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9月28日，在第67届国际宇航大会上，素有“硅谷钢铁侠”之称的埃隆.马斯克（Elon Musk）全面公布了他的“移民火星计划”。根据他设想的“星际运输系统（Interpanetary Transport System）”，人类能够借助SpaceX运载火箭，通过运送燃料的方式，实现星际旅行。埃隆.马斯克计划将在2026年左右将第一批人类访客送上火星，并成功返航-一次“火星之旅”的费用将会被降低到20万美元。

作为SpaceX和特斯拉的老板而享誉世界，埃隆.马斯克已经成为了“创新”这个词的代言人。从电动跑车（Tesla）到太阳能电力（SolarCity），再从超级高铁（Hyperloop）到移民火星（SpaceX）-他提出过一系列看起来“不可能”的疯狂设想，都在今天变成了“可能”。然而就在今年，埃隆.马斯克又提出一个比移民火星更加”科幻“的想法：大脑强化。从互联网到生物技术，埃隆.马斯克的”跨界“设想能否成为现实？

在今年的6月初，埃隆.马斯克受邀参加了Code Conference 2016-这是一场由美国著名科技媒体Recode举办的，一年一度的科技界盛会。

当埃隆.马斯克在会议上谈到未来科技的发展趋势时，他表达了自己对人工智能的担忧：按照目前发展速度，用不了多久，人工智能就会在认知能力和智力上全面超越人类。最严重的后果莫过于爆发战争，人类被人工智能毁灭。即使在最”无害“的情况下，由于人工智能的智力程度和工作效率远超过人类，这个社会的管理权最终将落入人工智能的手中：正如同《黑客帝国》所描述的。在这种情况下，人类虽然能够安逸地生活，却沦为了人工智能的”宠物“-这便是马斯克最担心的情况。

（图片来源：Recode）

既然如此，我们为何不干脆弃用人工智能？人类如此依赖人工智能，它究竟比人类强在什么地方？

首先，我们要来理解一种崭新的观点：在现代社会，人类的”大脑世界“其实分为两层。第一层就是真实的大脑皮层，意识和思维产生的地方。而第二层则是虚拟的互联网和数字世界。也就是说，人脑实际上与数字世界连接了起来，大脑皮层产生的指令，最终将传递到数字世界中，而数字信号将把指令传递给自动化机械和系统。人类的生活和工作，离不开这个数字世界。你可以使用手机，电脑和其它数码设备来办公，打电话，玩游戏……而我们也可以通过电子终端，来操作交通工具，工业设备，乃至管理系统。可以说，新工业与自动化时代，离不开肉体与数字的交互。人脑与数字世界的配合，塑造了高速发展的人类文明。

然而，这种交互系统存在一个致命的缺陷：人类是有机体，而数字信息存在于电子回路当中，这两个”层“并不能有效地适配。所以，人类必须借助电子设备，与数字世界进行交互。举例来说，很显然你不能用大脑接收服务器上的邮件，你要通过手机或者电脑的客户端，下载邮件，点击阅读，然后通过眼睛将这些数字信息传递给大脑。你的大脑实际上是在控制你的手指，在电子设备上输入指令，从而实现这种交互。显然，这种方式的效率是非常低的。马斯克认为，人类和人工智能，本质上都属于I/O式（输入/输出）的系统。也就是说，系统接收信号，进行处理，然后输出结果。我们在百万年的进化中拥有了完善的输入系统，比如听觉和视觉-这完全不逊色于机器。但是，正如前文所描述的，由于我们与数字世界的链接存在障碍，人类的输出系统是十分低效的。

人工智能则能够克服这个障碍：因为人工智能本身就是数字化的，它可以完美地融入数字世界。所以，从输出效果来说，人工智能是一种比人类更加高效的工作系统，它可以高通量、自动化地执行输出。

下面举一个简单的例子：一个人工智能机器人和一个人类同时在大街上目睹到一起抢劫案，他们会怎么做？

机器人可以将输入信号（抢劫场景）快速地转化为输出结果（报警通讯信号）。而人类则需要借助手机这个媒介来输出结果。哪种方式更加高效，已经不言而喻了。

说穿了，如果人类自己能够突破数字世界的屏障，便可以超越人工智能-要是这一天真的来临，独立的人工智能也就没有了存在的价值，所有的担忧也就烟消云散了。

所以，马斯克提出了一种独特的观点：对人类大脑进行改造，让人类畅通无阻地接入数字世界。这样一来，人类的意志和思维，可以直接与数字信号对接，从而逆转了人类”输出端“低效的缺陷。人脑将与数字世界合二为一，将人类的智力和认知能力提升到一个不可思议的程度-每一个人类个体，将与一台“超级计算机”相媲美。如此，人类便可以在“智力战争”上击败人工智能了-换句话说，人类也就不再需要独立的人工智能系统。这样一来，既然没有独立的人工智能系统，机器的“自我意志”也就无法产生，它们将永远被人类当做工具支配。

那么，我们该如何实现这种“改造”呢？按照马斯克的设想，我们可以在大脑皮层的神经元上覆盖一层他称之为”Neuron Lace（暂时翻译为”神经元附件“，下文简称NL）“的电子元件，来充当大脑与数字世界的接口。事实上，这将成为大脑皮层与数字世界之间的第三个“层”，也就是相当于媒介作用。

回忆一下上面那个报警的例子，我们来看看一个大脑被植入NL的“超级人类”会怎么做：

很明显，“掏出手机-拨打110”这个物理过程，被NL转化为了数字信号-这就是那一把进入数字世界的钥匙。这个指令直接发送给了相应的电子设备，从而执行输出结果-这将达到与人工智能相同的效率。

请注意，马斯克不是想在人类大脑里植入一个计算机，而是用NL充当一个“插线板”，把大脑产生的信号传递到电子设备上。这种”插线板“，被科学家们定义为Brain-Computer Interface（BCI）。它的工作原理基于一个重要的事实：大脑神经元产生的信号，是以电流的形式传导的，并能够被捕捉和识别。也就是说，特定的电信号，代表了特定的大脑指令。我们所谓的”意识“，其实是一股电流而已。随着脑科学的进步，人脑产生的电信号已经可以被解读并且可以被翻译成电子设备可以理解的指令-这些信号就代表了我们的”想法“。结合上面的例子，当我们目睹抢劫案的发生，大脑中就会产生”我要拨打110“这个想法，神经元就会传递特定的电信号。NL可以捕捉到这个信号，并把它传递给iPhone。iPhone对这个信号进行翻译，转化为”拨号“的指令，报警电话就产生了。目前，专门研究大脑中电信号的研究被称为脑电图学（electroencephalography，EEG）-而脑电图本身，就能够代表大脑的“指令”。

事实上，BCI并不是一项新鲜的技术。早在2002年，Jens Naumann，一位因意外事故失明的美国人，接受了美国科学家William Dobelle的手术，在大脑内植入了一块BCI芯片。这块芯片与一幅特殊的眼镜链接，让他重新恢复了”视力“。手术成功后，他竟然能够驾车驶入车库！这一度轰动了世界。William Dobelle的手术，也是世界上最早的商业化BCI项目之一。

（图片来源：http://www.jensnaumann.green-first.com）

在2014年，来自Duke University的教授Miguel Nicolelis更是取得了一项令世界为之震惊的成就。他设计了一套如同”战甲“的外骨骼机械，并利用外置的头盔捕捉EEG信号，来操控这架机械。在2014年里约热内卢举行的世界杯上，一位瘫痪少年使用脑电波来驾驶Miguel Nicolelis教授设计的”战甲“，成功地完成了世界杯的开球仪式！这无疑将BCI的研究向前推动了一大步。

（图片来源：cbsnews.com)

2015年，来自美国布朗大学的研究人员们成功制造出了一款新型的商业化BCI产品。这种名为BrainGate的产品，包括一个大脑植入芯片和一个头戴式的无线信号处理器。植入芯片可以检测瘫痪病人的大脑信号，并通过无线信号传输到处理器中。随后，处理器可以编译大脑信号并发送给其它电子设备，按照病人的意愿执行操作：比如操作轮椅和电脑。但遗憾的是，这款产品还没有通过临床试验，因此无法取得上市许可。

(图片来源：MIT Technology Review）

虽然世界上已经有了这么多激动人心的突破，但我们距离马斯克”击败人工智能“的计划还差的很远。因为，马斯克的想法不仅仅是让改善残疾人的生活质量这么简单，而是将人类彻底”数字化“。按照他的设想，在未来，我们可以直接通过大脑指令来打电话，发邮件，查阅数据库，而不需要借助双手来操作电脑了。然而，NL作为一个电子设备，会在生物体内产生强烈的排异反应，其稳定性和安全性都难以保证-这是BCI技术长久以来的一大难题。此外，将NL植入大脑，需要进行开颅手术-这不仅十分繁琐，还增加了风险。事实上，马斯克理想中的NL是能够与大脑神经元完美融合，将生物信号稳定地输出为数字信号。

然而，一项新技术的出现，却让我们重新看到了Neuron Lace与大脑改造的希望！这项研究，是由美国科学家Charles Leiber领导的-他曾在2011年被汤森路透评选为”最有影响力“的化学家之一。

（图片来源：Nautilus）

早在2015年，他的研究小组就在电子植入设备上取得了重大突破：他们设计出一种多孔聚合物，可以形成网状的电路，包裹住大脑神经元-真正意义上最接近Neuron Lace概念的物质！更重要的是，这种多聚物是流质的，可以用直径小于100微米的针头直接注射到大脑的指定位置，不需要进行手术！当他们的研究成果被发表在《Nature Nanotechnology》上时，引起了不小的轰动。这种化学合成物在三维空间上完美适配大脑的生物学结构，将排异反应的风险降到了最低。这也是世界上第一种可以被直接注射的”电子元件“。

（图片来源：Nature）

下图展示了这种聚合物是如何被植入的

（图片来源：Nature）

这种网状聚合物将各种电子元件连接在一起：感应器，传导电路，以及一个I/O输出接口。它们被”揉成一团“，折叠在针管之中。当注射到大脑皮层中时，被释放出来的聚合物会从折叠形态展开，变成一个网状结构，覆盖到神经元表面。

（图片来源：Nature）

随后，其中的感应器可以接收神经元的信号，并通过传导电路，将信号转移到I/O接口。最后，只需要将特定的电子仪器与I/O接口相连，就可以接受大脑传递的电信号了。

这种多聚物电路的制作过程，遵循一个十分简单的模式：首先用单纯的多聚物制作第一层，随后将金属电路和大剪子元件部分铺放在上面，最后将第二层多聚物把电路密封起来-这时我们就可以用注射器把它吸起来然后进行注射了。

为了验证这种技术，Charles Leiber的团队尝试将多聚物”Neuron Lace“植入到鼹鼠的侧脑室和海马体，以及小鼠的海马体中。结果发现，这种设备的植入成功率竟然高达90%！更重要的是，他们利用这种方式，成功地记录了小鼠海马体传递的脑电图。这进一步证明了，这种技术完全能够在活体内高效地实现”Neuron Lace“的功能！

（图片来源：Nature）

很快，在今年8月31日，Charles Leiber领导他的团队又得到了新的突破，并将成果发表在《Natute Methods》上。这一次，他们将16个独立的电极，利用多聚体注射的方式，植入到小鼠的大脑海马体和体感皮质中。同时，利用I/O接口，植入物通过柔性电缆和外部电子设备相连，连续记录小鼠的大脑活动长达8个月！这种方式收集了非常稳定的单神经元信号，并成功监测了自由活动状态下小鼠的大脑老化情况，为”大脑地图“的绘制提供了一种崭新的思路，同时为衰老和退行性神经疾病的研究打开了新的窗口。最重要的是，这项研究再次验证了多聚体注射的方法可以在活体内构建一种长期稳定的”Neuron Lace“。

（图片来源：Nature）

最有趣的是，Charles Leiber表示自己了解过埃隆.马斯克个“疯狂”的想法，并认为”没有那么难实现“。他认为，目前的BCI技术都过于粗糙，过度的依赖外部设备。而自己的努力方向，是制造一个可以和大脑真正进行”神经上“交流的电子电路-这将成为生物体的一部分。

最后，Charles Leiber在一次专访中透露，他的这项技术，还可以被运用到另一种惊人的”黑科技“上面：这种多聚物电路可以被注射到眼球视网膜处，记录视网膜细胞的信号！也就是说，利用这种技术，我们的眼睛将会成为天然的”摄像机“！他表示，自己已经使用小鼠做过实验，这种方式并不会对视力产生损伤，成功率同样达到90%以上！

这项技术的诞生，让埃隆.马斯克那个”科幻小说式“的构想变得现实起来-战胜人工智能，已经不再是一项”不可能的任务“。小编已经不禁开始畅想未来的生活了：早上起床，我想”我饿了“，微波炉就开始自动加热准备好的早餐；出门上班，我想”要迟到了，打个车吧“，一辆出租车就预约上门了；在办公室，我想”该组织大家开会了“，同事们纷纷收到了邮件和短信；工作时，我想”这个数据需要分析一下“，电脑上的分析软件就开始自动工作了.......作为一个”数字化“的人类，我们为何还要担心人工智能的威胁呢？

Code conference 2016 埃隆.马斯克的专访，关于未来，关于技术！56分30秒处开始讨论Neuron Lace的观点-没有字幕，请慎重观看！

http://v.youku.com/v_show/id_XMTU5NTIzMjI4MA

参考资料：

Liu J, Fu T M, Cheng Z, et al. Syringe-injectable electronics[J]. Nature nanotechnology, 2015, 10(7): 629-636.

Fu T M, Hong G, Zhou T, et al. Stable long-term chronic brain mapping at the single-neuron level[J]. Nature Methods, 2016.

http://nautil.us/blog/with-this-neural-lace-brain-implant-we-can-stay-as-smart-as-ai

https://www.ted.com/talks/miguel_nicolelis_brain_to_brain_communication_has_arrived_how_we_did_it?language=en

https://www.technologyreview.com/s/534206/a-brain-computer-interface-that-works-wirelessly/

Naumann, J. Search for Paradise: A Patient's Account of the Artificial Vision Experiment (2012)