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        腦機(jī)接口:人類未來的“潘多拉魔盒”

        2022-03-01 15:13:38
        課堂內(nèi)外(高中版) 2022年1期
        關(guān)鍵詞:接口技術(shù)腦機(jī)大腦

        饅頭老妖,南京大學(xué)化學(xué)博士、西華大學(xué)生物工程學(xué)院講師?!兑曈X之旅:化學(xué)世界的分子奧秘(彩色典藏版)》《地球簡史》等圖書譯者、吳大猷科學(xué)普及著作獎獲得者(譯著類),撰寫過大量科普文章,熱衷于寫偵探小說。

        美國SpaceX公司創(chuàng)始人馬斯克在2021年高調(diào)宣布,其旗下的Neuralink公司在“腦機(jī)接口”上取得了重大突破:讓一只實驗用的猴子,僅僅通過意識,就能操縱電腦上的乒乓球模擬游戲。新聞一出,瞬間引發(fā)了巨大的輿論關(guān)注:腦機(jī)接口技術(shù)到底是什么?它的突破,是否意味著電影《黑客帝國》里那種“后腦上插一根電線”的場景,不久后將會變?yōu)楝F(xiàn)實?

        腦機(jī)接口究竟是什么

        “腦機(jī)接口”是大腦與外界設(shè)備的“連接”部分,通過它來讓神經(jīng)信號與外部機(jī)械直接交互。簡單來說,就是通過腦機(jī)接口來實現(xiàn)“意念操控機(jī)器”。目前來看,這類腦機(jī)接口設(shè)備分為兩大類型:侵入式和非侵入式。

        非侵入式的設(shè)備,主要是把電極等各種傳感器貼在頭皮上,用以辨別腦電波等信號。這類設(shè)備的優(yōu)點明顯,成本低、風(fēng)險小,對人體幾乎沒有危害;缺點則是精度不足,哪怕不考慮頭發(fā)的影響,傳感器和大腦之間依然隔著顱骨和頭皮,這讓本來就很微弱的信號,在傳輸中出現(xiàn)損耗,測量精度大致也就類似腦電圖檢測的水平了。

        侵入式的設(shè)備則是把各種微小的傳感器甚至是微芯片,通過外科手術(shù),安裝在人類大腦的特定位置上。這樣,傳感器能直接讀取腦組織中的各種電信號,傳輸損失很小;再加上多個微型傳感器聯(lián)合使用,彼此配合,就能對腦組織的信號變化做出更全面、更精確的解讀。但它的缺陷也很明顯:要把顱骨打開,還要插進(jìn)去十幾個傳感器。雖然目前各國都在研究“微創(chuàng)”和“免開顱”的腦機(jī)接口技術(shù),但對患者來說,可不是誰都有這個勇氣接受,何況人體還可能對異物產(chǎn)生排斥反應(yīng)。

        相比之下,侵入式設(shè)備的成本和風(fēng)險都要高得多。不過,目前實現(xiàn)了復(fù)雜功能的腦機(jī)接口實驗,包括馬斯克實驗中的猴子,幾乎都是使用的侵入式接口。

        對復(fù)雜的大腦進(jìn)行編碼

        那么,如此高難度的腦機(jī)接口技術(shù),到底有著怎樣的價值?如果人類真的做出能夠識別大腦復(fù)雜信號的設(shè)備,又有什么樣的意義呢?

        第一個意義是能夠?qū)Υ竽X進(jìn)行“讀出”,也就是通過腦機(jī)接口,我們可以對腦部信號進(jìn)行識別、讀取、分析,并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的行動。這對于殘障人士而言,有著難以估量的價值。

        在2014年巴西世界杯開幕式上,一名癱瘓多年的少年應(yīng)邀為比賽開球。在千萬球迷的目光中,這個少年顫顫巍巍地從輪椅上站起來,向前一步、兩步,最終為世人踢出這堪稱“奇跡”的一球。這背后,正是腦機(jī)接口和外骨骼技術(shù)在幫助少年完成這個看似不可能的任務(wù)?!澳X機(jī)接口+外骨骼”的技術(shù)組合也可以被用于機(jī)械手臂,幫助手部功能異常的人士進(jìn)行各種復(fù)雜的日常動作。

        此外,腦機(jī)接口技術(shù)對于語言表達(dá)有障礙的人士來說,也有著重大的意義。2021年,一篇在《自然》雜志上發(fā)表的文章,報道了腦機(jī)接口技術(shù)的重大突破:一個頸部以下癱瘓的男子通過一個利用腦機(jī)接口來識別神經(jīng)活動的裝置,完成了“意念打字”,其打字速度達(dá)到了每分鐘90個字符,正確率高達(dá)94.1%,已經(jīng)超過了普通人用鍵盤輸入時的正確率??紤]到智能語音技術(shù)已經(jīng)很成熟,再把這些詞給“朗讀”出來,當(dāng)然也是輕而易舉的事情。

        第二個意義是我們可以利用腦機(jī)接口對大腦進(jìn)行“寫入”,也就是把外界信息進(jìn)行編碼后,再傳入大腦。

        目前, 科研人員已經(jīng)通過腦機(jī)接口設(shè)備,成功地將肢體信號和感覺信號傳入大腦,模擬人類的觸覺和視覺。也就是說,它能讓人類虛擬地“摸到”“看到”外界的事物。這能幫助那些行動嚴(yán)重困難和視力存在障礙的人士“恢復(fù)”對外界的感知能力,甚至可以說是在幫助他們重新找回失去的世界。因此,腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療方面有著巨大的實用價值。

        除此之外,還有研究人員想得更遠(yuǎn):既然可以把“感覺”傳回大腦,那能不能把“知識”也傳給大腦呢?那樣一來,學(xué)習(xí)就變成了很輕松的事情:插頭往后腦一插,只要半個小時,幾個G的知識就傳輸進(jìn)去了。我們再也不用十年寒窗苦讀,豈不美哉?

        薛定諤的腦機(jī)接口技術(shù)

        腦機(jī)接口, 無疑是一個挑戰(zhàn)極大、應(yīng)用前景也很廣的技術(shù)。但除了技術(shù)問題,它也給我們帶來了一系列倫理問題。

        首先是隱私保護(hù)的問題。盡管目前的腦機(jī)接口技術(shù)僅能辨別詞語、動作等相對簡單的信號,但隨著技術(shù)發(fā)展,它會不會也能讀出記憶、情感等更為復(fù)雜的信息?如果真有這么一天,人們心里深藏的秘密,都可能通過這根插在腦袋上的電線泄露出去。

        其次是知識獲取的平等問題。如果不能確保每個人都平等地獲得“輸入知識”的機(jī)會,而是讓極少數(shù)人擁有了這種特權(quán),就會在本質(zhì)上破壞社會的公平:當(dāng)極少數(shù)人通過人機(jī)接口,一夜之間變成博古通今的“知識超人”,擁有普通人類完全達(dá)不到的知識儲備,而絕大多數(shù)人仍然通過正常的途徑去學(xué)習(xí)時,兩者之間的知識差異就會越來越大,甚至分裂為兩個群體。

        再者,當(dāng)腦機(jī)接口技術(shù)普遍用于操縱體外裝置時,“人”和“機(jī)器”的分界線就逐漸變得模糊。面對強(qiáng)大的人工智能,我們甚至不知道,是人腦還是電腦在決定這個“人”的行為。如果系統(tǒng)出了故障,讓這個“人”執(zhí)行了錯誤的指令,那是該由人還是機(jī)器來承擔(dān)責(zé)任?

        最后,如果使用腦機(jī)接口技術(shù)讓一個人全方位地“感受到”他希望感受的東西,避開他不想要的感受,久而久之,他還愿意走出這個美好的“太虛幻境”,回到并不完美的現(xiàn)實之中嗎?

        在科幻小說中,曾經(jīng)對賽博朋克有過諸多的描寫。而腦機(jī)接口,正一步步把我們帶向那個未知的賽博朋克新世界。這對人類是福是禍,還需要人類自己的把控——沒錯,就是你、我、他,我們每個人的態(tài)度,決定了腦機(jī)接口技術(shù)的未來:是普羅米修斯偷來的火種,還是一個潘多拉魔盒。

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