人腦與電腦融合還有多遠？

圖片來源：Masterfile

記者 Christopher Mims

你一定看不出來，Emily Borghard的顱骨里裝著一台計算機。從外表上看，她左耳背後的小鼓包是她接受了植入的唯一證據。自打上次給顱內電腦換電池後，小鼓包上還長出了一簇毛髮。

Borghard在植入顱內電腦前，每天都會經曆數次癲癇發作，出現類癲癇癥狀的「棘波」多達400次。由於這種無休無止的異常神經活動，她的整個青春期墜入了一場噩夢。日不能醒，夜不能寐。她不能開車，不能上課，不能獨處半小時以上。「別人時而發現我躺在地上，或者精神恍惚地在我居住的大學城附近轉悠。」她說。

2011年，19歲的Borghard接受了耐藥性癲癇的根治手術。醫生打開她的頭骨，在她大腦的海馬區植入了一台和Zippo打火機差不多大小的微型獨立計算機。這台電腦通過一對髮絲粗細的長電極監聽不規律的神經活動，並釋放一系列脈衝進行調節。每隔一天，Borghard會把一個小型電子設備放到頭顱附近，將收集到的數據傳到筆記本電腦中，再發送給位於加州山景城(Mountain View)的Neuropace公司。Borghard腦袋裡的「反應性神經電刺激系統」(RNS)就是這家公司的產品。Borghard的醫生會審閱數據，據此評估治療方案並不斷調整。

如今，在植入電腦、手術和藥物的共同幫助下，27歲的Borghard的癲癇發作頻率降至平均每月兩次。最近，她拿到了社會工作專業的碩士學位，她還希望有朝一日能在自己做志願者的醫院裡從事與病人權益相關的工作。

讓Emily重煥新生的就是所謂的神經科技，這是一門結合了神經學、神經科學、神經外科和類似智能手機硬體技術的學科。現在，大多數神經科技公司重點關注的是醫療應用，他們相信這塊市場的規模高達數十億美元。全球已有超過10萬人植入了深度大腦模擬器，通過電子脈衝減少帕金森病症的震顫。初步研究表明，運用類似技術的靶向腦刺激療法能夠幫助失憶症患者恢復記憶，有望為美國540萬名阿茲海默症患者帶去福音。Neuropace公司的RNS系統是目前唯一獲得美國食品藥品監督管理局(FDA)批准的植入治療方案，它能夠感知神經活動，同時做出反應。美敦力(Medtronic)、波士頓科學(Boston Scientific)和史賽克(Stryker)等醫療設備製造商也都在開展相關研究。

然而，許多涉足神經科技領域的企業卻志不在此，他們的目的是通過正式的人腦-電腦物理結合，提升健康人的認知能力。

圖片來源：Doug Chayka for WSJ

在神經科技領域貢獻最大的當屬美國國防部(Department of Defense)的研究分支——Darpa（美國國防部高級研究計劃局），長期以來，它一直推動科學家與工程師達成看似不可能的挑戰。Darpa研發出了互聯網的前身——阿帕網(Arpanet)，同時也是全球定位系統(GPS)和世界上第一台成功實現自動駕駛的汽車的幕後功臣。Darpa下屬的醫學研究部門也在資助開發一些與Neuropace產品類似的大腦植入物，治療從創傷性腦損傷到精神障礙的一系列疾病。

Darpa還許諾將出資6,000萬美元，打造「生物皮層直系交互界面」(direct cortical interface)，這種腦機連接與現有的腦機介面都不一樣。Emily Borghard所使用的神經植入物只能刺激並記錄一小部分神經元的活動。Darpa則希望建立一個能同時連接多達100萬個神經元的神經交互界面。

從理論上來說，這種規模的全功能腦機介面會把人變為可編程、可調校的機器，就像一台電腦一樣。以前要依靠藥物、訓練、教育和心理治療才能達成的效果，有朝一日可以通過更直截了當的方式實現。這一目標有點像《駭客帝國》(The Matrix)中的場景，片中基努·里維斯(Keanu Reeves)飾演的角色就是通過迅速下載資料學會了中國功夫。「這很像軟硬體開發的設計-建造-測試周期。」Darpa的生物技術辦公室主任Justin Sanchez說。建立原型，考察它在現實世界中的表現，並根據反饋做相應調整，這就是人類完善新技術的方式。有了神經科技，我們也可以運用同樣的方式來升級我們的大腦。

醫生將Neuropace研發的小型計算機植入病人大腦，來防止導致癲癇發作的異常神經活動。圖片來源：Intraoperative Photograph courtesy of Dr.Chad Gordon Do, Facs

生物皮層直系交互界面是Neuralink公司的目標，這家創業公司是連續創業家Elon Musk的最新「登月計劃」。Neuralink公司正在研發的是Musk所謂的「神經織網」技術——通過數十億微電極上傳和下載思想。Musk表示，他所追求的是人與人之間「未經壓縮的」思想交流，即無需語言表述即可溝通概念的能力。據Musk說，他正在嘗試使用心靈感應代替以文本信息交流。6月時他曾表示：「我們的輸出水平實在太低了，尤其是在使用手機的時候，就靠兩個拇指不停敲擊。」Neuralink未對本文就任何「經過壓縮的交流方式」置評。

Bryan Johnson於2013年作價8億美元將自己在支付領域的創業項目賣給了PayPal，去年8月，他出資1億美元創立神經科技公司Kernel並擔任CEO至今。「我認為這是所有人類工作中最重要的事。」Johnson說。他堅信，神經科技帶來的認知增強將推動人類在所有領域取得重大進展。「大腦是基礎工具，」他說，「其他都是下游：健康、氣候科學、治理、教育、愛等等，一切都是。」

外界對Kernel與Neuralace等創業公司目前究竟在做什麼知之甚少，只聽說在招兵買馬。「在這個領域，有很多人從學術界跳到產業界。」賓夕法尼亞大學(University of Pennsylvania)計算存儲實驗室負責人Michael Kahana表示。斯坦福大學和加州理工學院等高校的教授助推了矽谷創新中心的建立，正是這些人才流動使得前沿技術能夠迅速商業化。

在腦袋裡安裝獨立計算機的第一步是在頭骨不變形的前提下選擇植入位置。解決植入物安置問題是Longeviti Neuro Solutions的目標，這家創業公司是由約翰·霍普金斯醫院(Johns Hopkins)的整形外科醫生Chad Gordon與醫療器械公司的資深人士Jesse Christopher聯合創辦的。Gordon醫生在為因手術和癌症失去頭骨的病人研發假體時，突然意識到可以在人造顱骨板上安裝一些功能部件，諸如給葯口和電子產品。

前不久的一個早上，在約翰·霍普金斯醫院的一間會議室里，Gordon醫生向我展示了Longeviti的一塊顱骨板：一塊光滑、透明、橢圓形的矩形塑料板。每塊顱骨板都是根據病人的情況，以激光機械臂量身定做的。Longeviti目前正在顱骨板上蝕刻出凹口以容納功能硬體，他們希望有朝一日能夠在塑料內裝入植入物及其供能電池。在交談過程中，Longeviti的合作夥伴、約翰·霍普金斯醫院的神經外科主管Henry Brem一手拿起我的iPhone，一手拿著一快人造顱骨，說二者差不多大。「為什麼不能把這裡頭的電子器件」，他指了指手機，「放到這裡面（假體）去呢？」

但他也接著指出，目前神經科技進步的最大障礙並非硬體開發或植入手術的難度。「打開、閉合顱骨都算不上什麼挑戰，」Brem醫生說，「雖然聽起來很恐怖，但是這項技術實現起來很容易。打開顱骨以後幹什麼，這才是限制發展的關鍵所在。」這位全球最頂尖神經外科醫院的首席神經外科醫生表示，我們對大腦工作方式的理解實在有限，從而制約了神經科技的發展。除了Brem醫生以外，還有很多專家擔心神經科技創業公司把「技術」看得比「神經」更重要。

 「大多數人都沒意識到，這個問題有截然不同的另一面，也就是基礎科學。」說這話的是匹茲堡大學(University of Pittsburgh)神經生物學教授Andy Schwartz，他同時也是腦機介面的先驅之一，「我認為幾乎所有人都忽略了這一點。這就是工程學的傲慢。」

研究人員曾為一隻脊髓嚴重受損的猴子植入無線設備，嘗試重新連接其大腦與肢體，我們只需看一眼這項實驗的成果，也就不難想像前方道阻且長了。在瑞士聯邦理工學院(Swiss Federal Institute of Technology)進行的實驗中，科學家們為一隻癱瘓的猴子植入腦部晶元及腿部電池驅動刺激器，依靠兩者之間的無線連接讓猴子重獲行動能力。這項研究當然很了不起，有望幫助癱瘓病人重獲活動能力。然而實驗中的猴子雖然勉強恢復了行動能力，但動作卻如同提線木偶，遠不及受傷前靈活自如。而我們對大腦運動皮層如何控制肢體的理解相對來說已算深入，遠超更複雜的思想表達與語言運用等認知過程。

創業家Elon Musk。圖片來源：Reuters

不過基礎科學的不足不會打消Elon Musk的念頭，他可是要顛覆汽車、高鐵、火箭飛船等一切領域的人。不過，矽谷「快速行動，打破陳規」的理念能否在神秘精細的神經科技領域奏效，還有待觀察。

Kernel創始人Bryan Johnson會定期舉辦晚宴，邀請知識分子、科學家以及創業者參與，席間常有人問及他的工作。來賓能接受腦機介面正在逐漸變成事實，卻對背後的倫理問題感到困擾。一旦實現了革命性的認知增強，這項技術將歸於誰人之手？政府會將其普及於民嗎？企業會將它作為員工福利嗎？有朝一日，公司是否會將擁有腦機介面作為招聘條件？如此昂貴複雜的系統是否會加劇不平等？我們真的應該做這件事嗎？

在Johnson看來，這都是問錯了問題。他說：「人們自以為或多或少有決定發展哪項技術的權利。」喬治城大學(Georgetown University)神經學研究項目負責人James Giordano與他所見略同：「不管你願不願意，」他說，「神經科技正在演進。天機已泄，魔盒已開。自以為能螳臂當車的，不是天真，就是愚蠢。」

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