脑机接口技术（BCI）飞速发展，硅谷的公司正在进军这个领域。会不会在不久以后，我们所有人都用头脑来打字？

将近两年前，丹尼斯·迪格雷（Dennis Degray）发送了一条不同寻常的短信给他的朋友：“你现在手里拿着的，是史上第一条从一个人大脑的神经元发送到另一个人的移动设备的短信。”他回忆短信的文字，“你刚刚创造了历史。”

66岁的迪格雷自从十多年前一次不幸的坠落事故起瘫痪至今，身体从锁骨以下都没有知觉。他能够发短信是因为在2016年，他的运动皮层（大脑中控制运动的部位）以手术方式植入了两小片方形硅片，其上有突出的金属电极。这些电极阵列可以记录他的神经元活动，再转译成外部行动。通过想象用手移动一根控制杆，他能够移动光标，在屏幕上选择字母。他也借助思维的力量，在亚马逊网站上购买过商品，或者让机械臂移动，堆叠积木。

迪格雷植入这些被称为“犹他阵列”（Utah arrays）的装置，是因为他是“大脑之门”（BrainGate）项目的一名参与者。“大脑之门”是美国一个运作很久、多个研究机构合作的科研项目，开发和测试新颖的神经技术，旨在帮助那些大脑正常、但由于瘫痪、肢缺损或神经退行性疾病而失去肢体控制能力的人，让他们恢复交流、移动和独立生活的能力。

但是，尽管犹他阵列已经证明大脑植入物是可行的，这项技术还有很长的路要走。迪格雷接受开颅手术，置入了装置。这套系统并非无线的——从他的颅骨处伸出一个插口，穿过插口的电线将信号送到计算机，由机器学习算法进行解码。他能执行的任务、这些任务能执行到怎样的程度受到限制，因为系统只记录几十到200个神经元发出的信号，而根据估计，在整个大脑里有880亿个神经元（每个电极通常记录一到四个神经元的信号）。

而且这不太会一直持续下去。植入的装置会引起损伤，而大脑对此的反应是瘢痕组织，瘢痕组织会逐渐集结于电极，导致信号质量的渐进衰退。当研究期告一段落时（迪格雷在位于加州帕罗奥图的生活设施里一周接受两次研究），装置会断开，迪格雷的心灵感应能力也就终止了。

“大脑之门”的电极阵列与10美分硬币的尺寸对比图

在全球范围，仅有二十来个人植入过“犹他阵列”。利·霍赫贝格（Leigh Hochberg）是麻省总医院的一位神经病学家，也是布朗大学的工学教授，“大脑之门”项目的共同指导。他说研究已经取得巨大的进步，但“尚不存在一种让患者能随时使用，能可靠地、完整地、快速地、直觉性地用大脑控制计算机的系统”。

近年来，硅谷“肆无忌惮”精神的注入让大脑﹣计算机或脑机接口领域热火朝天。受到“大脑之门”和其他演示验证的激励，声名显赫的企业家、公司和斗志旺盛的初创企业都在寻求开发新一代商品化硬件。它们最终不仅能帮助迪格雷和其他残障人士，还能为我们所有人所用。包括脸书在内的一些公司主攻非侵入式装置，而无线神经植入系统也处在研究中。

7月时，埃隆·马斯克——他最出名的身份是电动汽车公司特斯拉的CEO——介绍了他的Neuralink公司正在创造的一种植入式无线系统的细节。马斯克披露说，系统早已经在猴子身上做研究，希望人体试验在2020年晚些时候启动。迄今为止，Neuralink公司已经收到1.58亿美元的资助，其中1亿美元来自埃隆·马斯克。

尽管处在研发中的大脑植入设备依然与迪格雷大脑中的犹他阵列属于同等尺寸，但它有着远远更多的电极，也就意味着它能记录下更多神经元的活动。犹他阵列——最多能植入四到五个阵列——通常有100个电极，Neuralink公司说它开发的阵列会有多于1 000个电极。公司认为，可以最多植入10个阵列。会由机器人将十分纤细的、镶嵌了电极的生物相容性弹性聚合物丝“缝入”人体，避免刺穿微血管。Neuralink公司希望这样会改善瘢痕形成，从而提高装置持续可用的时间。马斯克在发布会上说：“我们的目标是记录和刺激神经元的发放，在数量上会比迄今为止做过的任何尝试都高几个数量级，并且足够安全和有效，不会像做一次大型手术那样。”马斯克还补充说，植入的过程会更加像激光眼科手术，而不是开颅手术。根据马斯克的说法，医学关怀带动了植入装置的发展，但他也担忧人工智能造成的威胁，相信这会提供一个让人类追赶上人工智能的方法。

马斯克的竞争对手中，也有一些规模较小的初创企业。Paradromics像Neuralink公司一样，将重心放在电极数量更多、尺寸更小的装置上，但它的目标瞄准了神经植入物表面上更高的探测器密度。在外形上，他们的装置看上去会更接近犹他阵列——带有金属电极的“针床”——而且无需机器人手术。“我们希望尽快进军市场。”公司的创始人与CEO马特·安格尔（Matt Angle）说道，他还补充说明，希望在下一个十年的初期开始临床试验。该公司至今已经募集到大约2 500万美元资金，包括美国国防部高级研究计划局（DARPA）的大笔拨款。当DARPA意识到它正在为海外归来的负伤军人制造的复杂机械四肢需要大脑控制后，对脑机接口技术产生了兴趣。

总部位于澳大利亚和硅谷的Synchron公司采取不同的手段。该公司迄今募集到 2 100万美元资金，包括部分来自DARPA的拨款。他们最近揭晓，它的Stentrode装置已经在澳大利亚启动首轮临床试验——领先于Neuralink公司和Paradromics公司。

Stentrode装置避免了开颅手术和瘢痕，因为它的插入是借助于一根穿入后颈处静脉血管的支架。一旦到达运动皮质旁的位置，支架会张开，将16根电极嵌入血管壁，神经元活动的信息会从中被记录下来。到目前为止，在临床试验中已经有一位因为运动神经元疾病瘫痪的病人接受了大脑植入设备，还有四名其他病人即将接受植入。除了研究装置的安全性，还会研究这个系统能多好地允许大脑控制计算机，进行打字和发短信。公司创始人兼CEO汤姆·奥克斯利（Tom Oxley）说，尽管它仅能读到一团神经元的集体活动（它会接受大约1 000个神经元的活动），仍然有足够的数据创造一个对病人有用的系统——信号活动的细微差别更少，使得它更加稳定和强健。

丹尼斯·迪格雷使用犹他阵列植入设备来操纵电脑屏幕上的光标

与此同时，对于Neuralink公司和Paradromics公司来说，挑战依然存在。非常细小的电极是否能减轻瘢痕，这有待观察。还有电极被身体溶解和腐蚀的问题——当装置尺寸变得更小时，这个问题也会恶化。Neuralink公司的新聚合物探测器能持续可用多久仍然是个未知数。

“在他们开始在数年内记录神经元的生命周期之前，没人会被初创公司深深打动。犹他阵列有许多问题——但你确实以年来衡量它的生命周期。”密歇根大学的神经接口研究者辛西娅·切斯特克（Cynthia Chestek）说道。接下来，就算我们能记录下所有这些额外的神经元信号，我们能否解译它们？“我们不清楚大脑是如何运作的。”匹兹堡大学的生物医学工程师香西孝（Takashi Koazai）说道，他的研究领域是植入技术，“尝试解译信息，并真正产生有用的结果是个大问题。”切斯特克同意，对神经元如何计算的机制了解更多会很有帮助，但额外增加数百个神经元的话，“每种算法”都会突然间表现得更好。

这三家公司都没有看到短期的非医疗应用，但他们主张说，随着人们开始看到它如何让人耳目一新，植入技术能逐步扩大到普罗大众中。

最显而易见的应用也许是脑控打字。奥克斯利想象出一幕场景，那些在成长过程中一直打字发信息（这完全依赖于他们的手指）的人随着衰老而丧失这方面的功能。他们气馁于自己无法维持原先的打字速度，也许会寻求其他方法来保持他们的技术能力。最终，当人们看到脑机接口的表现比人类身体更好，就会出现临界点。“假如技术变得安全，容易使用，而且给你提供一流的技术控制，那么会有人为此埋单。”奥克斯利说。

对于在此之外的应用，还没人能言之凿凿。由大脑给智能音箱下达指令？由大脑控制汽车驾驶？大脑与大脑之间直接通讯？增强记忆和认知？

假如这项技术要在医学领域之外发挥作用，军事是我们可能最先看见的领域，牛津大学尤希罗实践伦理学中心副主任汉娜·马斯伦（Hannah Maslen）博士说道。比如说，它可以提供士兵之间的静默通讯，或者允许在脑海里想及某些指令就激活设备。她补充说，要大多数人为了娱乐或便利用途而选择接受外科手术介入的话，困难很大。但是在最近于旧金山召开的一次神经科技会议中，乔纳森·图米姆（Jonathan Toomim）主张，使用植入设备是合乎逻辑的下一步。“我们早已经使用了智能装置——我们的智能手机——将我们的许多认知功能分担给手机，用手机增强我们的记忆。这只是将人类大脑与智能设备之间的带宽提升到更高水平。”乔纳森这位自诩的神经科学家、工程师、企业家和环保主义者说道，他为自己制造过神经反馈装置。

英国皇家学会在9月发布的一份关于这个主题的报告中总结说，对于脑机接口技术如何使用，在未来数年内如何受到监管，大众应当发出更清楚的声音。一种担忧是关于数据隐私，尽管马斯伦说事实应该能让担忧有所缓和，因为虽然脑机接口可能被描绘成能够“读心”和“解码思维”（这助长了恐惧，人们生怕内心深处的秘密会被揭露出来）——但它们是从十分小的大脑区域记录信号，那些区域主要与运动有关，而且要使用者的头脑出力才能让装置运作。她说：“关于隐私的伦理问题……在此不完全适用。”

然而，疑问依然存在。谁拥有大脑数据，那些数据会派什么用场？还有“劫持大脑”，它是指第三方能获取系统控制权，以大脑主人未准许的方式变更系统。马斯伦说，“劫持大脑”根植于现实，而不是科幻小说——心脏起搏器就曾经被黑客侵入过。Paradromics公司的马特·安格尔想知道，来自脑机接口的数据在何种程度上能被用作法庭证据——譬如像日记或者电脑一样表明某人有罪。

围绕着控制权和代理，浮现出更多伦理议题。假如大脑植入设备未能正确理解你的意图，那么你作为装置的使用者，要为“说出”的话或者做出的事承担多大责任？假如一种技术赋予我们极大的好处，我们要如何确保不单单是富人获得这项技术？

全社会仍然有数年时间来细细思量这些问题。Neuralink公司的目标是到2020年年底时让人体临床测试上马运作，考虑到还有许多事项尚未获得验证，这个目标被普遍认为野心过大。但许多专家预期，在5年或10年内，有着视听障碍或者残疾的人士将能利用这项技术。对于非医疗用途，时间框架更大些，或许是20年。对于利·霍赫贝格来说，重点必须是帮助那些最需要大脑植入设备的人。迪格雷说起Neuralink公司的装置：“假如我可以，我会在今天下午装上一套。”

Neuralink公司处于开发中的一台形似缝纫机的机器人将电极插入大脑

植入设备有替代方案吗？

一种穿戴式、非侵入式、无须进行开颅手术、永远能取下装置的脑机接口方案也许看上去吸引力十足。但颅骨让神经元信号的读取变得模糊不清。“非侵入式装置的物理性质极具挑战性。”密歇根大学的辛西娅·切斯特克说道。

一些公司无论如何都想尝试一番。脸书在2017年宣布，它想要创造一种允许用大脑以每分钟100个词的速度打字的可穿戴设备（作为比较，Neuralink公司正努力争取达到每分钟40个词的打字速度——这差不多是人类的平均打字速度——而采用犹他阵列植入设备的“大脑之门”项目已经在没有单词预测的情况下实现每分钟差不多8个词的速度）。2019年7月，加州大学的研究人员在社交网络公司的资助下，首次展示了实时从大脑活动中解码出一小组完整的口述单词和短语——尽管这是用通过外科手术，将所谓的皮层脑电图电极放置在大脑表面上来实现的。与此同时，公司继续研究如何以非侵入式的方法来实现同样的效果，正在探索用近红外线测量血氧水平变化模式的做法（神经元活跃时，会消耗更多的氧气）。

总部设在洛杉矶的初创企业Kernel也涉足这个领域。这家企业的创建者是布赖恩·约翰逊（Bryan Johnson），他过去将移动支付公司Braintree 出售给PayPal，赚到数百万美元。约翰逊已经给Kernel公司投入1亿美元。该公司从一家神经植入设备公司起家，但随后转向可穿戴设备，约翰逊说这是因为前进的道路看上去如此漫长。对于感知和刺激大脑活动，有许多非侵入式的方法（它们确实奠定了面向消费者的大型神经技术行业的基础）。但约翰逊说，没有一种方法等同于桥接进下一代的脑机接口。我们需要新的方法，而他相信Kernel已经发现一种其他人忽视了的方法。他说：“我们在2020年内要准备好分享更多信息。”

但假定技术挑战能够被克服，社会因素可能仍然是一道屏障，安娜·韦克斯勒（Anna Wexler）这么说道。她在宾夕法尼亚大学研究新兴的神经技术的伦理学、法律和社会意义。谷歌眼镜的失败不是因为它用不了，而是因为人们不想在脸孔上佩戴电脑。会不会有人信任脸书，并足以让他们使用脸书设计的脑植入设备呢？

资料来源 The Guardian