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全球最火爆的研究:以后不用上学就能把知识输入大脑?

《三联生活周刊》2025年08月20日

原创 张从志

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脑机接口:从科幻走向现实

脑机接口的梦想远远不只是让一个瘫痪的病人重新站起来,或者让一个失语者能够"说话"。他们的终极目标是把正常人变成"超人",能够用"意念"进行更快的信息传输,控制越来越强大的机器,实现完美的人机融合。

主笔|张从志

脑机接口今年有望临床落地

2024年11月,38岁的小董接受了一台特殊的脑外科手术,医生在他的脑袋里植入了一个硬币大小的电极装置。

四年前,小董在国外遭遇了一场严重车祸,导致脊髓损伤,虽然很快就被送进医院得到及时救治,但他还是瘫痪了,手没法再抓握东西,双腿也难以站立,生活几乎不能自理。

什么是脑机接口?

简单来说,脑机接口就是用一组电极去采集大脑里面的脑电信号,然后对这些信号进行解码,分析和还原大脑的意图,最后将其变成指令,传达给外部的机器设备,从而帮大脑的主人实现运动、语言等功能。

历史与发展

  • 20世纪八九十年代就有了脑机接口概念
  • 巴西神经科学家米格尔·尼科莱利斯是脑机接口的先驱
  • 2014年,脑机接口登上了巴西世界杯开幕式

一个瘫痪近10年的截瘫患者,用"意念"控制他穿着的机械外骨骼,给那届世界杯开出了全场第一球。

马斯克与Neuralink

真正把这个停留在实验室的技术推向产业化的是埃隆·马斯克。

Neuralink的创立

  • 2016年,马斯克联合创办了脑机接口公司Neuralink
  • 2024年1月,他们的脑机接口产品在美国完成了第一例临床植入手术
  • 到今年,根据公开的信息,他们已经至少完成9例植入

出乎意料的是,中国近年来创立的一批脑机接口公司现在也都纷纷进入临床试验,而且进程似乎更快,有些半侵入式的脑机接口产品今年就有望拿到临床许可。

中国的脑机接口进展

给小董做手术的是复旦大学附属华山医院的院长、神经外科医生毛颖。他是国内最早一批对脑机接口产生兴趣的临床医生。

华山医院的成就

  • 华山医院是国内目前开展脑机接口临床研究的中心之一
  • 过去半年,华山医院已经完成10多例脑机接口植入手术
  • 如果算上短期植入的前瞻性、探索性临床试验,这个数字还会增加

截瘫患者是个数目庞大的群体。根据《中国脊髓损伤者生活质量及疾病负担调研报告2023版》,中国现存脊髓损伤患者约有374万人,每年新增约9万人。

临床突破:从瘫痪到恢复功能

小董的那场手术很顺利,术后第三天,他就能下床坐轮椅活动了。

恢复进程

  • 术后一个月,经过训练,小董可以在一副气动手套的辅助下,顺利举起杯子
  • 两个月后,他甚至可以用手握起一个小球了
  • 几个月后,研究人员还在他受损的脊髓位置发现了一些神经修复的迹象

这些在常人看来轻而易举的动作,原来对小董这样的截瘫患者来说却是几乎不可完成的。如今,不用旁人协助,能自己举起杯子喝口水,对小董的人生来说就是一种新的希望。

马斯克的终极目标:创造"超人"

但其实,马斯克们的梦想远远不只是让一个瘫痪的病人重新站起来,或者让一个失语者能够"说话"。

终极目标

他们的终极目标是把正常人变成"超人",能够用"意念"进行更快的信息传输,控制越来越强大的机器,实现完美的人机融合。

因为马斯克一直担心人工智能的发展会超越人类智能,机器可能有控制人类的倾向。脑机接口,正是他们给人类对抗机器威胁设计出的新方案。

尽管这种往人脑里植入电极的做法备受争议,但他的思路在全世界还是有很多人认同。

AI会超越人类智能吗?

2025年7月底,世界人工智能大会(WAIC)在上海举办。今年邀请来了诺贝尔奖得主杰弗里·辛顿做开幕演讲,这是这位"AI教父"首次访华。

辛顿的观点

辛顿认为,我们正在创造比人类更聪明的AI,人类与AI现在的关系,就好像在家里养了一只虎崽子。人类对此只有两个选择:要么把它训练好,让它不攻击你;要么把它消灭掉。而实际上,我们已经没办法消灭AI了。

辛顿还有个强有力的证据:AI可以在很短的时间内把自己的全部参数准确无误地分享给另一个AI,但一个人类老师不可能一两天就把自己的知识教给一个哪怕是最聪明的学生。

智能的本质:预测能力

杰夫·霍金斯是Palm掌上电脑的创始人,他是一个计算机科学家,也是神经科学家。他的理论在当下人工智能领域很有影响力。

记忆-预测模型

霍金斯认为,人类理解这个世界的方式其实是靠预测。他提出,人的大脑里其实存在一个记忆-预测模型,后来他修正了观点,认为大脑是存在非常多个不同的模型,它们同时工作,帮人类理解这个世界。

我们从小到大,不管是学习语言,还是和这个物理世界互动,比如拿杯子喝水,上台阶,学习唱歌、画画,都是这些模型在发挥作用。

"如果智能的本质就是预测能力,那人工智能怎么不可以算是一种智能?"

神经科学家的观点转变

让人感到意外的是,大部分神经科学家都能接受辛顿的一个观点——人工智能会超过人类智能。

杨雄里院士的态度转变

中国科学院院士、复旦大学脑科学研究院学术委员会主任杨雄里近年来的态度就发生了大的转变。

自20世纪90年代以来,从深蓝战胜国际象棋冠军,到AlphaGo战胜围棋冠军李世石,每次有人请他来做评论,杨雄里都会说,人类智能是至高无上的,很难被机器超越。

但这几年,杨雄里已经修正自己的观点,他说,机器超越人类的可能性不能排除,而且这种可能性不小。

人类对大脑的了解到了什么地步?

今天的神经科学家们承认,他们对人脑的了解还非常少,特别是对人的高级认知功能,比如语言、记忆、推理等了解更少。

大脑的复杂程度

过去上百年来,科学家们在宏观、微观和介观层面都做出了惊人的努力,但在大脑的复杂程度面前,这些努力还相形见绌。

进入21世纪后,各国政府又发起了各种版本、耗资巨大的脑科学计划,试图对大脑之谜来一场联合攻关。这些项目有的在争议中收场,有的虽然从中取得了很多进展,但与公众期望距离还远。

中国"脑计划"

中国版本的"脑计划"是2013年开始讨论——那一年,美国和欧盟都相继宣布启动了各自的"脑计划"。

实施框架

中国"脑计划"中间经历了各种曲折,直到2021年才正式启动,第一期为期五年,投入经费有50多亿元,前后两期预计投入高达上百亿。

中国"脑计划"的实施框架是"一体两翼","一体"指的是脑认知功能原理解析,"两翼"则是研究重大脑疾病的诊断和治疗方法以及发展受脑启发的人工智能技术。

总结下来,就是认识脑、保护脑和增强脑。

大脑研究的新技术

位于苏州工业园区的华中科技大学苏州脑空间信息技术研究院,就掌握着一项关键技术——显微光学切片断层成像(MOST)。

技术创新

创造它的是中国科学院院士、海南大学校长骆清铭。在神经网络结构研究领域,这个技术在国内外不同科研项目中目前都有广泛运用。

这里一共有50多台价格昂贵的成像设备,它们可以昼夜不停地自动工作,将经过各种生物技术处理过的动物大脑连续切成厚度仅1微米的薄片,然后进行扫描成像。

按照他们目前的能力,一年可以完成2000个小鼠脑的全脑切片成像。

意识:人类最后的"护城河"?

辛顿的论述其实还往前更进一步,他认为人工智能不只是有了智能,甚至已经有了意识。

意识的本质

意识是什么?现在恐怕没人能说得清,但多数人都有个根深蒂固的观念,认为意识是一种基于人类主观体验的东西。

辛顿攻击的正是主观体验这个东西,他设计了一些复杂的思想实验,得出的结论是,主观体验不过是人类的幻觉,所以意识并非人类独有的东西。

很多哲学家都会反对他的说法。但也有人同意这个结论。这个人就是著名哲学家和认知科学家丹尼尔·丹尼特。

克里克与意识研究

将意识问题一把推进神经科学领域的,是英国生物学家、DNA双螺旋结构的发现者之一弗朗西斯·克里克。

"惊人的假说"

克里克提出了一个"惊人的假说":"'你',你的喜悦、悲伤、记忆和抱负,你的本体感觉和自由意志,实际上都只不过是一大群神经细胞及其相关分子的集体行为。"

他把意识纳入了可以用神经活动来解释的范畴,而非某种形式的"灵魂"。这些观念现在被很多科学家接受。

对于机器能否产生意识这个问题,他们通常会否认机器已经产生意识的判断,但不排除机器未来会产生意识的可能性。

意识理论与临床意义

克里克的加入,激发了更多神经科学家开始研究意识。他们设计了很多很有意思的实验去测量和观察"意识",也提出了很多有意思的意识理论。

全脑神经元工作空间理论

其中接受度较高的一种理论叫全脑神经元工作空间理论。这个理论认为大脑里面存在一种"广播"机制,而意识就产生于我们接收的信息被"广播"到大脑各种模块的过程。

但对意识的研究并非毫无意义,至少在临床上,随着我们对意识问题理解的深入,医生们对病人陷入昏迷的情形也有了更深的认识。

华山医院的临床团队联合中国科学院神经科学研究所的团队做过一个研究,是利用脑电技术,对昏迷病人的意识状态进行监测,他们搜集了大量的数据,最终对临床上现有的意识分级标准提出了改进办法。

结论:脑机接口的未来

脑机接口技术正在从实验室走向临床应用,为截瘫患者和其他神经系统疾病患者带来了新的希望。

技术与人性的平衡

随着技术的发展,脑机接口可能不仅仅用于治疗疾病,还可能用于增强正常人的能力,甚至实现知识的直接输入。

但这同时也带来了伦理和社会问题:我们是否准备好接受这种技术?它会对人类社会产生什么影响?

无论如何,脑机接口技术代表了人类对自身大脑理解的一次重大飞跃,也为我们重新思考智能、意识和人类本质提供了新的视角。

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