《阿丽塔》脑机接口正从科幻走向现实

来源：zhongcap

摘要：《流浪地球》和《阿丽塔》前后脚上映，难免不让人比较一番。科幻片的魅力，在于它试验和想象未来的可能性。

昨天晚上小编去看了卡梅隆的新作《阿丽塔：战斗天使》。

《流浪地球》和《阿丽塔》前后脚上映，难免不让人比较一番。科幻片的魅力，在于它试验和想象未来的可能性。

《流浪地球》关心的是作为整体的人类，《阿丽塔》只是一个个人本身；前者探讨的是生存，后者思考的是存在。

同是科幻片，《阿丽塔》本质上很现实主义，《流浪地球》有很多“现实”场景，但却是浪漫主义的。

《流浪地球》为了集体牺牲个体的生命和亲情，《阿丽塔》则带着生命和爱情的力量为自由而战。

电影是文化不是政治，文化无论好坏与高下，各有其价值。

街头卖艺的残疾人可以用机械臂自如地弹吉他；女主角阿丽塔只有大脑保存完好，但依德医生巧妙地为她安装了机械肢体后，阿丽塔奇迹般地复活了。

“如果忒修斯之船上的木头被逐渐替换，直到所有的木头都不是原来的木头，那这艘船还是原来的那艘船吗？”

复活后的阿丽塔一直对意识、人性，以及“我是谁？我在哪？我要做什么？”的不懈追求，这是个哲学层面上的宏大话题，本文并不想着墨过多。

但如以“硬科技”的视角去审视科幻电影，往往能发现一些不一样的看点。

形色色的半机械人，都离不开脑机接口的支撑——毕竟，离开大脑的指挥，功能再强大的机械肢体也难以动弹。

其实，脑机接口技术早已不属于纯科幻。

尽管离《阿丽塔：战斗天使》中描绘的发展程度相差甚远，现实生活中的脑机接口技术已开始崭露头角。

今年一月份的《经济学人》封面文章以The next frontier （新边界）定义了脑机接口技术。

正如古希腊人幻想飞翔，今天我们的幻想是将人脑与机器融为一体，来对抗凡人必有一死的宿命。

敲键盘是我们与计算机交互的主要方式，近几年兴起的语音交互是人工智能技术带来的新福利。而脑机接口技术将再次带来全新的人机交互方式。

脑机接口（brain-computer interface，BCI）通过解码人类思维活动过程中的脑神经活动信息，构建大脑与外部世界的直接信息传输通路，在神经假体、神经反馈训练、脑状态监测等领域有广泛的应用前景。

简单说，就是实现用意念控制机器。这意味着人与机器的主要交互方式，除了手工输入，以及近几年兴起的人工智能语音交互之外，还可以直接通过大脑向机器发指令。

目前的脑机接口技术可以分为两类，一类是侵入式，比如在大脑中植入芯片，还有一类为非侵入式，比如戴上可以采集脑电波的头盔或帽子。

2014年巴西世界杯开幕式，一名腰部以下瘫痪的少年，通过BCI控制的机器外骨骼从轮椅上站起来，向前迈出几步，踢出了世界杯的第一脚球。

你以为脑机接口离我们远吗？

还记得去年12月26日，刷遍了朋友圈的《北京地铁内丢失的20万元人工耳蜗》的文章吧。

文章中说：如果找不到耳蜗需要重新做开颅手术，这样的描述引发了不少争议。

因为客观来说，在植入人工耳蜗确实需求手术，但是更换外接耳蜗设备并不需要。

意外的是，这则新闻让很多人认识到了今天医学的进步：原来听力恢复技术已经发展到这个地步了，已经可以让体内体外设备相联系。

目前世界上已经有近35万人安装了人工耳蜗----就是脑机接口目前为止最成功、临床应用最普及的技术。它已经可以帮助大量失聪者重新找回声音和交流的能力。

早在半个世纪前，科学家就有了将大脑与机器连接起来的想法。只不过，相关技术一直不太成熟，脑机接口技术进展缓慢。直到2000年左右，脑电波检测等技术的重大进展，为脑机接口技术注入新的发展活力。

随着BCI技术的成熟，众多“头号玩家”争相进入BCI领域。其中的典型就是----“钢铁侠”。

你可能知道，“钢铁侠”马斯克用Tesla推动了电动汽车的迅猛发展，用SpaceX加快了太空探索的步伐，但你可能还不知道他创办了脑机接口公司Neuralink来改造人类自身。

人工智能时代以降，为了对抗强人工智能不可控的风险，马斯克正努力促进人机融合，将人类自身打造成人工智能，这或许是人类物种能够延续的最终路径。

马斯克说，“我认为，人们不喜欢的一个事实是，自己已经成为一个半机械人。与20年甚至10年前相比，人已经不是同一种生物，比如，许多人已经一刻也离不开手机。我认为，人在某种程度上已经与手机、笔记本、应用等融合在一起。”

Neuralink的目标是全脑脑机接口，能够与大脑的任何区域传输神经信号，它将成为综合的“数字化第三皮层”，人类将成为半机械人。

脑机接口的迅速发展离不开一家幕后机构（我们公众号文章多次提到）：美国国防部高级研究计划局（DARPA）。

DARPA下属机构神经科学项目部，也被称为国防部疯狂科学部。

刚开始他们关注点是为服务于那些因身体或大脑残疾回国的士兵的技术，例如，资助了对连接到神经系统的假肢的研究和对可以治疗创伤后应激障碍的大脑植入物的研究。

但军事作战的方式正在发生变化，DARPA的优先事项也必须改变。神经科学研究的下一个前沿领域：让身体健全的士兵拥有超能力的技术。

“战士需要新的方式来与机器进行交互和进行互操作，”DARPA最新神经技术项目经理Al Emondi说，“但到目前为止，大多数技术都需要通过手术来应用到战士们身上。我们将改变这一点。”

2017年公布了一项代号为N3的脑机接口开发项目。旨在开发高分辨率的便携式神经接口，能够同时读取和写入人脑的多个位置，在非手术的情况下实现大脑和系统间的通信。最终目的是让士兵可以用脑电波操纵复杂的外界设备，比如无人机和无人火炮，以及实现对增强设备的控制，比如外骨骼战甲等等。

目前N3计划处于保密阶段，在花费了2900万美金后向国会报告中只提到了一项成果：

不植入人机接口，让士兵用“意念”同时操纵三种类型不同无人机完成编队的技术。

尽管前景十分美好，现阶段脑机接口技术还存在很多尴尬的问题。

例如，鼠标的移动只需要两个自由度，但灵巧地操作人的手需要27个自由度；视觉皮层的研究人员通常是在环境静止的情况下开展相关研究，但真实世界中的背景几乎一直处在或者缓慢或者迅速的变动之中。

这意味着人类距离应用脑机接口仍有非常大的距离。漫长的投资回报期和深奥的前沿科技的结合足以吓退大多数投资人，设计更好的界面也需要诸多学科通力合作，而这，和之前强调细化的科学发展方向背道而驰。毋庸置疑，这些在一定程度上，都会阻碍相关研究的发展。

脑（Brain）：人类对脑科学探索还处于婴儿期，如何在脑科学认知限制条件下研发BCI？

机（Computer）：带宽瓶颈——如何小儿巧地容纳大量信息？

接口（Interface）：如何解决生物相容性问题？人的免疫系统排斥本体之外的”入侵”物体，如何让BCI融入有机体？

脑机接口（BCI）：伦理问题——试验阶段，如果开颅，可以做大量生物实验吗？推广阶段，如果读心实现，隐私何在？

只有知道大脑是怎么回事，了解大脑是如何运作的，才能更好地解读大脑生成的信息。目前对于诸如听和看等涉及大脑局部区域的脑电信号，学界已了解得比较深入。

但对于大脑高级功能产生的脑电信号，比如回忆、复杂情感等，学界目前对其的了解程度还很有限。

正如电影里的阿丽塔说：

“我应该到那里去，我属于那里？不，我们不属于任何地方，除了爱在身边。”

人之所以称之为“人”是因为有——爱。

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