編者按：本文來自微信公眾號“機器之心”（ID:almosthuman2014），作者：R. Douglas Fields，編輯：蛋醬，36氪經授權發(fā)布。

當前，腦機接口的迅速發(fā)展給人們帶來了一種恐慌：這種機器會不會控制我們的思想？著名神經科學家、神經科學期刊 Neuron Glia Biology 主編 R. Douglas Fields 撰文表示：這種擔心目前來看不是很有必要，因為放置在皮層中的電極是無法獲得情感的，神經科學家甚至還不了解如何通過神經回路中的脈沖對思想、情感、意志進行編碼。

早在 1964 年，西班牙神經科學家 JoséManuel Rodriguez Delgado 就證明了，機器可以對人腦實現精確的控制。他站在一頭斗牛的對面，按下手中的無線電發(fā)射器開關，正在沖鋒的牛突然停了下來。

因此 Delgado 認為，在大腦中植入電極可以抑制異常行為，實現一個「精神文明的社會」。只需讓植入的電極通電，就可以平息癲癇發(fā)作時的腦風暴，以及瞬間抑制精神疾病。

但是，這項技術還可以控制一個人的四肢移動，或使他們陷入深深的自殺式絕望。這也難怪，人們對這項技術產生了緊張情緒。

數十年來，這種擔憂限制了該領域的發(fā)展。目前，更先進的技術逐漸興起：激光束、超聲波、電磁脈沖、輕度交流電和直流電刺激等等方法，它們對大腦活動的操作都比 Delgado 的實驗復雜得多。

2017 年，一篇發(fā)表在《Nature》雜志的社論警示了腦機接口技術在心理控制方面的影響。文章開篇引用了電影《黑鏡》的場景：癱瘓的男人利用大腦植入物控制假肢，當這個男人感到沮喪時，假肢突然攻擊了助手。

包括馬斯克和扎克伯格在內的名人都在押注腦機接口（BCI）技術，甚至已經投入了數百萬美元。馬斯克表示，他喜歡在人腦中構建一個「超級智能皮層」，幫助我們免受 AI 的侵害。扎克伯格則希望 Facebook 的用戶能夠在不打字的情況下上傳思想和情感類內容。但在這些討論中，事實和虛構的邊界很容易變得模糊。

當前的 BCI 設備是通過數據分析來工作的，其原理和亞馬遜預測你接下來要買哪本書差不多。無論有什么文章在聳人聽聞，我們要相信一個事實：放置在皮層中以激活假肢運動的電極是無法獲得情感的，神經科學家還不了解如何通過神經回路中的脈沖對思想、情感、意志進行編碼。

它究竟如何工作？

當人們移動肢體或者打算移動肢體時，大腦皮層會持續(xù)涌動電流活動，這就是腦電波。

當一個服務生突然將玻璃杯掉在地上，整個餐廳會發(fā)出唏噓聲，這種現象反映了成千上萬個神經元之間的交流發(fā)生了變化。盡管無法理解每個食客之間的對話，但集體的唏噓是一個明確的信號。

科學家可以利用大腦皮層中的電流中斷來觸發(fā)計算機激活假肢中的電機，或者去點擊屏幕的虛擬鼠標。但是，即便有可能利用微電極進入單個神經元，神經科學家也無法像處理計算機代碼一樣對神經元進行解碼，而是必須使用機器學習來識別與行為反應相關的神經元電活動模式。BCI 借助其中的相關性運行，就像我們通過聆聽發(fā)動機聲音來判斷如何踩汽車離合器。

這種人機界面交互的方法非常有效，使得癱瘓或患有其他神經功能疾病的人恢復部分生活能力。但在 BCI 設備中，比這些技術更復雜的事是大腦本身的作用。通過長時間的反復試驗，看到預期的反應會以某種方式讓大腦得到獎勵，慢慢地，它學會了生成計算機可識別的電信號。所有這些的發(fā)生都是由于「意識」，而神經科學家們不知道大腦究竟是如何實現的。

既然如此，所謂 BCI 的精神控制又從何談起呢？

神經科學家 Timothy Buschman 表示，他正在積極地利用大腦記錄和刺激進行研究?！肝視酪闇誓膫€大腦區(qū)域，但是無法知道具體哪個神經元。即使可以針對每個人使用相同的神經元，在不同人的大腦中，該神經元的作用也會有所不同?！?/p>

盡管馬斯克等人為腦機接口技術帶來了極大的關注度，但技術從不是真正的瓶頸——生物學才是關鍵所在。即使通過將一個神經元標記為「開」或「關」來簡化神經編碼，在僅 300 個神經元的網絡中也有 2^300 種可能的狀態(tài)，這比宇宙中所有原子的數量都多。而人腦神經元總數在 850 億左右。

精神控制一個人，對腦機接口來說很難很難

再談到扎克伯格的用戶上傳想法 / 情緒的計劃， 科學家們也正在嘗試類似的實驗。

CMU 的 Marcel Just 和他的同事正在使用 fMRI（功能性磁共振成像）揭示一個人的個人想法，以了解大腦如何處理、存儲和調用信息。他們可以辨別一個人在想哪個數字，有什么情緒，或者是否有自殺的念頭。

這種察覺行為的前期是，人們要在 fMRI 機器中反復產生特定想法和認知行為。由于認知和情感激活了整個大腦中的特定網絡集，因此機器學習可以最終確定哪些大腦活動模式對應哪些特定思想情感。值得注意的是，無論受測試者的母語是什么，分辨?zhèn)€人想法的全腦活動模式都是類似的。

這項研究揭示了一個令人震驚的規(guī)律：其實大腦并沒有按照我們所認為的方式去存儲信息，即將信息有邏輯地存儲為數據庫中的離散項。取而代之的是，信息被編碼為集成概念，其中包括感覺、情感、相關體驗和意義。

從邏輯上說，「意大利面」和「蘋果」是相似的，都是食物，但每個人對此產生的感覺是不同的，可以激活大腦中的某一特定區(qū)域。這解釋了 Just 是如何使用非常緩慢的 fMRI 方法，花費幾分鐘獲取大腦成像，來確定一個人正在默念的句子。大腦不會像谷歌翻譯那樣逐字解碼和存儲書面信息，它會完整地對句子含義進行編碼。

這種心智閱讀技術似乎令人恐懼。Just 說道：「沒有什么比思想更加私人化的東西了?！沟沁@種擔心實際上也是毫無根據的，與用于操縱假肢的 BCI 相同，這種心智閱讀也需要操縱者的努力配合。人可以輕松地躲避被機器閱讀心智，Just 和他的同事 Vladimir Cherkassky 解釋道。

「我們需要參與者在腦中想『六個蘋果』——先思考紅蘋果，再思考綠蘋果，然后再想一個蘋果電腦，然后我們再尋找其中的區(qū)別?！癸@然，如果你不這么嚴格地去想，機器就獲得不了什么。

批評者時常提到 BCI 涉及的道德問題：缺乏對于隱私、身份的保護，機器展示大腦活動有時未經使用者本人的同意。他們擔心濫用這些權利會侵害自由意志，也擔心技術的發(fā)展會讓社會地位的差異加劇。而且，這些技術顯然也會和其他技術一樣，有被惡意濫用的可能性。這些思考當然都很重要，但同樣需要注意的是，我們已經面對過并接受了此前一些棘手的生物學技術，比如 DNA 測序、麻醉和神經外科手術。

總體來說，BCI 的缺陷可能總會有被好處抵消的那一天。目前人們使用手術或化學藥品治療神經和心理疾病的方法存在嚴重不足。通過精確應用電流與大腦進行交互，或監(jiān)視大腦生物電活動來診斷疾病的方法，展示出了更多希望。

當 Nathan Copeland 用連接了自己運動皮層的機械手和奧巴馬握手時，他還能通過假肢感受到握手時指尖抓握的觸感。BCI 還可以恢復視力、聽力，合成語音，治療強迫癥等疾病，以及幫助人抵抗各種成癮問題。

人們存在對未知的恐懼是自然而然的。對于大多數人來說，害怕大腦受人控制有點杞人憂天，而 Copeland 是實實在在地面對了讓科學家們打開頭顱，在大腦表面植入電極的經歷。目前，鑒于電極壽命有限，Copeland 的大腦植入物已經被移除。

他說道：「回顧過去，我還是愿意多試幾次，只要他們允許?！?/p>

原文鏈接：https://www./how-brain-computer-interface-technology-is-different-from-mind-control-20210517/ 

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