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脑机接口 赛博坦时代忒修斯的船?

作者:ope官方网站       发布时间:2020-10-02 13:10:25    

我还是我吗?

但这些产品受技术成本限制,价格极高。其实他们并不能真正进入市场,进入普通人的生活。

Musk,e .Neuralink。(2019)。一个集成的数千通道的脑机接口平台。BioRxiv,703801。https://doi.org/10.1101/703801

除了Neuralink,世界知名的脑机接口公司还包括Mind Maze、NeuroPace、BrainCo等。专注于较长时间域的脑机接口研究的整个历史要长得多,也要大得多。它的历史可以大致分为三个阶段:

赛博格大脑:脑机接口一段历史

随着脑机接口技术的发展,人们越来越关注人与机器的关系。具体有三种问题:我还是我吗?机械还是机械?人还是人吗?

德洛尔在《西部世界》。

公告发布后,Neuralink和Musk一度风头正劲,但并没有就此止步。不久马斯克于2020年8月27日举行了第二次公告,即“三只小猪”的公告。与上次相比,有两大希望:一是植入的芯片更小、更快、更强,几乎只有硬币大而薄(直径23mm),将之前版本的USB有线接口升级为无线充电接口;第二,功效增强的手术机器人的可操作工具已经从相对简单的鼠脑升级为大型动物和人脑。但是马斯克和Neuralink团队的野心并不仅限于此。他们的最终目标是全脑接口和脑机接口在25年内正常化,让全脑神经元可以和外部智能设备一样,从而大大拓展了人类脑力的边界。

脑机接口技术本身不完善,可能导致错误。一个有趣的现象是,当谈到大脑机制时,神经科学家往往忧心忡忡、讳莫如深,而技术专家则信心满满。意识从何而来?整个神经科学界对此无能为力。如何通过脑机接口装置准确捕捉机制并真实再现?在机械学习中,有一个众所周知的小悖论——,它看起来更简单,更大,这意味着一个非常简单的人类行为可能背后有一个巨大的大脑机制。你知道你的魔法大脑工作有多努力吗?不要说泡一杯咖啡(咖啡机忍不住叉腰)就是喝一杯咖啡。这个简单的动作其实是我们大脑超计算能力的产物:你的低级体感皮层(S1)、低级运动皮层(M1)、辅助运动区(SMA)、运动前区(PMC)、小脑、脊髓,都在孜孜不倦、一丝不苟、密集地与运动规划、控制、和谐反馈相关联。

希腊优雅的历史学家和哲学家普鲁塔克在公元1世纪提出了这个问题:如果忒修斯船上的木头逐渐被新木头取代,直到原来的木头都没有了,那么船还会是原来的吗?同理,人的大脑和身体机能也是逐渐连接起来,被各种机器取代的,那么人还是原来的人吗?

另外,可能只是乐观的浪漫。

《星际迷航》年,瘫痪的帕克队长能够用大脑控制轮椅,行动自如,也可以通过点亮大脑来表达意志。现在看来,这其实是一种脑机接口设备。60年代的想象现在变成了现实。

继续思考,随着机械一步步深入大脑,“忒修斯之船”将迎面而来。

脑机接口技术最终会发展到惊人的水平,人类必须进入一个高科技低生活的赛博朋克状态。到那时,脑机设备不仅会将我们的大脑与外部计算机连接起来,还会将设备本身集成到我们的中枢神经系统中。《赛博格公民:后人类时代的政治学》(赛博itizen :后人类时代的政治)指出,随着技术、生理和外部条件的整合,人与人之间、人与社会之间的关系的性质也将发生变化。当计算机成为人类思维的一部分时,人类的自我概念将不可避免地受到挑战,我们将成为真正意义上的“后人类”。

既然机械可以是朋友,也可以是敌人。如果机械在整个意识中的比重太重,可以说机械改变了人的意志,利用了人的行为。这正是马斯克所关心的。他曾经说过:“如果我要推测对我们生存最大的威胁是什么,那可能是人工智能。”他认为,一旦人工智能超越人类智能,现在就会把我们当宠物一样对待。因此,他的策略是开发一种可植入的脑机接口设备,在人工智能完全超越人类之前,将人工智能集成为一体。

大量科幻作品描绘了脑机接口技术的美好想象,其中有些在现实技术的成长中有迹可循。科幻小说在某种程度上变得现实了,就像《阿凡达》里的无创轻松上传图片一样。思维显然是无创的脑机接口;《黑客帝国》中,通过在大脑中插入电缆,瞬间获取知识,是一种侵入性的脑机接口。

脑-机接口|麻省理工学院技术评论。(未注明)。检索于2020年9月10日,https://www . technology review.com/topic/human-and-technology/brain-computer-interface/

需要注意的是,脑机接口研究的成长远没有想象中的顺利,目前的技术进步主要局限于向脑外设备单向输出脑信号,很少涉及外部信息向大脑的传递。“电子图像面包”和“人类巨脑时代”还很遥远。除了人脑中神经元太多(10到8个数量级)之外,很难真正认识到同样的脑植入体如何能够在大脑中和平存在而不引起神经细胞的炎症,这反映出神经科学理论还不够深入,不足以支持对脑机接口的进一步研究,等等。人机结合带来的伦理挑战不容忽视。

Elon Musk (@elonmusk)/Twitter。(未注明)。推特。检索日期:2020年9月10日,https://twitter.com/elonmusk

伦理难题:实验猪易得人类被试难寻

脑机接口技术的风险不仅在于自身的不成熟,还在于开发者和所有者的意图。大脑是我们身体最宝贵、最隐蔽的角落。——人只有一层薄薄的,剩下的都是长图像。我们生活中珍惜的一切都在柔软蓬松的粉棕色里。因此,无论是从大脑获取信息还是输入信息,都需要谨慎。人应该有能力也有权利随时退出信息分享,保留私密的神经数据。就连机器人《西部世界》里的德美也在这一点上做得很棒。神经数据的商业行为也要严格控制甚至直接约束,否则有可能被一些商人和政客利用来制作电子毒品和不合理的政治宣传牟利。或者像《盗梦空间》一样,大脑中的信息篡改甚至可以成为神经黑客的好买卖。虽然脑机接口技术在国内外可以说岌岌可危,但也没必要被食物噎住。除了上面提到的神经数据隐私覆盖问题,还涉及到脑机接口技术是否需要特殊的问责制度,是否需要改变我们的执法制度和我们对道德的理解。如果把脑机设备比作汽车,一目了然:第一,BCI用户要努力做好BCI设备执行的操作,包括意外误读操作;同时,如果能够确定事故来源于设备本身有缺陷的厂家,则应承担更大的责任。

第一,知情同意是最基本的实验伦理。让我们想象这样一个场景:一个患有神经退行性疾病的重症患者,他已经完全丧失了同样的能力,他的亲人也很期待和他再次交流,于是就给他报名了脑机接口实验,但这真的符合他自己的意愿吗?显然,他不能给出知情同意。那么,如何保护这类不能表达但仍有自由意志的群体的权利呢?还是没有解决办法。对于一些神化的脑机接口技术,知情同意还需要包含合理的心理预期。虽然可以授权用于人体实验的脑机接口设备在功效上已经相对稳定,但是每个大脑的个体差异都是奇特而微妙的,有时会导致技术实现的失败。如果受试者或其亲属期望过高,可能会再次受到攻击。因此,研究人员有责任促进人们对脑机接口技术的理解,停止“夸张”。

Kbler,A. (2020年)。BCI:的历史从对未来的展望到对闭锁综合征患者人格的真正支持。神经伦理学,13(2),163180。https://doi.org/10.1007/s12152-019-09409-4

顾凡能和。(未注明)。马斯克的脑机接口计划让我们成为能打败AI的“超人”?微信人号“神经现实”。

沉重而巨大的联系意味着人类行为和心理现象的神经相关性很难准确识别,相应地,脑-机接口设备也很难从复杂的神经运动中真正理解意图。危险在于,机械算法为了填补理解的空白而具有压倒性的权重,就像你的输入法中看似方便的自动预测填充功能,有时会让你不小心发出意想不到的文字,当外部执行设备吸收了错误的信息,甚至可能实施一些意外伤害用户或周围人的行为。虽然面对洪水如此之深,让人不知所措的命题,但从另一端向后探索,不失为一种实事求是的思路。有时候技术确实可以对理论科学做出反应,但是我们也需要在技术自大的道路上慢慢走,多思考。俗话说,偏见比努力更重要。

脑机接口设备真正成为大脑需求空间的后人类时代还很遥远,很大一部分原因在于神经科学等学科涉及人类的实验往往要经过极其严格的伦理审查,尤其是脑机接口研究。神经伦理学需要被越来越仔细地考虑,不仅因为它对受试者的生理状况有很高的风险,还因为它显著地放大了可能存在的旧的伦理问题,并带来了一些排他的、更深刻的新的伦理挑战。

哲学拷问:我、机械与人类

2020年8月28日,埃隆马斯克(Elon Musk)旗下的脑机接口公司Neuralink举行新闻发布会,展示最新的可穿戴设备LINK V0.9和手术机器人。

现在各大科技公司都在下大力气让脑机接口设备进入消费市场。Neurosky推出了一款头戴式脑机接口的消费级产品,它采集大脑信号并在电脑屏幕上反射出来,然后根据大脑状态进行一些外界刺激干预,就像通过反馈调节大脑紊乱一样,让用户集中注意力。脑机接口甚至可以应用到游戏领域,即心智游戏是指系统通过跟踪大脑运动来举办的游戏,玩家可以通过运动想象的算法来控制游戏中人物的动作。

这个问题主要涉及自主性和同一性。现在脑机接口的思想已经应用到医疗中,比如深度脑刺激(DBS)。DBS是通过电流刺激将电极插入患者大脑,抑制异常的局部神经运动,常用于强迫症、癫痫、抑郁症等的治疗。非常有效,可以通过改变神经运动,让一个重度抑郁症患者重新获得快乐。但是这种纯粹的生物幸福是真正的幸福吗?换句话说,机械感应后的“我”和原来的“我”谁幸福?如果一个人只能在相邻的机器改变大脑状态时,以某种方式思考,“我认为”不能导致“真正的自我存在”。即使你无视自己的身份,只把脑机设备当作拐杖之类的工具,长期依赖设备进行情绪管理的人,也可能会发现很难进行自我情绪治疗,因为这个部门的能力和心理完整性都被外包给了脑机设备。虽然听起来“我”还是机械的使用者,拥有最终的决定权,但其实这个决定可能已经是“我”和机械的合作了。

机械还是机械?

连接到大脑后部作为意识中转站的机械显然不再只是一堆没有灵魂的金属,而是在一定程度上成为了人脑的一部分。曾经发生过患者使用脑机接口设备治疗癫痫的情况,机器会识别出大脑的异常放电并进行提醒,所以会提醒患者立即服药。有一天,设备公司破产了,不得不拆除机器。患者强烈拒绝,但由于无法进行后续检查服务等原因,她不得不接受机器对用户的高度依赖,几乎成为最亲密、最有益的朋友。这时,机械不仅仅是设备,似乎还具有一定的个性。

接下来的第三个阶段是从实验室走向市场。BrainGate可以说是脑机接口研究领域巨头中的巨头。它是美国大学和医院的联合机构,包括斯坦福大学、布朗大学、马萨诸塞州总医院和美国国防部下属的退伍军人医院。这个金光闪闪的豪华设置,交出了很多漂亮的答案。2006年,布朗大学的研究小组完成了在大脑运动皮层植入脑机接口装置的首次手术,该装置可用于控制鼠标。2012年,脑机接口设备已经能够处理更大更广的操作,让瘫痪的病人可以控制机械臂,喝水,吃饭,打字,与人交流。到2017年,BrainGate团队意识到,通过植入式脑机接口控制植入式功能性电刺激装置,相当于使用一台外接计算机,对原有神经回路的骨折进行修复和邻接,使脊髓损伤患者可以通过脑运动自主控制手臂进行一些日常动作。到目前为止,这种闭环脑机接口的使用本质上已经接近于我们在科幻作品中看到的未来派形象,脑机接口设备成为人类自然身体的一个部门的想法真正成为可能。

麦氏族区分了两种人,一种是"偶然的人",另一种是"实现他的本质和可能的人"。也许在无数次运算中(这是一个概率问题,就像“无限猴子实验”)机器最终会无限接近人,成为前者,但人工智能的天花板是复制人脑的能力,无法复制人脑的感受。人还是人吗?

第二阶段是脑信号解码的应用。1970年,国防高级研究计划局(DARPA)发起了一项利用脑电图探索大脑交流的计划。1976年,加州大学洛杉机分校的雅克维达尔(Jacques J. Vidal)提出了“直接脑-机通信”的开创性理论和技术建议,创造了“BCI”一词,并给出了至今仍在使用的标度定义。1998年,是脑机接口研究的又一个里程碑。菲利普肯尼迪首次将脑机接口设备植入人体,利用无线双电极获得高质量数据。

第一阶段是对大脑结构的理论认识。1924年,德国神经学家汉斯伯杰(Hans Berger)首次记录了人脑的电运动,并于1927年发表了他在人体脑电图(简称EEG)方面的开创性工作。脑电神经反馈作为脑机接口技术的第一种常用方法,已经使用了几十年。

Musk live展示植入猪脑的脑机接口硬币

但我觉得即使和最初不一样,人类和机械也总是不一样的。这不是功效之战。真正的区别在于,人类有超越“现象世界”掌握“事物本身”的能力,以及由此产生的道德感和对美的感受力。

大概是当今世界上最受欢迎的脑机接口公司Neuralink的成长史,不仅展示了马斯克未来的科技野心,也展示了最近五年脑机接口技术的飞速发展。Neuralink成立于2016年,专注于脑机接口设备,尤其是侵入式脑机接口的产品,是继SpaceX和特斯拉之后的另一个领域。神秘养殖三年,公司突然有了大动作。2019年,Neuralink召开新闻发布会,在bioRxiv(学术界著名的预印期刊)上公布了一篇论文,其中首先收录了公司在脑机接口领域的三大突破性成果:最引人注目的是,植入式微型脑机接口芯片还不到一个乐高积木(23 18.5 2 mm),已经在老鼠和猴子的大脑中获得了快乐。二是柔性多丝电极阵列对大脑的伤害较小,电极数量增加一个数量级;第三,它是一种神经外科机器人,可以以微米级的精度将多根柔软的电极线植入特定的大脑区域。

参考资料

Brainmab。(2018年8月3日)。脑机接口及其简史。中等。https://medium.com/@ AliOztas/brain-computer-interface-and-its-brief-history-678 a3 f 94 c0aa

大脑网络化主要分为四个步骤(以单向循环为例,反之亦然):脑电采集涉及信号强度、稳定性和带宽;信号处理惩罚是指将从大脑内部采集的信号过滤整合成外部设备可以识别的信号;这一步指令执行主要是通过外部设备来实现的,就像上面提到的轮椅和灯是通过机械臂来实现的一样;功效反馈是指大脑识别并认可指令的完成。

德鲁,L. (2019)。脑-计算机接口的伦理。自然,571(7766),S19S21。https://doi.org/10.1038/d41586-019-02214-2

“脑机接口”;也叫脑机接口(Brain machine interfaceBMI)这个听起来很酷的词具体是什么意思?首先是正版的“赛博”——,将有机生命的大脑或神经系统与计算、处理、惩罚的设备连接起来,直接上传下载海量信息。

2020年8月28日,加州弗里蒙特埃隆马斯克(Elon Musk)旗下的脑机接口公司Neurolink召开发布会,展示最新的可穿戴设备LINK V0.9和手术机器人,并通过三只小猪的现场演示和实时神经元运动,展示Neurolink脑机接口技术的实际应用。

一时间,“脑机接口”这一未来研究再次跃入公众视野。

神经链接。(未注明)。检索日期:2020年9月10日,https://neuralink.com/

近日,真人版《钢铁侠》埃隆马斯克(Elon Musk)在——举行了一场非常量身定制的发布会,展示了一群“铁猪”在他的Neuralink公司总部。根据前提,这些小猪的大脑已经被手术机器人植入了Neuralink开发的最新脑机接口芯片,它们的神经运动被实时无线传输到现场的电脑上,让全世界都陶醉于看到小猪在运动或被鼻子触碰时的神经元反应。

(本文来自浪涌新闻。更多原创信息,请下载“浪涌新闻”APP)

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