脑机接口技术杂谈:猴子玩游戏是真的,但意识上传纯属扯淡
上个月,Neuralink又放了个大招。猴子帕格用意念打乒乓球的视频,你们都看了吧?说实话,第一次看到那个视频,我后背有点发凉。这玩意儿,不就是《黑客帝国》前传么。但等等,别急着恐慌。
我为此专门跑去问了一个搞脑科学的朋友,他苦笑着递给我一杯咖啡,说:‘你们媒体啊,总是把脑机接口吹得神乎其神,其实我们现在连给大脑挠痒痒都费劲。’
没错。脑机接口技术,这四个字现在就像一块砖,哪里需要哪里搬——资本讲故事,媒体造热点,真正的科研人员反而成了最沉默的那群。
先说说那个让猴子出风头的‘线’。Neuralink搞的柔性电极,细到只有人类头发的十分之一,上面密密麻麻分布着电极点。这种线可以直接‘缝’进大脑皮层,读取神经元的放电活动。手术机器人也特别精巧,能避开血管,像缝纫机一样把几十根线扎进特定脑区。
Neuralink柔性电极植入猴子大脑手术过程图
猴子帕格脑袋里就被植入了这样一套设备。它面前有个屏幕,上面显示一个乒乓球。猴子脑子里想着把球往左边打,脑机接口实时解码这个意图,球就真的向左移动了。厉害吧?但我朋友泼了盆冷水:‘猴子练了好几个月呢,而且只限于那种特定游戏。换一种游戏,它立马懵逼。’
你看,这就是现实。我们总被那些酷炫的演示视频忽悠,其实背后的泛化能力差得远。大脑有多复杂?860亿个神经元,每个神经元和上千个其他神经元连接,形成的突触连接总数比银河系的星星还多。脑机接口目前能稳定记录的神经元,最多几百个。几百个对几十亿,好比派个实习生去监听整个纽约的电话,然后让他总结谁在说梦话。
很多人觉得脑机接口迟早能读心。呃,醒醒。你大脑里可没有什么清晰的语言编码。‘我饿了’这个念头,是无数神经元用极其复杂的方式协同放电的产物。信号里还掺杂着噪音、运动准备电位、背景电活动……解码算法稍微一偏,可能就把‘饿’解读成‘想跳舞’。
现在的技术,大致分两类。侵入式的,比如在大脑皮层上贴电极片(ECoG)或者直接插进皮层(微电极阵列),信号质量好,但开颅手术风险摆在那里。非侵入式的,头上戴个脑电帽,采集头皮脑电波(EEG),安全便宜,可信号弱得可怜,像穿着军大衣隔着墙听人家说悄悄话。
科研人员佩戴非侵入式脑电帽进行脑机接口实验
脑电帽这东西我戴过一次。要往电极里挤导电膏,凉飕飕的糊了一头。坐那儿盯着屏幕,拼命想象自己移动光标,结果光标纹丝不动——实验员小哥忍着笑说:‘您放轻松,别太用力……’ 我……那感觉,就像使了全身劲想用意念折弯勺子,最后发现自己是勺子。
所以,别把脑机接口等同于读心术。它本质上是一个模式识别器。你重复做一个动作或想一件事,大脑产生类似的信号模式,算法学会这个模式,就能识别并执行命令。但换个人、换个时间、甚至你稍微动个念头,模式就可能漂移。稳定性是业内头号难题。
吐槽归吐槽,脑机接口真正的光芒,在医疗康复领域。BrainGate这个项目,十几年来一直在帮重度瘫痪患者用意念控制外部设备。他们把微电极阵列植入运动皮层,患者想着移动自己的手臂,算法解码运动轨迹,然后驱动机械臂或屏幕上的光标。
有个叫凯西的女士,因脑干中风全身瘫痪,只有眼睛能动。通过BrainGate,她可以用意念移动屏幕上的光标,一个字母一个字母地打字。她发的第一条推特是:‘你好,世界。’ 我翻到那条推特时,说实话,鼻子酸了一下。这可是真实世界里,思想直接触及外界的技术。
更早之前,还有人用脑机接口控制轮椅、控制无人机、甚至控制外骨骼踢足球(虽然踢得像慢动作回放)。最前沿的尝试,是在感觉皮层植入电极,让大脑‘感觉’到机械手指的触觉。换句话说,不光能动,还能有真实反馈。这方向要是走通了,未来义肢真能像原生肢体一样了。
然而,每个成功案例背后,都有无数技术瓶颈。电极周围会产生神经胶质疤痕,慢慢把人造设备和脑组织隔离,信号越来越弱。电池、芯片发热、无线传输带宽……都是坑。还有最头疼的伦理问题:脑植入设备能记录你最私密的思维片段,谁来保护这些数据?要是能增强记忆或者下载技能,社会公平还不炸锅?
瘫痪患者通过脑机接口控制机械臂喝咖啡
所以,脑机接口技术到底会带我们去哪里?我不知道。但我最近总梦见自己脑子里有个USB接口,醒来后一身冷汗。哦对了,据说马斯克已经开始给猪装芯片了——别问我,这事儿得问他。也许某天我们真的能‘心想事成’,但代价是什么,谁心里也没谱。反正我暂时还不想在脑袋上开个洞。
技术就在那里,疯狂生长,沉默着,也喧嚣着。
我为此专门跑去问了一个搞脑科学的朋友,他苦笑着递给我一杯咖啡,说:‘你们媒体啊,总是把脑机接口吹得神乎其神,其实我们现在连给大脑挠痒痒都费劲。’
没错。脑机接口技术,这四个字现在就像一块砖,哪里需要哪里搬——资本讲故事,媒体造热点,真正的科研人员反而成了最沉默的那群。
一根比头发丝还细的线,搅动了整个硅谷
先说说那个让猴子出风头的‘线’。Neuralink搞的柔性电极,细到只有人类头发的十分之一,上面密密麻麻分布着电极点。这种线可以直接‘缝’进大脑皮层,读取神经元的放电活动。手术机器人也特别精巧,能避开血管,像缝纫机一样把几十根线扎进特定脑区。
Neuralink柔性电极植入猴子大脑手术过程图
猴子帕格脑袋里就被植入了这样一套设备。它面前有个屏幕,上面显示一个乒乓球。猴子脑子里想着把球往左边打,脑机接口实时解码这个意图,球就真的向左移动了。厉害吧?但我朋友泼了盆冷水:‘猴子练了好几个月呢,而且只限于那种特定游戏。换一种游戏,它立马懵逼。’
你看,这就是现实。我们总被那些酷炫的演示视频忽悠,其实背后的泛化能力差得远。大脑有多复杂?860亿个神经元,每个神经元和上千个其他神经元连接,形成的突触连接总数比银河系的星星还多。脑机接口目前能稳定记录的神经元,最多几百个。几百个对几十亿,好比派个实习生去监听整个纽约的电话,然后让他总结谁在说梦话。
读心术?不不不,我们连准确解析‘饿’这个信号都难
很多人觉得脑机接口迟早能读心。呃,醒醒。你大脑里可没有什么清晰的语言编码。‘我饿了’这个念头,是无数神经元用极其复杂的方式协同放电的产物。信号里还掺杂着噪音、运动准备电位、背景电活动……解码算法稍微一偏,可能就把‘饿’解读成‘想跳舞’。
现在的技术,大致分两类。侵入式的,比如在大脑皮层上贴电极片(ECoG)或者直接插进皮层(微电极阵列),信号质量好,但开颅手术风险摆在那里。非侵入式的,头上戴个脑电帽,采集头皮脑电波(EEG),安全便宜,可信号弱得可怜,像穿着军大衣隔着墙听人家说悄悄话。
科研人员佩戴非侵入式脑电帽进行脑机接口实验
脑电帽这东西我戴过一次。要往电极里挤导电膏,凉飕飕的糊了一头。坐那儿盯着屏幕,拼命想象自己移动光标,结果光标纹丝不动——实验员小哥忍着笑说:‘您放轻松,别太用力……’ 我……那感觉,就像使了全身劲想用意念折弯勺子,最后发现自己是勺子。
所以,别把脑机接口等同于读心术。它本质上是一个模式识别器。你重复做一个动作或想一件事,大脑产生类似的信号模式,算法学会这个模式,就能识别并执行命令。但换个人、换个时间、甚至你稍微动个念头,模式就可能漂移。稳定性是业内头号难题。
但总有人在做酷的事情:让瘫痪者重新控制机械臂
吐槽归吐槽,脑机接口真正的光芒,在医疗康复领域。BrainGate这个项目,十几年来一直在帮重度瘫痪患者用意念控制外部设备。他们把微电极阵列植入运动皮层,患者想着移动自己的手臂,算法解码运动轨迹,然后驱动机械臂或屏幕上的光标。
有个叫凯西的女士,因脑干中风全身瘫痪,只有眼睛能动。通过BrainGate,她可以用意念移动屏幕上的光标,一个字母一个字母地打字。她发的第一条推特是:‘你好,世界。’ 我翻到那条推特时,说实话,鼻子酸了一下。这可是真实世界里,思想直接触及外界的技术。
更早之前,还有人用脑机接口控制轮椅、控制无人机、甚至控制外骨骼踢足球(虽然踢得像慢动作回放)。最前沿的尝试,是在感觉皮层植入电极,让大脑‘感觉’到机械手指的触觉。换句话说,不光能动,还能有真实反馈。这方向要是走通了,未来义肢真能像原生肢体一样了。
然而,每个成功案例背后,都有无数技术瓶颈。电极周围会产生神经胶质疤痕,慢慢把人造设备和脑组织隔离,信号越来越弱。电池、芯片发热、无线传输带宽……都是坑。还有最头疼的伦理问题:脑植入设备能记录你最私密的思维片段,谁来保护这些数据?要是能增强记忆或者下载技能,社会公平还不炸锅?
瘫痪患者通过脑机接口控制机械臂喝咖啡
所以,脑机接口技术到底会带我们去哪里?我不知道。但我最近总梦见自己脑子里有个USB接口,醒来后一身冷汗。哦对了,据说马斯克已经开始给猪装芯片了——别问我,这事儿得问他。也许某天我们真的能‘心想事成’,但代价是什么,谁心里也没谱。反正我暂时还不想在脑袋上开个洞。
技术就在那里,疯狂生长,沉默着,也喧嚣着。