用激光束在头骨上打出一系列微小的孔洞，并能像目前的激光治疗近视手术那样自动、无痛和便捷。
图7 拟议中植入人体的无线脑机接口示意图。[2]
科学界的质疑
尽管Neuralink的已有成就令人印象深刻，但许多科学家对其提出的终极目标深表怀疑。2019年7月，播客《裁决》（Verdict）上发表的一篇文章[5]对马斯克的宏愿提出质疑。文中，人工智能和机器人学名誉教授夏基（Noel Sharkey）认为，马斯克为了跟上人工智能的步伐而对脑横加干涉是可笑的，没有任何研究或证据能支持马斯克所谓的“人工智能将崛起并杀死我们”的观点，AI只是一种工具，决定如何使用它的是人。
新南威尔士大学人工智能和数据教授托比·沃尔什（Toby Walsh）认为，人类需要与人工智能融合来获得拯救的观点值得怀疑，我们无法跟计算机比速度和记忆力，但我们拥有的情商和社交能力、创造力和适应能力，就是人类能够一直领先于机器的地方。他还表示，马斯克以不能按时实现承诺而闻名，针对健康人的神经联结或许要等到几十年以后。
2020年5月13日，Facebook人工智能部门负责人、卡耐基梅隆大学计算机科学家佩森蒂（Jerome Pesenti）发布推文，批评马斯克在人工智能方面不知所云，并认为现在还根本不存在人工通用智能这样的事物，人工智能的发展离人类的智能还差得很远。
显然，对马斯克人机融合的思想，人们的看法还存在很大的分歧。究竟孰是孰非，还有待检验。
笔者点评
就SpaceX和Tesla的情况来看，马斯克在创办公司时把近期目标和长远目标结合起来的做法是有启发性和有希望的。
在笔者看来，Neuralink的近期目标也有望为残疾人带来福音，尽管在时间表上未必能如马斯克所设想的那样乐观。但其远期目标从原则上和实际可行性上来说都颇成问题，非常可能成为空中楼阁。
SpaceX和Tesla的远期目标虽然宏大，但基本上是纯粹工程技术性的，都有坚实的理论基础作为后盾。相比之下，Neuralink的远期目标是“建立全脑接口和脑机融合”——而我们对人脑的认识还非常肤浅，至今都还没有任何有关脑功能机制的理论框架，可预见的未来也难以发现。因此，Neuralink的远期目标并非是纯粹的工程技术问题，也牵涉到科学问题。而科学上的关键问题往往难以完全凭借大量的人力、物力投入就能按计划实现，有时也要靠机遇和运气，靠天才的灵光一闪。
Neuralink远期目标的问题究竟在哪里？
首先，脑中有860亿个神经元，要想同时测量如此巨量神经元的活动，目前看来还没有实现的可能。
退而求其次，Neuralink 团队把长远目标定为同时记录一百万个神经元（笔者不知道这个数字是怎么估计出来的，就其抽样比例来说，相当于称如果对8万个人作调查，就掌握了全世界人的情况，这个预设令人怀疑。）虽然“史蒂文森定律”表明，迄今为止我们能够同时记录的神经元数量似乎每过7.4年就会翻一倍。[4]但这是一条经验定律，是否能永远灵验大成问题，即使一直保持这个速度，也要到本世纪末才能达到一百万的数目，到 2225 年才能记录大脑中每一个神经元。不过，任何按指数规律增长的过程，到了某个时候必然因其他因素的制约而显著放缓，甚至变平坦。
此外，由于颅内容积有限，即使是用比电极丝更细的电极，要在颅内植入860亿根电极也是不可能的。当然全脑接口的支持者也可以争辩说，将来也可能发展出完全不同的新型电极，例如利用2011年左右发展起来的神经尘（neural dust）技术，神经尘是一种一百微米大小的硅传感器，可以撒进大脑皮层，利用附近软脑膜上方一个三毫米大小的设备通过超声波与神经尘进行沟通。但是神经尘本身已经和大的神经元体积相当，所以要在脑中撒进等量的神经尘依旧不大可能。也有人提出可以采用光遗传学或者使用碳纳米管之类的新方法，但到目前为止都还只是一些设想。
即使实现了同时记录所有神经元的电活动，如何处理这样超海量的数据也是个大问题，并且光记录神经元的电信号也未必能反映脑的全貌。因为脑本质上是一种电-化学机器，除了电活动之外，像神经递质、神经调质之类的化学物质在脑活动中也极其重要，而全脑接口完全没有考虑这些因素。另一个被忽略的因素是，脑中比神经元数更多的神经胶质细胞的作用尚不明确。关于这些问题以及所谓的“心智上传”和“数字永生”都只是一种迷思，笔者在和卡尔·施拉根霍夫博士的讨论中对此已有详细的分析[6]，此处不再赘述。
全脑接口的支持者争辩说：“未来总会有一些过去的人难以相信的普适技术出现……人总是低估人类的群体力量。”此话虽有一定道理，但我们不能把可能性绝对化成必然性。尽管人的群体智慧无与伦比，技术的发展也常常出乎一般人的预料，但是这并不等于说无论什么样的设想一定都能实现，特别是在有限的时间内实现。
笔者观察到一个有趣的现象，那就是在关于揭开脑的奥秘方面，神经科学家往往非常谨慎，而技术专家则往往心雄万夫、气冲斗牛。这可能是技术专家对脑不够了解的缘故，“无知者无畏”。其实，马斯克本人也说过：“没有对技术的充分理解，我认为很难做出正确的决策。”[4]他也承认自己是团队中对神经科学了解最少的人，那么由他来对整个项目作出决策是否正确呢？
在Neuralink创办之初，知名科技博客Wait But Why的博主厄本（Tim Urban）受马斯克的邀请，到该公司做过长时间的访问，并与其创始团队的大部分人进行了深入交谈。据此经历，厄本撰写了一篇长文。[4]
他在博文中说道：“AI 会自行运行，因为与人的对话太慢了。通信的速度越快，你与 AI 的结合度就越高——通信的速度越慢，结合度就越低。我们与 AI 的结合越差——AI 越独立——它背叛我们的可能性就越高。如果 AI 完全独立，并且拥有远远高于我们的智能，你如何保证它们的最优化功能不会与人类的利益相背？……如果我们实现了与 AI 紧密共生，AI 就不会独立出来——它会成为你，并且与你大脑皮层的关系会类似于大脑皮层和边缘系统的关系。”“为了最小化来自 AI 的生存威胁，他（马斯克）的策略本质上是让 AI 力量变得‘民有、民治、民享’。”
And since Elon sees AI as the ultimate power, he sees AI development as the ultimate “play it safe” situation. Which is why his strategy for minimizing existential AI risk seems to essentially be that AI power needs to be of the people, by the people, for the people.
以上也许总结了马斯克创办Neuralink的核心思想，不过在笔者看来，这些话本身并不成立。首先，人工智能并不是一个主体，它并没有主观性或自我观，既没有意识，更没有意志。而这些到目前为止，这些特质都还只是脑所独有。然而，脑为什么会具有这些特质，科学家现在还毫无所知，更谈不上让人造物具备这些特质。所以在可预见的未来，人工智能只能是一种工具，其为善或为恶都只取决于使用它的人。笔者同意一些人工智能专家的观点，根本不应该发展有自我意识的人工智能，何况根本还谈不上存在发展的可能性。
退一万步讲，即使人工智能有了自我和意志，马斯克开的药方也解决不了问题。他一厢情愿地认为，只要人和人工智能融合起来，人工智能再强大也是人的一部分，受到人的控制。实际上，如果两者联合，一强一弱，极有可能是强者占主导地位。马斯克既然担心人工智能超过人类，那么两者融合的结果未必不能是人工智能成为联合体的灵魂，人则成了傀儡，成了人工智能的工具。其他没有和人工智能融合的人，则沦为这种联合体的奴隶或宠物，这种命运与成为人的奴隶并没有多大区别。至于马斯克说到，只要让所有人都和人工智能融合就可以就可以避免这种危险，也纯粹是痴人说梦。同一时间实现所有人的人工智能融合是不可能的。考虑到一开始时植入全脑接口必定价格昂贵，必定是少数像马斯克这样的富人才能负担，这样催生出的优势集团将有能力统治芸芸众生，这种前景和马斯克所恐惧的人工智能专制同样可怕。
笔者认为，在可预见的将来并不存在马斯克所描述的危险，他开的药方对一般人也不解决任何问题。至于在这个问题上，马斯克究竟是拯救人类的先知，还是又一个危言耸听的炼金术士，请读者自己判断吧！
参考文献
[1] Elon Musk & Neuralink (2019) An integrated brain-machine interface platform with thousands of channels. bioRxiv 2019年8月2日
doi: https://doi.org/10.1101/703801
[2] Matthew Griffin (2019) Elon Musk unveils Neuralink’s brain implants that will help humans merge with AI. Fanatical Futurist（25/07/2019）
[3] Jonathan Chadwick (2020) The terrifying 'Neuralink' machine that Elon Musk will use to turn humans into cyborgs by putting a chip in their BRAIN gets an 'awesome' upgrade, the tech billionaire claims. Daily Mail 07/02/2020
[4] Tim Urban (2017) Neuralink and the Brain’s Magical Future. Wait But Why 2017年4月20日https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.html
（本文有中译文发表在公众号《神经现实》的2017-06-02号上）
[5] Robert Scamme（2019）Neuralink: Do we really need to merge our brains with AI? Verdict 19/07/19https://www.verdict.co.uk/neuralink-merge-brains-ai/
[6] 顾凡及、卡尔·施拉根霍夫著，顾凡及译（2019）脑与人工智能：一位德国工程师与一位中国科学家之间的对话。上海教育出版社。
这一书系包括下列三本书：
（1） 顾凡及，施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）著，顾凡及译 （2019）《脑研究的新大陆：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》，上海教育出版社
（2） 顾凡及，施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）著，顾凡及译 （2019）《意识之谜与心智上传的迷思：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》，上海教育出版社。
（3） 顾凡及，施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）著，顾凡及译 （2019）《人工智能的第三个春天：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》，上海教育出版社。
2016年7月，太空探索技术公司（SpaceX）以及特斯拉汽车公司（Tesla）的创办者伊隆·马斯克（Elon Musk）又创办了一家新的高科技企业——神经联结公司（Neuralink），开发可植入的脑机接口，不过这一消息直到2017年3月才为公众所知。随后两年中，Neuralink几乎从公众的视线中消失，直到2019年中，这家“神秘”的公司才召开了关于脑机接口研究的发布会，并在预印本杂志bioRxiv发表了一篇未经同行评审的论文[1]，引起广泛关注。当时，公司已经募集了约1.58亿美元的资金（其中1亿美元来自马斯克本人），并拥有90名包括神经科学家、神经外科医生、芯片设计师、生物相容性材料学家、脑机接口专家、微制造工程师等各领域专家在内的员工。本文将介绍Neuralink创立的来龙去脉，并谈一谈笔者的看法。
图1 伊隆·马斯克。[2]
创立缘起
马斯克在企业家中堪称奇人。他创立的公司都有一个科幻式的、非常宏大的终极目标，力图解决人类社会延续发展的某个重大问题；同时又有一个可以着手的近期目标，能够解决眼前问题，进行商业运作，为终极目标做技术上和资金上的准备。例如，SpaceX的长远目标是实现人类移民火星或其他星球，而近期目标则是开发可回收火箭技术，重复使用火箭，从事航天商业活动。
Neuralink采取的也是这种模式。Neuralink的创立缘于马斯克对人工智能飞速发展的忧虑。自2014年以来，马斯克在多种场合反复警告过人工智能的危险性，认为人工智能发展的速度太快，未来可能远超人类。
2014年8月：“我们对人工智能需要加倍小心。它有可能比核弹更危险。”
两个月后：“如果要我推测对我们最大的生存威胁是什么，可能就是人工智能。”
2017年7月：“我一直在敲响警钟，但在看到机器人上街杀人之前，人们不知道该如何反应，因为这听起来太缥缈了。”
2018年4月：“[AI是]一个非常重要的主题。它将以我们现在都无法想象的方式影响我们的生活。”
马斯克还认为，美国政府正在输掉控制人工智能的战争。他说：“监管到位的方式是缓慢而线性的，而我们正面临着指数级的威胁。如果你对指数级威胁只有一种线性的反应，那么指数级威胁非常可能赢。这就是问题之所在。”[3]
在马斯克看来，人因为高智能等才成为星球的主宰。一旦人工智能在这方面超过人类，那么它们就会像今日我们对待宠物那样对待我们。但是，要想完全限制人工智能的发展是做不到的，因此他开出的药方是开发可植入脑的脑机接口，在人工智能全面超越人类之前，让二者融合为一体。
终极目标
Neuralink的终极目标是打造出 "全脑接口"（whole-brain interface），使脑中几乎所有的神经元都能够与外界顺畅沟通。这种设备将完全融入脑，以至于在感觉上，全脑接口就是 "身体的一部分" 。这种接口能让脑无线连接到云，从而能和计算机、甚至和其他拥有同样接口的脑连接。这样，脑和外界之间的信息交流就会变得轻而易举，感觉就像是在自己头脑中所进行的思考一样。
创建全脑接口的目的是使人得以 "与人工智能共生"，成为超人。马斯克认为，到了那个时候，“当人死亡时，他已经有了自己的电脑扩展和在线扩展，就像一个在线幽灵”，“你更多存在于‘云’里面，而不是在你的身体里面”——这也就是一些人所说的数字永生。
困难所在
真要对每个脑神经元都建立起“微观层面的电极-神经元接口”，不仅要考虑到脑中庞大的神经元数量（800亿以上），还要考虑当前的技术极限——仅能在脑内安置几百个电极，每个电极一次最多同时测量大约五百个神经元。这样算下来，要想同时测量800亿个神经元是不可能的。所以，能同时记录的神经元数（马斯克称之为“带宽”）就成了全脑接口的瓶颈。
Neuralink计划遇到的第二个困难是如何把电极植入脑内。目前所有无创记录脑活动的技术，要么空间分辨率方面很差，远远达不到记录单个神经元活动的层次，要么时间分辨率极差，不能实时记录变化迅速的脑活动（图2）。不用说单神经元记录，即使是少量神经元记录，目前的技术都需要带有创伤性的开颅手术，而这只有当病人面临生命危险时才可能接受。但是Neuralink的长远目标是人机融合，这就要求健康人也接受开颅手术。如此一来，安全问题就成了一大障碍。另外，颅内植入手术价格昂贵，而且只有技术高超的神经外科专家才能做，故而难于普及。按照马斯克的设想，这种技术应该和激光矫正近视眼一样方便才行。
脑活动记录主要技术的时间分辨率和空间分辨率。丨来源：https://www.researchgate.net/figure/The-various-neural-recording-and-imaging-techniques-comparing-their-temporal-and-spatial_fig2_322549090 by Faheem Ershad
即使克服了上述两大瓶颈，Neuralink也还面临着其他严重阻碍：脑机之间的交流应该是无线的；植入物需要具有良好的生物相容性，不引起排异反应，而且能在脑内环境长期使用；如何在有限的颅内空间安置大量电极；如何实时处理海量数据并由此获取有用信息。[4]
近期目标
按照马斯克创办公司的一贯策略，Neuralink的近期目标定位于开发医用可植入的脑机接口，既可以在当前取得实际应用，又能为长期目标做技术准备和筹措资金。
这类装置可以应用在癫痫患者，癫痫发作前给出预警，提醒病人及时服药。或者帮助四肢瘫痪的病人利用脑信号控制机器手或计算机屏幕光标。Neuralink计划在2023年左右将这样的设备推向市场。
马斯克的时间表
2020年底前：把脑机接口植入人脑，首先用在四肢瘫痪的病人身上。
8-10年内：有可能把脑机接口设备植入正常人脑中，虽然这在 "很大程度上取决于监管部门的批准时间，以及我们的设备在残疾人身上的工作情况"。
10年内：希望能在健康人之间实现“传心”（telepathy），即都植有脑机接口的两个人可以用脑信号直接沟通。
25年内：有望开发出全脑接口，即一个人所有的神经元都将能和人工智能的载体联结在一起，并把人工智能当做自己脑力活动的扩展。另外，拥有全脑接口的健康人的脑可构成了彼此可以直接交流的巨脑，这样的巨脑会产生出怎样的新现象，我们现在还无法想象。
已有成就
马斯克和Neuralink在2019年8月初发表的论文中，介绍了他们迄今为止所取得的三大主要成就：[1]
01
柔性的多"丝"电极阵列
这种丝非常细而柔软，宽度大概只有4-6μm，内含金电极覆以多聚体绝缘层， 每个电极都在丝外伸出一小片以接收信号，这些小片沿丝排列成一串。与目前脑机接口通常所用的电极相比，这种电极非常柔软，能随脑的微小活动而活动，因此对脑造成的损伤较小。同时，与目前一般所用的多电极阵列中的电极数相比，多"丝"电极阵列的电极数提高了一个数量级，每个阵列的96股丝中多达3072个电极。
（a）
（b）
图2 电极“丝”。每个丝中包括32根电极。（a）电极丝外观，电极伸出丝外的小片排成一列，小片中心距离为50 μm。（b）放大后的电极丝。[1]
02
植入电极的手术机器人
电极丝既细又柔软，而且数量众多，需要在短时间内准确植入脑内，要靠手工植入显然是不可能的。马斯克的团队开发了一种像是把显微镜和缝纫机结合在一起的神经外科手术机器人。该机器人具有自动植入模式，每分钟最多可以植入6根丝（192个电极）。每股丝都能以微米级的精度单独植入脑中，并得以避开表面血管，瞄准特定的脑区。
虽然整个植入过程可以自动进行，但外科医生依然保留了完全的控制权，如果需要，可以在每次植入皮层之前对电极丝的位置进行手动微调。利用该系统，团队在19次手术中取得了87.1±12.6％（平均值±s.d.）的植入成功率。
图3 Neuralink开发的手术机器人。[1]
图4 脑内植入电极丝后的照片。[1]
03
可植入脑机接口的芯片
Neuralink的第三项成就是开发出一种可植入脑机接口的芯片。电极阵列被封装在一个小型的可植入设备中，其中有一块低功耗的定制芯片，可对3072个电极上记录到的信号进行放大和数字化。整个3072个通道封装后只占用不到（23×18.5×2）mm3的体积。一根USB-C电缆就能传送所有通道同时记录到的数据。
（a）
（b）
图5 Neuralink可植入脑机接口的芯片。（a）芯片外观和大小；（b）芯片结构。A.单个神经处理应用专用集成电路（application specific integrated circuit , ASIC），它由以下部分组成：256个独立可编程放大器、片上模数转换器（ADC）以及用于串行化数字化输出的外围控制电路，能够处理256个通道的数据。这种特殊封装的器件包含12个这样的芯片，总共有3,072个通道。B.在聚对苯二甲酸乙二醇基底上的聚合体电极丝。C. 钛合金外壳（盖子已拆）。D. 用于供电和数据传输的数字USB-C连接器。[1]
马斯克团队已把这套系统安装到大鼠脑中，读取3072个电极的信息，这比目前在人脑中埋置的脑机接口至少要高出一个数量级。后来他们又将类似系统应用到猴子上，实现了猴脑控制计算机。
图6 长期植入大鼠体内的脑机接口装置。[1]
下一个目标
目前已开发成功的原型机传输脑信号时，只能使用安置在动物头上的USB接口，相当不便。因此，下一步目标就是实现无线传输。
Neuralink把拟议中的无线传感器称为“N1传感器”。他们打算植入4个N1传感器，其中3个在运动区，1个在体感区，这样不仅能用脑信号控制外设备，而且还能接受感觉反馈，实现脑与外部设备之间的双向通信。传感器将与安装在耳后的外部设备实现无线连接，可通过手机应用程序进行控制。
公司认为这样能够较快地帮助人类解决一系列医疗问题，并希望在2020年底之前在5名瘫痪患者身上进行测试，观察该技术能否帮助患者用大脑移动鼠标光标并打字。新冠疫情当前，公司向美国食品与药物管理局（FDA, U.S. Food and Drug Administration）申请的许可能否获批尚不得而知。
目前在安置这套系统时，外科医生必须在头骨上钻洞才能植入线头，会给病人带来不适。公司希望将来能使用激光束在头骨上打出一系列微小的孔洞，并能像目前的激光治疗近视手术那样自动、无痛和便捷。
图7 拟议中植入人体的无线脑机接口示意图。[2]
科学界的质疑
尽管Neuralink的已有成就令人印象深刻，但许多科学家对其提出的终极目标深表怀疑。2019年7月，播客《裁决》（Verdict）上发表的一篇文章[5]对马斯克的宏愿提出质疑。文中，人工智能和机器人学名誉教授夏基（Noel Sharkey）认为，马斯克为了跟上人工智能的步伐而对脑横加干涉是可笑的，没有任何研究或证据能支持马斯克所谓的“人工智能将崛起并杀死我们”的观点，AI只是一种工具，决定如何使用它的是人。
新南威尔士大学人工智能和数据教授托比·沃尔什（Toby Walsh）认为，人类需要与人工智能融合来获得拯救的观点值得怀疑，我们无法跟计算机比速度和记忆力，但我们拥有的情商和社交能力、创造力和适应能力，就是人类能够一直领先于机器的地方。他还表示，马斯克以不能按时实现承诺而闻名，针对健康人的神经联结或许要等到几十年以后。
2020年5月13日，Facebook人工智能部门负责人、卡耐基梅隆大学计算机科学家佩森蒂（Jerome Pesenti）发布推文，批评马斯克在人工智能方面不知所云，并认为现在还根本不存在人工通用智能这样的事物，人工智能的发展离人类的智能还差得很远。
显然，对马斯克人机融合的思想，人们的看法还存在很大的分歧。究竟孰是孰非，还有待检验。
笔者点评
就SpaceX和Tesla的情况来看，马斯克在创办公司时把近期目标和长远目标结合起来的做法是有启发性和有希望的。
在笔者看来，Neuralink的近期目标也有望为残疾人带来福音，尽管在时间表上未必能如马斯克所设想的那样乐观。但其远期目标从原则上和实际可行性上来说都颇成问题，非常可能成为空中楼阁。
SpaceX和Tesla的远期目标虽然宏大，但基本上是纯粹工程技术性的，都有坚实的理论基础作为后盾。相比之下，Neuralink的远期目标是“建立全脑接口和脑机融合”——而我们对人脑的认识还非常肤浅，至今都还没有任何有关脑功能机制的理论框架，可预见的未来也难以发现。因此，Neuralink的远期目标并非是纯粹的工程技术问题，也牵涉到科学问题。而科学上的关键问题往往难以完全凭借大量的人力、物力投入就能按计划实现，有时也要靠机遇和运气，靠天才的灵光一闪。
Neuralink远期目标的问题究竟在哪里？
首先，脑中有860亿个神经元，要想同时测量如此巨量神经元的活动，目前看来还没有实现的可能。
退而求其次，Neuralink 团队把长远目标定为同时记录一百万个神经元（笔者不知道这个数字是怎么估计出来的，就其抽样比例来说，相当于称如果对8万个人作调查，就掌握了全世界人的情况，这个预设令人怀疑。）虽然“史蒂文森定律”表明，迄今为止我们能够同时记录的神经元数量似乎每过7.4年就会翻一倍。[4]但这是一条经验定律，是否能永远灵验大成问题，即使一直保持这个速度，也要到本世纪末才能达到一百万的数目，到 2225 年才能记录大脑中每一个神经元。不过，任何按指数规律增长的过程，到了某个时候必然因其他因素的制约而显著放缓，甚至变平坦。
此外，由于颅内容积有限，即使是用比电极丝更细的电极，要在颅内植入860亿根电极也是不可能的。当然全脑接口的支持者也可以争辩说，将来也可能发展出完全不同的新型电极，例如利用2011年左右发展起来的神经尘（neural dust）技术，神经尘是一种一百微米大小的硅传感器，可以撒进大脑皮层，利用附近软脑膜上方一个三毫米大小的设备通过超声波与神经尘进行沟通。但是神经尘本身已经和大的神经元体积相当，所以要在脑中撒进等量的神经尘依旧不大可能。也有人提出可以采用光遗传学或者使用碳纳米管之类的新方法，但到目前为止都还只是一些设想。
即使实现了同时记录所有神经元的电活动，如何处理这样超海量的数据也是个大问题，并且光记录神经元的电信号也未必能反映脑的全貌。因为脑本质上是一种电-化学机器，除了电活动之外，像神经递质、神经调质之类的化学物质在脑活动中也极其重要，而全脑接口完全没有考虑这些因素。另一个被忽略的因素是，脑中比神经元数更多的神经胶质细胞的作用尚不明确。关于这些问题以及所谓的“心智上传”和“数字永生”都只是一种迷思，笔者在和卡尔·施拉根霍夫博士的讨论中对此已有详细的分析[6]，此处不再赘述。
全脑接口的支持者争辩说：“未来总会有一些过去的人难以相信的普适技术出现……人总是低估人类的群体力量。”此话虽有一定道理，但我们不能把可能性绝对化成必然性。尽管人的群体智慧无与伦比，技术的发展也常常出乎一般人的预料，但是这并不等于说无论什么样的设想一定都能实现，特别是在有限的时间内实现。
笔者观察到一个有趣的现象，那就是在关于揭开脑的奥秘方面，神经科学家往往非常谨慎，而技术专家则往往心雄万夫、气冲斗牛。这可能是技术专家对脑不够了解的缘故，“无知者无畏”。其实，马斯克本人也说过：“没有对技术的充分理解，我认为很难做出正确的决策。”[4]他也承认自己是团队中对神经科学了解最少的人，那么由他来对整个项目作出决策是否正确呢？
在Neuralink创办之初，知名科技博客Wait But Why的博主厄本（Tim Urban）受马斯克的邀请，到该公司做过长时间的访问，并与其创始团队的大部分人进行了深入交谈。据此经历，厄本撰写了一篇长文。[4]
他在博文中说道：“AI 会自行运行，因为与人的对话太慢了。通信的速度越快，你与 AI 的结合度就越高——通信的速度越慢，结合度就越低。我们与 AI 的结合越差——AI 越独立——它背叛我们的可能性就越高。如果 AI 完全独立，并且拥有远远高于我们的智能，你如何保证它们的最优化功能不会与人类的利益相背？……如果我们实现了与 AI 紧密共生，AI 就不会独立出来——它会成为你，并且与你大脑皮层的关系会类似于大脑皮层和边缘系统的关系。”“为了最小化来自 AI 的生存威胁，他（马斯克）的策略本质上是让 AI 力量变得‘民有、民治、民享’。”
And since Elon sees AI as the ultimate power, he sees AI development as the ultimate “play it safe” situation. Which is why his strategy for minimizing existential AI risk seems to essentially be that AI power needs to be of the people, by the people, for the people.
以上也许总结了马斯克创办Neuralink的核心思想，不过在笔者看来，这些话本身并不成立。首先，人工智能并不是一个主体，它并没有主观性或自我观，既没有意识，更没有意志。而这些到目前为止，这些特质都还只是脑所独有。然而，脑为什么会具有这些特质，科学家现在还毫无所知，更谈不上让人造物具备这些特质。所以在可预见的未来，人工智能只能是一种工具，其为善或为恶都只取决于使用它的人。笔者同意一些人工智能专家的观点，根本不应该发展有自我意识的人工智能，何况根本还谈不上存在发展的可能性。
退一万步讲，即使人工智能有了自我和意志，马斯克开的药方也解决不了问题。他一厢情愿地认为，只要人和人工智能融合起来，人工智能再强大也是人的一部分，受到人的控制。实际上，如果两者联合，一强一弱，极有可能是强者占主导地位。马斯克既然担心人工智能超过人类，那么两者融合的结果未必不能是人工智能成为联合体的灵魂，人则成了傀儡，成了人工智能的工具。其他没有和人工智能融合的人，则沦为这种联合体的奴隶或宠物，这种命运与成为人的奴隶并没有多大区别。至于马斯克说到，只要让所有人都和人工智能融合就可以就可以避免这种危险，也纯粹是痴人说梦。同一时间实现所有人的人工智能融合是不可能的。考虑到一开始时植入全脑接口必定价格昂贵，必定是少数像马斯克这样的富人才能负担，这样催生出的优势集团将有能力统治芸芸众生，这种前景和马斯克所恐惧的人工智能专制同样可怕。
笔者认为，在可预见的将来并不存在马斯克所描述的危险，他开的药方对一般人也不解决任何问题。至于在这个问题上，马斯克究竟是拯救人类的先知，还是又一个危言耸听的炼金术士，请读者自己判断吧！
参考文献
[1] Elon Musk & Neuralink (2019) An integrated brain-machine interface platform with thousands of channels. bioRxiv 2019年8月2日
doi: https://doi.org/10.1101/703801
[2] Matthew Griffin (2019) Elon Musk unveils Neuralink’s brain implants that will help humans merge with AI. Fanatical Futurist（25/07/2019）
[3] Jonathan Chadwick (2020) The terrifying 'Neuralink' machine that Elon Musk will use to turn humans into cyborgs by putting a chip in their BRAIN gets an 'awesome' upgrade, the tech billionaire claims. Daily Mail 07/02/2020
[4] Tim Urban (2017) Neuralink and the Brain’s Magical Future. Wait But Why 2017年4月20日https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.html
（本文有中译文发表在公众号《神经现实》的2017-06-02号上）
[5] Robert Scamme（2019）Neuralink: Do we really need to merge our brains with AI? Verdict 19/07/19https://www.verdict.co.uk/neuralink-merge-brains-ai/
[6] 顾凡及、卡尔·施拉根霍夫著，顾凡及译（2019）脑与人工智能：一位德国工程师与一位中国科学家之间的对话。上海教育出版社。
这一书系包括下列三本书：
（1） 顾凡及，施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）著，顾凡及译 （2019）《脑研究的新大陆：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》，上海教育出版社
（2） 顾凡及，施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）著，顾凡及译 （2019）《意识之谜与心智上传的迷思：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》，上海教育出版社。
（3） 顾凡及，施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）著，顾凡及译 （2019）《人工智能的第三个春天：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》，上海教育出版社。
作者：Voluntas Veritas
链接：https://www.zhihu.com/question/57713553/answer/154016373
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
神经科学伦理课领过相关话题的讨论，现在做系统神经科学，思路和技术就是广义上的脑机接口。先从新公司、进展及伦理的角度写点自己粗浅的看法，欢迎留言讨论，周末（或这两天有空的话）根据反馈再更新。
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v5 加入脑机接口Slack兴趣组邀请
v4 1中加入Musk、投资的角度，耶鲁医学院的类似项目；3中增加癫痫病人中的脑机接口，风险-收益的思路；文末加入选择题；2中列举脑作为“心灵的窗户”的功能，加入学术界、军方、业界的比较
v3 文末加入讨论课收尾用的The Matrix图
v2 重新划分三个板块；加上引文；开头列出三个版块。3/28
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1 公司
Neuralink公司的信息网上公开的不多，题中引文称其去年七月已成立(founded as a medical research company in California last July)，专注制造可植入人脑的芯片(centered on creating devices that can be implanted in the human brain)，以增强记忆、推动人脑和计算设备的直接连接(improve memory or allow for more direct interfacing with computing devices)。类似的公司有Kernel(2016年的Startup)。对投资人来说，Musk（伊隆·马斯克（Elon Musk）是谁？）这位跨越支付、新能源、汽车、航天等多个行业，支持过Paypal、Tesla、SpaceX等公司的风云人物进军脑机接口，可理解为对行业前景尤其是“钱景”的乐观态度。
脑机接口指“脑与设备的直接连接”，分脑-机单向（机器检测脑活动信号）、机-脑单向（机器控制脑活动）或双向。如果要增强记忆，至少包括机器控制脑活动；而读取脑活动相对容易实现，推测Musk要做的可能是可记录并调控脑活动的双向脑机接口芯片，比较接近耶鲁医学院的潜在合作者Hitten P. Zaveri, PhD展示过的在癫痫病人脑内植入的无线记录和刺激脑活动的芯片。
2 进展
关于脑机接口的研究进展，可参考脑机接口的研究进展到什么程度了？ - 知乎。
脑机接口作为一项技术，时空分辨率、信噪比、植入手术的操作、信号处理等技术细节问题，都可通过技术开发不断优化。目前距离对神经系统的深刻理解还有距离（见分析文神经科学家能理解微处理器吗？大数据时代神经科学的理论困境 - 知乎专栏或引起神经科学领域广泛讨论的原文[1]），如何更好地观测和操控神经活动，及直接调控神经活动相比通过行为（如学习、感知训练）间接改变脑活动在表型上效果如何，都是神经科学各领域一直以来的关键问题。
如果觉得只是科幻、遥不可及，也可参考美国国防高级研究计划局DARPA和美国国家脑计划BRAIN Initiative的脑机接口相关研究清单(http://www.darpa.mil/program/our-research/darpa-and-the-brain-initiative)，相关科普文（DARPA 颅内芯片研究项目即将启动）也介绍了DARPA脑力提升项目的历史。DARPA曾推动互联网、GPS、语音识别等技术；美国脑计划是全球神经科学发展的主要风向标，初期阶段专注先进技术开发，神经回路的大规模观测和操控、计算方法、针对人脑的研发都是其明确提出的主要方向[2]。
脑调控大量生理活动及感知、决策、学习（概念、关联、规则）、记忆、情绪状态、社交等行为，是真正意义上的“心灵的窗户”，脑机接口和生活密切相关，应用前景广阔，学术界以外的资金进入可以理解。
但这并不单纯是钱的问题（NIH、HHMI等各机构已资助大量脑机接口项目），DARPA的合作者、耶鲁医学院教授Dennis Spencer，形容军方项目拿着流水般的钱攻城拔寨、步步为营；而商业公司不用像高校那样培养未来学术界人才，提供整套科研方法和思维的培训，也不用担心公司项目的组员像研究生那样都希望有自己领导的课题，因而更容易实现效率优先、团队甚至流水作业，个人只负责其精通的部分细节。因此，学术界之外，军方和业界的加入，或许也能引入更多元的思维和管理模式，推动脑机接口技术的优化。
3 伦理
目前侵入性的脑机接口主要用于疾病治疗，如帕金森症和抑郁症中脑深层刺激手术(Deep brain stimulation)的应用，及近期瘫痪领域的突破[3]。和肿瘤等其他疾病一个道理，如果手术会造成损伤，除非别无选择，不会进行侵入性的处理；也有很多研究是对需要进行开颅手术的癫痫病人开展的，耶鲁医学院的几个项目就是在癫痫病人脑内植入的无线记录和刺激脑活动的64通道芯片，DARPA资助的项目对规模通量、信噪比等技术攻关更有雄心，定一个高的目标、集中资源让研发者尽情发挥才智，并不是坏事。
除纠正其他神经缺陷（如各类精神疾病），由于也有在正常水平基础上增强（DARPA的多个项目，体能增强项目向智力的扩张）的可能性，虽然目前因为技术问题，风险和代价较之收益还不足以吸引大量非临床应用，但需指出，有必要对其可能引起的伦理问题提前进行讨论。
Musk剑指增强脑功能，类似SpaceX，更多是富人的游戏；不过SpaceX只是富人自high，而如果认知能力能够以直接付费操控大脑活动的方式增强，在智商、情商至关重要的当代，认知功能的纠正和增强，相比药物和兴奋剂的讨论，可能会引起有关“社会公平”“阶层流动性”的更大争议。
此外，脑作为高级认知行为的控制中枢，是人类情绪、个性、身份(identity)等的物质基础；对于群体中的个体，何为病态或疯癫，何为正常或文明，是否该对个体进行“纠正”或“优化”，是否应该多一份谨慎与敬畏，值得讨论。在技术上的“能否”之外，“是否应该”又是另一层面的问题，而这不是科学技术自身能回答的。
从只能亲身经历、听口述故事，到阅读、观影，乃至更加便捷、刺激的AR/VR，植入芯片或许就是更为直接的下一步。以当时讨论课同样的图作结：如果有一天，现实与虚拟的边界更加模糊，有人邀请你做The Matrix式的“缸中脑”（或进入Westworld中的世界），手术没什么痛苦，只用付费，不用努力就能直接通过脑机接口体验世间百态，那么问题来了：
你会选择Blue Pill，在无知的太平迷梦中欢愉一世，直至被榨干； 还是Red Pill，直面现实的原貌，怀疑一切，在波折与波澜中追寻意义的实现。
B, or R? 欢迎留言回答，期待讨论指正。
有兴趣欢迎加入脑机接口兴趣组Slack！
图片来自电影《黑客帝国》The Matrix：Red pill and blue pill
[1]
Jonas, Eric, and Konrad Paul Kording. "Could a neuroscientist understand a microprocessor?." PLOS Computational Biology 13.1 (2017): e1005268. （之前错引了，谢谢@ Mon1st 提醒）
[2]
Cleared Initiatives for the NIH BRAIN Initiative
Jorgenson, Lyric A., et al. "The BRAIN Initiative: developing technology to catalyse neuroscience discovery." Phil. Trans. R. Soc. B 370.1668 (2015): 20140164.
科学网-从“BAM”到“BRAIN”：美国“脑计划”借鉴 - 鲁白的博文
[3]
Bouton, Chad E., et al. "Restoring cortical control of functional movement in a human with quadriplegia." Nature 533.7602 (2016): 247-250.
Capogrosso, Marco, et al. "A brain–spine interface alleviating gait deficits after spinal cord injury in primates." Nature 539.7628 (2016): 284-288.
美国科技大亨马斯克与Facebook CEO扎克伯格最近都表示，将致力于研发“脑机接口”。这两家科技巨头出于什么原因，又将通过怎样的方式来实现“脑机接口”。现在，小南君从五个维度给你分析分析，看看究竟谁更牛，更靠谱。
动机： 对抗超级AI VS 交流更容易
马斯克认为超级AI必将实现，人类要想不被淘汰，只有一个选择，成为AI：“我们要么被机器淘汰，要么探索新的方式，实现与人工智能的共生和融合，除此以外，别无他法。” 所以，马斯克开始了他计划的第一步，做“脑机接口”。
Facebook研究“脑机接口”的理由，则简单多了，为了让交流更容易。CEO扎克伯格在一篇文章中表示：”我们的大脑每秒产生的数据是4部高清电影的量。但是我们向世界传输数据的方式——说话，它的传输速率和80年代的调制解调器一样。这就是问题所在。”
扎克伯格的想法更美好，马斯克的想法有点恐怖。这一局，扎克伯格更胜一筹。
团队：9人 VS 66人
马斯克说，为了组建这个团队，已经与1000多人会面，最终从中选择了8人。加上他自己，目前Neuralink公司一共是9个人。组建团队最大的挑战在于，他们需要涵盖的专业领域很多，包括神经科学，脑外科，芯片技术，生理学，临床试验等。
而Facebook为了完成脑机连接的项目，已组建了60多人的团队，从事语音解码、语言的机器学习、光学神经系统以及神经假肢等方面进行研究。
从团队上看，Facebook更成熟稳定，马斯克的团队只是刚刚组建，他自己又不是这一领域的专家，以外行领导内行，虽然潜力或许不错。但综合判断，前景似乎Facebook的更好。
接入方法：侵入式 vs 非侵入式
Neuralink目前对于电极技术仍然没有确定研究方向。研发团队目前还面临着诸多困难，比如带宽问题（目前最多能做到用两百个电极控制几百个神经元，而NeuraLink的目标是控制一百万个）、植入问题（除了开颅，如何用其他更“友善”的方式进行植入）、生物适配学问题（如何避免人体的排异反映）、无线信号传播问题等等。
在确定想要开发什么样的技术之前，Neuralink还无法实际着手开发。Neuralink有可能同时进行多项实验，并在其中做出选择。
Facebook 的整体思路是：使用传感器进入大脑的语言中心——当你想要说话时，大脑的这部分区域便会活跃起来，并把词语组合起来，准备就绪后我们便会说出来。
这种技术可以将这些信号反馈给计算机，这个过程类似于将语音转换成文本的工作原理。但是，这时输入给计算机的是神经活动信号，而不是音频。
许多脑-计算机项目都依靠植入大脑的微细电极，比如马斯克的公司，而 Facebook 只研发“无创”技术，让信号通过可穿戴传感器进行传输。虽然这也成为了 Facebook 需要面临的挑战，但这也为扎克伯格赢得了人心——毕竟，不对大脑动“手脚”让公众更放心。
时间： 8-10年 VS 2年
从业务方面看，Neuralink的任务分为两个阶段，首先是提供能够帮助治疗严重脑操作的设备投入市场。这一目标，马斯克的计划是4年内实现。对于能让健康的人传递内心感受的技术，马斯克则为这种技术设立了8到10年的期限。
相较之下，扎克伯格的项目时间则短得多了。Facebook负责项目的团队，则要在两年期限内，开发出一个系统，让人以每分钟 100 个单词的速度在计算机上“打出”100 个字，人类只需要想好想说的话即可。
时间太长，难免要跳票，支持扎克伯格一票。
障碍：技术与伦理
但无论是马斯克的计划，或是扎克伯格的算盘，都面临着一些障碍。
首先是技术上的问题。比如马斯克的公司，需要克服工程障碍，比如生物生物兼容性问题、无线网络、电力和带宽等。同时还面临着监管上的问题。
再者，公司还将面临公众的质疑与恐惧。根据皮尤的调查显示，公众甚至比基因编辑更担心大脑电脑界面，他们不希望任何人进入他们的大脑安装一些高科技机器。
此外，公众也担心，这其中涉及到的伦理混乱问题、隐私问题。由于我们仍然不知道“脑”数据究竟是什么东西，如果数据发生泄漏，这将变得十分严重。
从障碍上看，双方面临着不同的技术问题与相同的伦理问题，“平分秋色”，这一局算是平手，各得一票。
PK结果：
五局下来，马斯克与扎克伯格对垒，以1:5的大比分落败。虽然雄心万丈，却还是不敌小扎。
在一个由人工智能和“其他所有生物”组成的未来，人类只有一条出路：“变成人工智能”。
前几年之前翻译过美国作者Tim Urban的两篇文章，在知乎和中文网域都产生了比较不错的影响，想必大家还有印象：
如何用通俗的语言来解释「费米悖论」？
为什么最近有很多名人，比如比尔盖茨，马斯克、霍金等，让人们警惕人工智能？
今年，Tim Urban又在埃隆.马斯克和Neuralink团队的帮助下，写出了一篇关于Neuralink和脑机接口领域的长文。长文发布后，好几个平台的编辑都来联系我，想让我来翻译。最后我还是选择了和读库杂志的主编张立宪（老六）合作，而合作方式也和原来一样，由图库编辑部向原作者获得独家授权，然后我再开始翻译。
因为文章过长，而且翻译起来实在不容易，图片众多，加上工作繁忙，精雕细琢之下，直到七月份才完成翻译，中间还经过了数轮的校对，一些有歧义的点，还和原作者逐一沟通确认。
完成稿独家发布于《读库1705》上，天猫读库专卖店可以买到，童叟无欺。成文最后总共150页，六万余字，百来张图片（从将近三百张缩减下来，不然这期读库就全是这篇文章了），文字几乎没有删减保留原汁原味，图片也是在保证不影响内容含量的前提下删减的。
全文共分六章：
第一部分：人类巨灵
第二部分：大脑
第三部分：脑机接口
第四部分：Neuralink的挑战
第五部分：魔法纪元
第六部分：大融合
全文从人类集体智能的起源，谈到大脑的结构，介绍了脑机接口的发展历史和现有技术，然后介绍了Neuralink的发展目标和工程挑战，然后合理的预想了一下脑机接口构建下的未来，并且根据作者和埃隆.马斯克的讨论，点出了人类和人工智能并生的未来。
全文深入浅出，非常易懂易懂，虽然有很多生物科技内容，但是完全没有理工科背景的读者也可以无障碍的读懂并且理解。
以下，从每章少量摘录一些内容，供大家参考：
第一部分：人类巨灵
......两条曲线巨大的不同源自两个方面：有了语言，一代人之内可以互相学习很多知识，把这些个人的知识点结合起来；同时，代与代之间可以直接通过语言把更多的知识传递给下一代，使得知识在历史中留存更久。
当知识能够被分享，它就变成了一个巨大的跨代合作工程。几百代人以后，“不要吃那种浆果”这个小贴士，变成了一整套常年大规模种植适合人类食用的浆果的体系。最初关于猎物迁徙的观察，变成了野山羊驯化的体系。矛，在几万年的时间里经过成百上千次改进，变成了弓和箭。
语言，使得一群人能够像一个集体智能一样运作，而这个集体智能远比任何一个单体人类的智能要强大。同时，这群人中的每一个个体都能从这个集体智能中受惠，好比这些知识都是由这个个体自己想出来的一样。我们现在觉得弓和箭是很原始的科技，但是如果你把婴儿爱因斯坦丢到一个没有弓箭知识的原始社会，然后让原始社会长大的爱因斯坦发明他能想到的最好的狩猎工具，我敢打赌他的知识、技能和智慧根本不足以发明弓和箭。只有人类的集体智慧，才能从无到有发明出这很原始的小玩意儿......
......计算机已经改变了人类的格局，使得人类能够把脑相关的任务外包出去，并且能帮助人类像一个单体一样运作。但是现在还有一类脑力劳动是计算机不能代理的——思考。
计算机可以计算、组织，还能运行复杂的软件，有些软件甚至能自己学习，然而计算机不能像人类一样思考。人类巨灵深知自己创造的一切，都源自于人类能够独立和有创造性的思考，而大脑的终极扩展，其实是一个能够自己思考的工具......
第二部分：大脑
......皮质中负责脸和手的运动和触感的部分，比全身其他部分加起来都要大。当然这不难理解，人脸需要能做出各种微妙的表情，而手需要无比的灵巧。而身体的其他部位，比如肩膀、膝盖、背部，在移动和触感上可以粗糙很多。所以人们用手指而不是脚趾来弹钢琴。
其次，运动皮质和体感皮质各自对于不同身体部位的分配比例基本是一致的。也就是说，人体中越是需要灵活运动的部位，也越是触觉最灵敏的......
......按照专家的说法，“当我们要探讨一些更复杂的东西，比如语言、记忆、数学的时候，我们就真的不明白了”。比如“母亲”的概念，对于每一个人来说，都是用不同的编码方式存储在脑的不同位置。而额叶，也就是前面提到最重要的脑叶，根本就没有任何拓扑。
然而，这些困难都不是一个有效的脑机接口的制造难点。脑机接口之所以难，是因为工程上的挑战非常巨大。要和大脑进行物理的交互，使得脑机接口成为工程行为上最难的一件事。......
第三部分：脑机接口
......每个神经元会和上千个甚至上万个其他神经元接触。整个皮质里面的二百 亿个神经元，组成了大概二十兆（20,000,000,000,000） 个神经连接，而整个脑里面的神经连接可以多达一千万亿 （1,000,000,000,000,000）......
......即使在一个完全平铺开、并且被放大一千倍的皮质餐巾里，做这一切都无比困难，而事实上，这块餐巾是深深折叠在麦迪逊广场花园上面的。只有不到三分之一的皮质露在脑的表面，大部分的皮质都被埋在深深的折叠之中。而且，工程师们可不是在一些被取出来的脑上工作，这些脑可是被俄罗斯套娃般一层层掩盖起来。如果把头骨放大一千倍，那会有七米厚。而且大部分人是不愿意你打开他们的头骨来研究的，工程师的工作得尽量无创。......
......其实人脑不需要学习怎么把运动皮质当遥控器用，因为一直以来，运动皮质都是人脑的遥控器。
试着举起你的手，然后再把手放下。发现没？你的手就好像玩具无人机一样，而你的脑就是拿起了运动皮质这个无人机遥控器，在控制着你举起和放下手。基于运动皮质的脑机接口的目的，就是能够接入运动皮质，这样当这个遥控器发出一些命令的时候，脑机接口能够收集到这个命令，然后把命令传达给一些机械，让机械做出和你的手类似的反应。神经连接你的运动皮质和你的手，而脑机接口就负责连接你的运动皮质和一台计算机，就是这么简单。......
第四部分：Neuralink的挑战
......人脑中从没有同时被安装过几百个以上的电极。对于视觉来说，这只意味着一个低像素图像，对于运动来说，这让控制局限于简单的命令，而对于思想来说，几百个电极远不足以用来交流除了最简单的信息之外的东西。如果要达成大目标，我们需要更高的带宽，非常非常高的带宽。当谈到心目中那个能够改变世界的脑机接口的时候， Neuralink团队给出的数字是“同时记录一百万个神经元”。......
......光是解读一百个神经元的静态触发就够复杂了，而且这还只是学习怎样把特定的触发规律对应到简单命令。这种做法在上百万的神经元面前是行不通的，我们现在做的事情就好像谷歌翻译，其本质是用两本字典来互相解读词汇，这和理解语言是完全不一样的事情。我们需要在机器学习上有很大的进展，才能让计算机理解语言；同样的，我们需要很大的进展，才能让机器理解脑的语言——人类自己肯定是没有办法解读上百万个同时触发的神经元的。
听完上面这些，殖民火星现在是不是听起来简单到家了？......
第五部分：魔法纪元
......你的手机就是“你”的一部分，就像你的声带、耳朵、眼睛是你的一部分一样。简单来说，这些东西都是把思想从一个脑传递到另一个脑的工具，至于这个工具是拿在手里，藏在喉咙里，还是在眼窝里，又有什么区别呢？数字时代让我们有了双重实体：一个物理实体，通过生物器官和物理环境互动；一个数字实体，通过数字器官和数字世界互动。
但是因为平常不这么想，所以我们觉得如果一个人把手机植入到脑中或者喉咙中的人是半机械人，而把手机拿在手里，贴在耳边打电话的人不是半机械人。埃隆·马斯克的观点是：决定一个人是不是半机械人的是组件的功能，而不是这个组件在身体里面或者外面......
......一个NBA球星可以向粉丝发出直播邀请，这样在比赛时 粉丝们就能透过球星的眼睛和耳朵来体验整场比赛，而那些错过直播的完全可以看回放。
你甚至可以把美妙的性经历上传到云端反复回味，如果不是那么注重隐私的话，你甚至可以把这段经历和朋友分享（可以预料，色情产业在数字脑时代一定会蓬勃发展）。......
第六部分：大融合
......对于埃隆和其他很多人来说，研发超人工智能是迄今为止人类可能面对的最大的生存危机。要认识到这点并不难，智能使得人类能够像神一样统治其他所有地球生物，而对于其他生物来说这不是个很好的体验。一个动物的任何身体部位只要有价值可以被创造，就会有大型的人类产业处理和贩卖那些身体部位。我们有时为了娱乐的目的杀死动物。但这一切对我们来说其实并没有太多乐趣，我们只是在根据自己的理论走自己的路，我们内心并不仇恨或者想要伤害其他生物，只是这些生物和这个生态环境总是会挡着我们的路，而我们的行为有时会伤害到这些生物和生态。人类总是对自己的这种行为感到恼火，但是我们只是做了任何一个种族都在做的事情——利己......
“......人工智能很显然会超越人类智能很多。在未来的某个时候，风险会因此爆发，这是我们无法控制的，是人类无法控制的。而这个爆发点过后，要么是一小撮人垄断了人工智能的力量，要么是人工智能叛变，或者其他类似的情况。这些事也许不会发生，但是它们是有发生的可能性的。”但在人类巨灵的角度来说，“集体意志并不因为人工智能的危险而转移。” .......
......在一个由人工智能和“其他所有生物”组成的未来，人类只有一条出路：“变成人工智能”......
原作者明确表明这是唯一的一份中文翻译版授权，并且明确拒绝了任何中文版本的网络授权，也就是说除了《读库1705》上可以读到的读库与我合作的版本外，所有线上线下能找到的版本都是没有原作者授权的。读库一本三十，除了本篇文章外，还有五篇同样优秀的文章，全书共345页，童叟无欺。
我本人与读库就这篇文章的翻译酬劳已经结清，本期读库的销量不会对我个人产生任何的经济利益影响。写这篇东西，摘录了一小部分内容，纯粹是为了宣传一下，让更多人有机会看到这篇文章。不只会成为你日常社交时候的谈资，也希望会给你未来的生活带来一些思考。
作为一个活着的“钢铁侠”传奇，马斯克最擅长的事情是改变世界。
然而这一次，Neuralink公司的新闻依然让我很震惊。
震惊来自于两点：
1）震惊脑科学的研究转化速度越来越快，普及程度已经得到了飞速的发展，
2）震惊不成熟的脑机接口和脑科学研究是否可以轻易用于商业。
这两点震惊来自于积极和消极两个方面，所以我看到这个消息内心是极其复杂的。
脑机接口技术我就再赘述其原理，做法等，我想说的是，首先脑机接口技术从历史的源头上来讲就是为了对那些偏瘫、截肢等重大疾病的病人的福祉服务的。初衷并不是为了读心术或者人工智能。所以这项技术是具有前景的。比如下面的研究来自于《认知神经科学》。Neuralink公司的研究如果能真正用于临床，可以改善很多重大疾病的病人生活质量，更能后期应用到正常人身上，提高身体机能，实现远程操纵义肢的可能性。当然军事上的运用就不言而喻了。
但是我不得不为该公司泼冷水，里面涉及几个暂时无法跨越的鸿沟。
首先，技术不成熟，目前基本上能实现的就是数个电极，动物实验，运动为先。电极大小一般2*2或者4*4，而且大多数用在猴子等动物身上进行实验，在人身上，尤其是正常人身上不好做实验。埋电极需要手术，而且面临感染和损伤风险。记录的点也较少，无法实现大范围覆盖。目前脑机接口能实现的功能还是比较基础的，记录的部位以感觉运动部位为主，目前只有这些区域是脑科学研究中了解的比较清楚的。其他的诸如决策、情感、社会性方面的内容涉及多个核心脑区的功能，目前也没有了解的很清楚，所以想要小范围覆盖是很难的。
其次，伦理学问题，就如同我之前所说的，看公司的定位是干啥的，如果是临床肯定是好事儿，如果是正常人的能力增强，有可能就涉及到社会公平的问题，如果用于军事上，那就更是违背和平的道义。
最后，人的大脑处于不断变化的过程，即便是不考虑如何埋置电极等方面的因素，随着大脑可塑性的变化，随着某些脑区功能跟着环境一起增强或者减弱，其代表性的脑区也会发生实时变化，因此这项技术如果无法覆盖全脑，无法整合计算，无法自动进化，在一段时间后，系统将会变得不准确，需要随时进行校准。而目前尚无可靠的方法进行这样的校准。当然，科学本身就是不断被推动的改变，或许在马斯克的力量推动下，这个领域能取得突破性进展。
然而，从商业的角度考虑，只要马斯克在这个领域取得实质性进展，其商业想象的空间就是无限的。脑机这个领域拥有无限想象的空间，类似电影“黑客帝国”之中的“未来技术”，知识可以被“灌输”，人脑可以直接通过思维来控制机械等等，都可以算作脑机领域的应用。
人脑和机械相比，是一个更为神秘的区域，至今为止，我们的世界已经被科学不断改变，机械、航天，物理学不断的在重新解释这个世界的构成。
但，在人脑这个领域，我们依然存在许多需要去攻克的难题。
或许，马斯克可以再次在这个领域打开“上帝之门”。
马斯克创办Neuralink，这要从他逆天的黑科技执行路线图说起
马斯克有一套实现自己的伟大想法的逻辑——先从人们生活的实际问题入手。他的另外两家知名公司SpaceX和特斯拉遵循的都是这个逻辑，先从近期能够解决的问题入手，从火箭发射、电动车、太阳能电池，一步步走向他征服火星的野心。
人机共生不仅能够增强人类认知能力，并可以用于治疗癫痫或重度抑郁症等疾病。而从疾病治疗入手，也恰恰是马斯克准备采用的道路。
对马斯克的新公司持谨慎意见的人说， “神经织网”技术也存在着遭受网络攻击的隐患。敌方可以通过网络直接与人们大脑交流，后果难以想象。
虽然困难重重，但是像马斯克一样想要用人脑直接控制电脑的科技狂人还有不少，比如想在大脑中植入线路并将其与电脑连接的半机器人之父：外科医生Kennedy
2014年，为了建造一个语音解码器，把人想象自己说话时产生的神经信号进行翻译，通过语音合成器进行输出，67岁的Kennedy选择在自己身上做了一项史无前例的试验。他花了2.5万美元雇佣中美洲一位外科医师在他的大脑中植入电极以便在他大脑的运动皮层和电脑之间建立联系。
令人欣喜的时，Kennedy的研究收集到了非常珍贵又有意义的结果。他发现在大声朗读特定声音时，他所记录的65个神经元总是以特定组合表现出来。而在他默念这些声音时，也会出现同样的组合。这很可能是研发思维语音解码器的关键。
可惜的是，Kennedy原本设想电极能在他的大脑中多待几年，但由于他头骨的裂缝并未完全闭合，导致他随时都面临着危险。收集了几周数据之后，2015年1月Kennedy不得不要求医生将植入物取出。
参考资料：
Business Insider, Elon Musk has launched a company that hopes to link your brain to a computer
Wired, The Neurologist Who Hacked His Brain—And Almost Lost His Mind
知社学术圈，半机器人之父：为研究大脑, 他切开自己的头颅
作者：Yi Lu
链接：https://www.zhihu.com/question/57713553/answer/154006269
来源：知乎
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Elon Musk正在筹备的Neuralink的脑机接口公司还处于非常早期阶段，没有被大肆公开报道。
这家公司要干什么呢？它重点在于创建可植入人脑的设备，最终目的是帮助人类跟上人工智能的进步。这些增强的功能可以改善内存或电脑设备更直接的接口。
Musk在过去六个月内几次暗示过Neuralink的存在。比如最近，Musk在一起演讲中说到：“随着时间的推移，我想我们可能会看到生物智力和数字智力的合并。它主要是关于宽带、你的大脑和数字化版本的自己之间的关联速度，尤其是输出这块。”在Twitter上，Musk还回应了那些向他咨询有关“神经花边”进展的网友。
这些类型的脑机接口只存在于科幻小说中。在医疗领域，电极阵列和其他植入物被用于帮助改善帕金森病、癫痫症和其他神经退行性疾病的影响。然而，地球上很少有人将复杂的植入物放置在头骨内，而具有基本刺激装置的患者数量也只有数万人而已。这是因为对人类大脑进行操作是非常危险、有侵害性的，只有那些用尽了其他医疗方法都没有很好的效果的的人，才能选择进行这样的手术。
但这并没有阻止硅谷对这项技术产业的兴趣，他们有兴趣加速推进这些类型的发展。Braintree联合创始人Bryan Johnnson，创立的初创公司Kernel，正在向南加州大学自主医学研究，以试图增强人类的认知能力。Johnson自己投入了1亿美元，他在2013年把Braintree以8亿美元的价格卖给了Paypal。Kernel及其日益增长的神经科学家和软件工程师正在努力扭转神经退行性疾病的影响。最终使我们的大脑更快、更聪明。
Johnson在去年接受采访时说：“我们知道我们能把大脑放在脑病并释放电信信号，我们也可以改善帕金森病的症状。这种技术也在脊髓疼痛、肥胖症、厌食症中尝试了，不过阅读和写作的神经代码还没尝试过。”Johnson表示Kernel的目标是“让大脑与我们与其他复杂生物系统一样工作”。
对于更好地了解人类大脑和开创新的手术技术、软件方法和植入装置，可以使消费者脑机接口成为现实的必要的医学研究，Kernel是相当前沿的。
Neuralink于去年7月在加州成立，成为加州一家医疗研究公司，它强调了Musk将遵循Johnson和Kernel的路线。
坦白地说，开发这些设备的障碍很巨大。神经科学研究人员说，我们对人类大脑神经元通信的理解非常有限，我们收集这些神经元数据的方法非常初级。
神经科学家、助理教授和多伦多大学的Blake Richards说：“如果患有非常严重的医疗状况的人可能会得到帮助，人们只会适应植入物的想法。一般健康的人对于让医生开路颅头骨这样的想法还是没法接受的。”
