腦機接口的革命，來得實在太快了。

(資料圖)

馬斯克在硅谷舉行的Neuralink溝通會上透露：

首款腦機接口產品，名為N1，最快6個月內就可以啟動人類測試。

“為了我們的首次臨床測試，我們正在非常努力地加緊各項工作準備，”馬斯克輕描淡寫地表示。

“我們絕大部分的文書資料已經提交到了 FDA。我們估計大約再過6個月時間，大家就可以看到 Neuralink 裝到人的腦袋上了?！?/p>

Neuralink 擬推出的 N1 腦機接口（內部構造）? ?圖片來源：Neuralink

香蕉奶昔，賽博朋克的第一生產力

整場發布會看下來，硅星人有一個最核心的感受：

如果沒有香蕉奶昔（banana smoothie），這場腦機接口的革命，恐怕不會來得這么快……

為什么這么說呢？

大家可能知道Neuralink這家公司過去以來一直是用猴子和豬等動物進行實驗的。有名有姓的猴子，就有至少8只，沒名字的預備役更是數不勝數。

但是根據規定，Neuralink不能強迫它們參與配合實驗……

更何況，早在啟動活體實驗的初期Neuralink就已經明白一個道理：強扭的瓜不甜。讓這些猴子做實驗哪怕它們有一點被迫、不情愿，對實驗效果都會有影響。

于是Neuralink 開發出了一套“自愿參與”原則的激勵方案：

只要來做實驗，就有無限量的香蕉奶昔供應！

圖片來源：Neuralink

具體來說，就像條件反射那樣，Neuralink 的飼養工作人員參與設計了一套強化機制：每當猴子參與了當前的實驗，完成了一次操作，就會得到香蕉奶昔……

這樣，越做實驗，喝的越爽。久而久之，就形成了刺激強化的反饋機制。

下圖你可以看到，這些猴子一邊做著實驗，一邊從面前的管子里嘬著飲料。

簡直可以說是：高高興興做實驗，開開心心喝奶昔……

這樣的反饋機制，在 Neuralink 最近兩年的研發工作中，扮演了相當重要的角色。

首先來看下面這個腦控光標的實驗：

圖片來源：Neuralink

（雖然看起來猴子都會打字了，然而并非如此，猴子怎么可能懂英語呢？）

下一個鍵要按什么，實驗工作人員早就設計好了，會在猴子面前 MacBook 的虛擬鍵盤上，會以黃色顯眼的方式注明。

而在激勵機制的作用下，只要猴子通過意念腦控光標“移動”到下一個要按的鍵上，并發出“按下”的信號，管子里就會流出香甜可口的香蕉奶昔……

在對于甜品的渴望驅使下，猴子打出了這么一句話：搞點夜點心切切吧 (can i please have snacks)……

圖片來源：Neuralink

但 Neuralink 并不滿足于讓猴子用光標打字。畢竟它的階段性目標之一，是讓（癱瘓）的人們可以通過腦機信號來操控包括手機在內的常用電子設備。

所以，這家公司的猴子大軍，正在香蕉奶昔的驅動下，做著各種各樣的訓練工作，包括并不限于：

點按和拖拽

滑動輸入

手寫

手勢識別

等等……

圖片來源：Neuralink

以手寫為例：

“一開始還是虛擬鍵盤?，F在我們已經可以直接用腦機界面來讀取信號，結合畫面中的圖形，和訓練得到的信號模式，來精準地判斷猴子在屏幕上寫的是什么字”，一位 Neuralink 技術專家透露。

這樣下去，猴子恐怕真要“學會”寫字、拼詞了？

以及，香蕉奶昔還能刺激猴子自己去給腦機接口充電！

這樣簡直是給 Neuralink 的工作人員，省了大麻煩了……

具體機制是這樣設計的：

他們將一棵樹做成了“奶茶店”，然后把充電板放在了裝飾的樹杈里：

圖片來源：Neuralink

這樣，只要猴子想喝香蕉奶昔了，就會跑過去嘬管子。

結果它的腦袋會正好對準充電板，一邊喝飲料，一邊充電。

這設計，腦回路實在是很有意思！

圖片來源：Neuralink

這場發布會的各嘉賓發言，總的來說給硅星人一個感覺，就是：

我們在實驗中遇到了一個技術問題 → 想了很多辦法都解決不了 → 哎最后還得香蕉大法 → 沒辦法香蕉它真的管用??！

沒想到實現賽博朋克，香蕉奶昔竟成了第一生產力……

（期待回頭 Neuralink 實現產品多元化，推出自主品牌的香蕉奶昔……）

圖片來源：Concord Food

從香蕉奶昔，到猴腦的可塑性

當然，除了香蕉之外，Neuralink也在用一些更加“正經”和更“高科技”的刺激方式，來訓練出更厲害的猴子，好讓它們轉而更好地訓練 Neuralink 開發下一代腦機接口產品需要的各種信號解碼器、算法模型、測試工具等等。

而在下面這個例子中，Neuralink 就是利用了更復雜的刺激方法。

這家公司有兩個階段性目標，剛才提到了一個，也即幫助（癱瘓）人士獲得運動功能。

而另一個階段性目標，則是視覺義體：通過外部設備+腦機接口的方式，幫助那些一直生活在黑暗中的視障人士，重獲光明。

絕大多數視障者，問題都出在眼球里，他們的視神經，大腦中的視覺皮層，很有可能仍然是完好的。于是 Neuralink 希望能夠用腦機接口的方式，通過外置傳感器（攝像頭）來將信號直接傳入視覺皮層，從而讓失明者重獲光明。為了實現這個目標，Neuralink?在猴子的猴腦視覺皮層部位開了顱，裝了腦機接口進去。

圖片來源：Neuralink

然而這次的工作更為復雜：不再是讀取腦信號控制外設這種簡單的邏輯，而是完全反過來，從外部獲取的視覺內容，將它編譯為原始的腦神經信號，傳回到大腦里。

猴子不是人，沒有辦法告訴實驗人員自己看到了還是沒看到、看到了什么東西。于是，Neuralink 又設計了一套新的刺激機制（逆相關reverse correlation，神經科學常用的方法）：

圖片來源：Neuralink

1）用腦機接口輸入的人工干預信號，刺激猴子的眼球進行移動（比如可以簡單理解為）；

2）用外置的眼球追蹤設備，驗證實際的眼球移動矢量，是否與人工信號相符；

3）當結果相符的時候，使用香蕉奶昔進行激勵。

如下圖所示：綠色線代表眼球的移動路徑，閃現的白點作為對照。你會看到，猴子的眼球突然朝著沒有出現白點的位置移動，正是因為通過腦機接口收到了人工干預的信號。

最一開始，眼球的移動矢量和人工信號的相符的程度并不高。

然而有趣的是，隨著測試時間變長，次數增加，猴子越做越熟練，符合程度越來越高。

圖片來源：Neuralink

大腦是指一種具有可塑性的組織，簡單來說也即大腦內部的突觸、神經元之間的連接可以由于學習和經驗的影響建立新的連接，從而影響個體的行為。

Neuralink?團隊正是寄希望于這種可塑性，通過不斷的訓練來讓猴子在外界信號的輔助下，獲得一種非原生的低維視覺。

而如果將這種技術的應用規模進一步擴容，讓信號的復雜程度變高，從單一的矢量，升級為線、面、形狀、顏色，讓像素數量進一步增加……

那樣，不就能夠讓那些失明的人，重獲視覺了嗎？

想法是偉大的，前景是樂觀的。然而挑戰仍然重重，還有很多技術門檻需要跨越。

Neuralink 提供了一張模擬圖。它展示了在不遠的未來，通過Neuralink腦機接口的視覺義體技術，大致能夠獲得的視覺（注意這并不是真實圖片，只是模擬的效果）。

在一個理想的視覺義體套件中，通過一個安裝在眼部高度的攝像機獲取圖像，傳入手機進行信號處理，再通過腦機接口傳輸到大腦中的視覺皮層。

圖片來源：Neuralink

這不禁令我想起了《賽博朋克2077》。在游戲中，主角拿到的頭兩件賽博義體（cyberware）之一，就是視覺義體 Kiroshi Optics。有了它，主角在正常視覺的基礎上，還獲得了掃描電子器件并對其進行黑客攻擊的能力……

圖片來源：TriggerStudio/CD PROJEKT RED/Netflix

回到現實世界，視覺義體暫時還沒有在游戲里那么酷。

麻省理工科技評論的一位生物科技作者寫道指出，

“馬斯克宣稱義體能夠‘恢復’視覺——也許在很久以后的未來才能實現。能夠通過義體產生的視覺并不是你和我所擁有的視覺。它更像是點狀的光斑，也許能夠通過組合的方式來形成一種簡單的顯示效果，就像老式的燈泡記分牌那樣?！?/strong>

圖片來源：@antonioregalado

圖片來源：MERIT

即便如此，讓失明者重獲光明，仍然是一項有著重大意義的技術使命。

當然，賽博朋克作為一種文化的諸多優秀文藝作品，也為人類過于依賴科技的未來敲響警鐘。盡管Neuralink掀起的這場腦機接口技術革命令人興奮神往，它的諸多風險仍然不可小覷。

在過去一年時間里，Neuralink 也在加緊提高技術安全性，更重要的是確保使用者的生命安全。該公司的努力包括：

開發了在實驗室環境下，用于測試工作的，對人腦組織進行替代的技術，比如使用培養皿培植的皮質細胞進行電極測試（下圖）。

“最終目標是在未來產品研發和測試中，降低甚至完全消除對活體動物和臨床試驗者的需要，”一位 Neuralink 專家表示。

圖片來源：Neuralink

開發了無需在腦膜 (dura) 上開創，直接在腦膜外進行電極植入的機器人手術技術（在腦膜上開創會導致恢復過程中生成大量組織，覆蓋包裹住接口設備，容易帶來感染隱患，并且非常不便于后期設備維護）

圖片來源：Neuralink