文|驚蟄研究所 小滿
1995年，經(jīng)典動畫作品《新世紀福音戰(zhàn)士》的推出在社會上引發(fā)強烈反響，作為劃時代的機器人動畫作品，片中的巨大泛用人形決戰(zhàn)兵器“EVA”不僅吸引一大批動漫愛好者和科幻迷，其采用的“神經(jīng)驅(qū)動”駕駛方式后來也被看作是對“腦機接口”應(yīng)用方向的一種大膽猜想。
二十多年后的今天，當馬斯克“大腦上云”的一番言論，引發(fā)全球科技界的大震動后，人們對于“腦機接口”這種充滿科幻色彩的技術(shù)，再次產(chǎn)生了濃厚興趣。不過，除了人腦工程概念股因為站上“腦機接口”新風口，在資本市場持續(xù)走強外，人們更感興趣的，恐怕還是腦機接口技術(shù)給未來生活帶來的無窮想象力，比如“讓普通人開上EVA”這種看似不正經(jīng)，但實則并不遙遠的美好想象。
一位險些意外身亡的騎兵
就像牛頓被蘋果砸到腦袋發(fā)現(xiàn)了萬有引力，《新世紀福音戰(zhàn)士》中的世界發(fā)生了“第二次沖擊”大災(zāi)害后開始廣泛使用EVA來對抗使徒一樣，許多偉大的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用都起源于生活中的意外，而腦機接口的起源就與一起“交通意外”有關(guān)。
1893年春天的一個早晨，20歲的騎兵漢斯·貝格爾正在進行訓(xùn)練，就在他策馬疾馳的過程中，身下的馬兒突然絆倒，貝格爾連人帶馬摔下一個斜坡，斜坡下方就是運輸火炮的馬車。好在貝格爾避開了隆隆駛過的馬車，最終逃過一劫。
令人稱奇的是，這天晚上貝格爾收到父親發(fā)來的電報，信中提到，貝格爾身處千里之外的姐姐感應(yīng)到他遭遇了危險，因此堅持讓父親發(fā)來電報詢問貝格爾的情況。這次奇妙的體驗，讓貝格爾對“心電感應(yīng)”產(chǎn)生極大的興趣。當年末回到耶拿大學后，貝格爾從數(shù)學系轉(zhuǎn)到醫(yī)學系學習神經(jīng)精神科，開始對“心電感應(yīng)”的探索。
經(jīng)過27年的屢次失敗后，1924年6月6日，貝格爾終于在一名17歲顱骨缺陷的病人頭皮上記錄到了電流計鏡面的微小振動，而這個極微小的電流，正是人類歷史上第一次記錄到的人腦的電活動。
又過了45年，人類歷史上第一次真正意義上的腦機接口實驗，在華盛頓大學醫(yī)學院的神經(jīng)生理學實驗室里默默無聞地發(fā)生了。
1969年，科學家埃伯哈德·費茲（Eberhard Fetz）把一只猴子固定在實驗椅上，然后在實驗猴的腦部插入一個電極用來采集猴腦中相應(yīng)神經(jīng)元發(fā)出的電信號，而電極的另一端連接著一個儀表盤。當猴子神經(jīng)元的放電率超過事先設(shè)定的閾值后，猴子眼前的儀表盤指針出現(xiàn)移動，同時猴子會獲得食物獎勵。
這個實驗成功證明了神經(jīng)元具有可塑性，并可以通過反饋機制讓神經(jīng)和外部設(shè)備建立聯(lián)系和控制。就像如今手機里的智能語音助手一樣，當我們說出一段指令時它就會去執(zhí)行，只不過在腦機接口里，這段指令不用說出來，靠想就可以。
但是，與同一年發(fā)生的尼克松就任美國總統(tǒng)、阿波羅11號發(fā)射登月、嬉皮士在首屆伍德斯托克音樂節(jié)上宣泄對越戰(zhàn)的憤怒等知名歷史事件相比，埃伯哈德·費茲的發(fā)現(xiàn)并未得到更多的重視。
直到1973年“腦機接口”正式由雅克·維達爾（Jacques Vidal） 提出，以及20世紀90年代后，人們逐漸將關(guān)注點轉(zhuǎn)移到人身上，并嘗試用該技術(shù)幫助病人恢復(fù)損失的聽覺、視覺和肢體運動能力，腦機接口的研究與應(yīng)用才真正與現(xiàn)代醫(yī)學有了更多的聯(lián)系。
從弗蘭肯斯坦到人造人
在醫(yī)療領(lǐng)域，腦機接口的主要價值在于，它不依賴外圍神經(jīng)與肌肉就能夠?qū)崿F(xiàn)大腦與計算機之間實現(xiàn)通訊，為腦中風、癲癇等失能患者帶來福音。同時，它也為人與機械的“融合”提供了可行性的方案，是實現(xiàn)“普通人開上EVA”的第一個“步驟”。
2004年，腦機接口“走”出實驗室進入科學論證階段，BrainGate公司實現(xiàn)侵入式治療癱瘓病人；2006年，布朗大學研究團隊完成首個大腦運動皮層腦機接口設(shè)備植入手術(shù)，能夠用來控制鼠標。2014年世界杯上，高位截癱青年Juliano Pinto身披“機械戰(zhàn)甲”，在腦機接口與人工外骨骼技術(shù)的幫助下為比賽開球的畫面，已經(jīng)有一些“科幻機甲”的味道。
2018年，因為車禍意外導(dǎo)致胸部以下癱瘓的Nathan Copeland，在用意念控制機械手臂和美國總統(tǒng)奧巴馬握手后，又發(fā)布了一段用意念操控機械臂玩游戲的視頻。這種不用動手，“想想”就能玩游戲的體驗，讓許多“懶癌”患者和“手殘黨”羨慕不已。從作用結(jié)果上來看，這與《新世紀福音戰(zhàn)士》中駕駛EVA的方式已經(jīng)十分相近，但少了一些動畫作品中的科幻色彩。
值得一提的是，在探索實際應(yīng)用的過程中，因為技術(shù)路線和產(chǎn)品發(fā)展方向的不同，腦機接口也分化為三種主要類型：第一種被稱作侵入式，它需要采用神經(jīng)外科手術(shù)方法將采集電極植入大腦皮層、硬腦膜外或硬腦膜下，進而完成人機信息的傳輸；第二種為非侵入式腦機接口，無需手術(shù)只需要通過附著在頭皮上的穿戴設(shè)備（如腦電帽），就可以測量大腦的電活動或代謝活動，再將采集到的數(shù)據(jù)解碼成指令；第三種則是介于前兩者之間的半侵入式腦機接口。
上述三種腦機接口的區(qū)別，只是在于獲取腦部電信號方式有所不同。但是侵入式腦機接口由于直接與大腦建立連接，可以獲得更強的電信號，所以能夠準確、及時地輸出指令，更有利于解決生理機能的問題。所以前文提到的BrainGate以及馬斯克參與創(chuàng)立的Neuralink，就因為著力發(fā)展侵入式腦機接口，獲得超過2億美元融資，成為行業(yè)獨角獸。
成立于2001年的BrainGate是全球最先進入腦機接口領(lǐng)域的獨角獸企業(yè)之一，該公司設(shè)計的腦機系統(tǒng)從2004年起已經(jīng)完成了用機械臂喝可樂、與奧巴馬握手、思考筆畫打字等數(shù)十例植入案例，包括浙江大學在2020年完成的中國首例侵入式腦機接口也使用了BrainGate的系統(tǒng)。
比BrainGate晚十幾年成立的Neuralink，則一直在BrainGate模式的基礎(chǔ)上，借助一系列的工程學優(yōu)化，以降低侵入式腦機接口的潛在風險。比如其2019年公布的叫作“線”（thread）的技術(shù)，是一種直徑只有頭發(fā)絲四分之一的柔性電極，植入大腦之后能用來傳遞信息；2020年8月發(fā)布的Fitbit，將放入腦部的植入物縮小到硬幣大?。灰约巴瞥鲆恍r內(nèi)就能完成植入手術(shù)的機器人“縫紉機”。
風口還是騙局？
侵入式腦機接口有發(fā)展優(yōu)勢自然也有弊端，這使得BrainGate和Neuralink這樣的明星企業(yè)，一直面臨很大的發(fā)展壓力。
由于侵入式腦機接口需要穿過大腦皮層放入植入物，而人體本身對外來物質(zhì)具有排異性，因此侵入式腦機接口的長期植入就會產(chǎn)生生物相容性問題。
公開信息顯示，BrainGate的許多受試者在使用其產(chǎn)品3到5年后，出現(xiàn)了植入電極被神經(jīng)膠質(zhì)細胞纏繞的情況。不僅電極因此報廢，受試者還需要進行外科手術(shù)將報廢的植入物取出。也是因為這一原因，BrainGate自2004年就在申請的正式臨床試驗遲遲不被FDA通過。
有科技界“頂流”馬斯克強力加持的Neuralink，雖然每次公布新的研究成果都會吸引大量的關(guān)注，但也一直沒能獲得FDA的臨床試驗許可。此外，在2020年將設(shè)備植入小豬體內(nèi)，演示系統(tǒng)如何記錄豬的腦電波信號，以及在2021年，放出一段猴子能靠意念在電腦屏幕上玩游戲的視頻外，近兩年的Neuralink并沒有太多引人注意的新突破。
不僅如此，Neuralink近年來還接連曝出負面消息。首先是核心業(yè)務(wù)進展緩慢，導(dǎo)致創(chuàng)始團隊分崩離析的尷尬局面。據(jù)外媒報道，有離職員工稱，公司科研的緩慢發(fā)展跟不上馬斯克苛刻的時間表，很多科學家和員工倍感壓力，這或許是導(dǎo)致創(chuàng)始團隊成員陸續(xù)離開的主要原因。
更加戲劇化的是，2021年5月離開的Neuralink前總裁Max Hodak，在離職后創(chuàng)立了自己的腦機接口初創(chuàng)公司Science Corp，又在今年年初投資了初創(chuàng)公司Synchron。2022年5月，Synchron的腦機接口產(chǎn)品獲得了FDA的臨床批準，并招募到了第一位臨床受試者。不少媒體在報道時，都認為Synchron已經(jīng)超越了Neuralink。
明星企業(yè)遭遇發(fā)展困局，一定程度上促進了人們對腦機接口究竟是新風口還是新騙局的質(zhì)疑。但即便是拋開這些懷疑，人們在科學倫理、技術(shù)安全等方面提出的問題也成為腦機接口的新挑戰(zhàn)。
馬斯克“大腦上云”的消息傳開后，360集團董事長周鴻祎就表示，在廣泛的人類世界使用腦機接口是“一件可怕的事情”。他還提到，“腦機接口技術(shù)將是對全球數(shù)字安全的巨大挑戰(zhàn)。一旦人腦開始聯(lián)網(wǎng)，大腦數(shù)據(jù)的安全也將成為一個新的命題?！?/p>
頗為相似的是，動畫作品《新世紀福音戰(zhàn)士》中，也有機體在沒有能源驅(qū)動的情況下突然“暴走”的橋段。根據(jù)故事設(shè)定，這是因為駕駛員母親的靈魂與機體進行了融合，所以會在危急時刻產(chǎn)生強大能量驅(qū)動機體保護駕駛員。但是，如果在目前腦機接口已經(jīng)能夠與計算機通訊，實現(xiàn)對機械的控制的前提下，像馬斯克“大腦上云”一樣出現(xiàn)大量的人腦聯(lián)網(wǎng)，必然也會埋下混亂的隱患。
另外，腦機接口對“人機融合”的現(xiàn)實作用以及“大腦上云”的討論，也讓人聯(lián)想到《阿凡達》中雙腿癱瘓的男主角將意識轉(zhuǎn)移到克隆人身上，在潘多拉星球上繼續(xù)生活的劇情。
雖然和《新世紀福音戰(zhàn)士》一樣，《阿凡達》也是科幻作品中的故事，但是腦機接口和新熱點元宇宙概念的結(jié)合，也不免令人期待通過大腦與電腦的連接，使意識進入異次元世界、體驗沉浸式游戲的未來幻想。
尤瓦爾·赫拉利在《未來簡史》中提到，人們之所以不愿改變，是因為害怕未知。但歷史唯一不變的事實，就是一切都會改變。或許我們目前還不知道，腦機接口與意識轉(zhuǎn)移、元宇宙會帶領(lǐng)我們走向怎樣的未來，但對于未知的事物永遠保持好奇和充滿敬畏，一定能讓我們收獲未知的樂趣。