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[转载]脑机接口与硅基生命体
quantumchina 2020-9-8 10:17
在尤瓦尔赫拉利的《未来简史》中,就有这样的论述。 由于人类是碳基生物,也就是大家熟悉的有机物,既然是有机物,那么我们自然就会凋零和死亡。如果能够将我们人类的自我意识,也就是大脑中的信息通过技术手段提取出来,移植到一个无机物,也就是硅基生物体上,比如终结者中的液体金属人,或者某种特殊材料制成的类人体身上,并通过脑机接口,实现大脑意识对新硅基身体的控制。那么,人类就能够实现从思想到身体的永生。    不过要提醒大家的是,这只是个假说,其理论的细节是什么,目前还没有明确的结论。    假设我们进行一些科幻想象: 如果未来已经发展出了硅基生命体(基于硅计算机制造的无机体复制存储了人的记忆、思维、情感等),那么我们怎么判断这个个体与真人的思维是否在同一层次水平,或者怎么判断它的思维是否像生物体的人? —— 我 思故我在” 这是哲人的名言,意思是“我无法否认自己的存在,因为当我否认、怀疑时,我就已经存在!” 。也就是说如果硅基生命体能够进行批判性的思考,就说明它具有了它的自我意识,能够真的感受到自我的存在,在此基础上也才会具有想象力、创造力、感情等和生物人一样的综合思维能力。 内容参考: https://dy.163.com/article/FLEEO2PM0521L3RL.html?referFrom=baidu
个人分类: 科幻|2454 次阅读|0 个评论
[转载]刚刚,马斯克宣布“脑机接口”新进展,人类永生或许要实现了
flysky97 2020-7-11 09:40
早在读研阶段做微流控芯片的相关学习时,就坚信这一天迟早会来, 只是,我不知道,会来得这么快……转载一下面的文章,是以为记…… 刚刚,马斯克宣布“脑机接口”新进展,人类永生或许要实现了 时光派 07-10 23:16 本文作者:时光派研究院撰稿 “面壁者,你背把铁锹干什么?”车开时有人从车窗探出头问。 “为自己挖墓。” “哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈……” 没有人知道他说的是真话 ——刘慈欣《三体》 在刘慈欣老师的科幻小说《中国2185》中,描绘了一幅人类永生的景象。2185年,99%的人类毁灭了肉身,将意识融入计算机网络,以电磁波的形式实现了永生。 为什么人类愿意放弃肉体呢?因为电磁波的永生实在太爽了!在电子世界中,人类将以 30万千米的速度生存,这意味着,他将是世界的主宰 。好色的人,可以一秒钟创造出一百个迪丽热巴,或者一百个彭于晏供他享受——这还不是最爽的,他还可以 用电直接刺激中枢神经,将产生比吸毒还爽1000倍的快感 ,而不用担心损害身体。只是刘老师太阴暗了,小说的最后,饱暖思淫的人类为了争夺电子世界,发生无休止的战争,人类game over了。 打开网易新闻 查看更多图片 抛开小说的负面,我们今天来说一说,人类有没有可能,以电磁波的方式,永生在电子世界呢?最近,马斯克为我们叩开了大门。 马斯克是谁?他身价 2900亿元,是SpaceX太空探索公司主席 ,提供私人载人航天服务,今年5月份刚把人送进太空又接了回来。同时创立了脑机接口研究公司Neuralink,仅两年,就研究出神经手术机器人 ,震惊世界!就在7月9日,马斯克在推特上宣布有了新进展,将在8月28日发布全新消息。 脑机接口是个什么东西呢?或许很多人已经了解,但时光派还是要不胜其烦的给大家介绍一下。 简单来说,脑机接口就是一个 神经手术机器人 ,通过激光在脑壳上扎个洞,在大脑中植入芯片,然后通过USB接口读取大脑神经元信号,并输出用于控制机器。 这个机器人,长得像一台缝纫机。不知道还以为,马斯克进军了植发界,雍禾植发默默点了举报。 机器人如何工作?分为三步走。 第一步,先在颅骨上钻个洞 。不同于传统手术钻洞,机器人所采用的是激光。这种钻洞方法,跟眼睛微创手术一样,几乎 无创口,精确,不流血 。上午钻洞,下午就能上班。 接着,就像缝纫机一样,以 每分钟6根的速度,把电线植入大脑里面。 植入的位置和线路经过电脑精确计算,避开血管和重要组织,不会出现损伤和感染。 下图就是缝纫机植发的样子,看得时光派头皮发麻。 第二步:植入芯片 。马斯克发明的芯片,用于汇总植入大脑的192个电极收集来的神经元信号。该芯片有五个,三个植入运动区域,一个感受区域,一个总芯片位于后脑勺,汇总信息并用电池提供电能。 目前,该芯片已经在老鼠身上试验了,并且植入了1500个电极,比人类版本多了将近8倍,并且芯片更加先进,大家可以从下图感受一下强度。 芯片功能十分强大,能够收集 1500个点击产生的神经元信号, 并且传递到电脑。不过,马斯克没读懂老鼠传出来的神经元信号是啥意思。 马斯克同样记录了微创植入的过程。探针一针针的扎入老鼠的头皮,同样看得时光派头皮发麻。 第三步:导出信号到机器上。 马斯克使用一种直径仅有5微米,细如蜘蛛丝的电线,把芯片接收到的神经元信号传递出来。 这种电线使用最新材料制成, 电阻极小,电损率极小,抗氧化,不会生锈 ,在老鼠体内没有检测到排斥反应,对大脑的伤害很小。 去年7月,马斯克已经在老鼠身上完成试验,预计在一年内通过美国伦理实验研究会,在人类身上试验。如果按照进程,今年的8月28日,将会公布试验的数据结果。 期待了整整一年,马斯克昨天公布的时候,虽然只是在推特上以回复形式公布,仍然举世震惊。这是一项开天辟地式的科学突破,它 将彻底改变人和万物的沟通方式,万物互联,最终将改变人类 。 风平浪静的大海上,岩浆正在深海沸腾,怒吼,一场毁天灭地的海啸,正在蓄势待发! 说出来可能有点冒犯,我们已经让猴子学会了玩电脑 ——马斯克 脑机接口,让人类进化 脑机接口是目前最尖端最前沿的技术,光是脑电波传输领域就获得了5个诺贝尔奖。它指的是,人脑和机器实现互通,并且实时翻译,最终做到人和人之间,人和物体之间,实时传输思想,下载上传思维。 目前,脑机接口技术正在日新月异的发展。我们已经能够预见,在不远的未来,脑机接口技术将逐渐改造人类,实现从人到“机器人”的进化。 1辅助残疾人 。正如马斯克所说,我们团队发展脑机接口技术,是为了帮助全球的残疾人。脑机接口技术,帮助残疾人直接用意念控制机器,用机器修复残疾人士的某些缺陷。 目前,已经存在这方面的应用了。例如:人工耳蜗帮助了数百万听力障碍人士听到声音。 顶级期刊《柳叶刀》上,脑机接口技术帮助一位四肢麻痹患者,通过外骨骼实现了行走愿望。 美国一位截瘫患者,也通过脑机接口技术,实现控制轮椅行走愿望。 而在南非世界杯上,一位下肢瘫痪患者,借助外骨骼,踢开了世界杯的第一球。 而随着5G技术的发展,更诱惑的前景更在于,实现无线传输! 比如,头上戴个意念环,你想开灯,灯就能自动开。 你想开空调,一个意念就能开空调,你想关门,一个意念就能关门。 甚至,你在公司上班,家里忘关煤气,一个意念,就在十公里外,把煤气关了。 这样的无线意念控制场景,怎能不叫人期待。 2应用第二层 :记忆移植。还记得《哆啦A梦》里面的记忆面包吗?在面包上画上知识,吃了就能记住知识。 而通过脑机接口,可以把世界万物的知识,汇集在电脑里,再输入到人脑中,在短时间内,学习到大英帝国图书馆所有的知识。老 师这个职业,将会永远消失 。 另外,也能把意识上传到电脑,实现开头刘慈欣老师所描述的,在电脑中实现永生。 3应用第三层:无线沟通!实现脑机接口的人类,不用语言,只需要用 脑电波,就可以实现脑—脑对 话。 这意味着,信息将实现无损联通,一个人脑袋里有任何想法,立刻被知道,谎言将会消失。三体人的交流方式在人类身上得以实现。战争也就没有计谋可言,就是双方你一炮我一炮,硬实力互刚! 4应用第三层:进化大脑。脑机技术使人类第一次透彻了解人脑运行机制,人类的脑部疾病将得以攻克。同时,大脑也将被人为的升级,《三体》中面壁者希恩斯的愿望也将实现,人类可能会出现“超级智人”! 超级智人的智力将是10个爱因斯坦之和,发明创造的数量和质量将以指数形式爆发 。如果超级智人心术不良,将发明创造用于对付人类,人类危矣! 这个仍未醒来的世界,不知道自己已被当成豪赌的筹码,放到宇宙的赌桌上。 是福是祸?人类的终极考验 每一项科技的发展,都是一把双刃剑,如果控制不好,将会造成世界的倒退。脑机接口技术,对于人类来说,更是史无前例的大风暴。 首先,是战争问题。第三次世界大战没有爆发的原因是什么?是因为现代人类向往和平吗?不,是原子技术的突破。原子弹的发明,让交战双方有所忌惮,害怕被报复。倘若脑机接口技术的应用 ,产生出一种绝对碾压,能让对方毫无报复能力的力量,世界将陷入血海。 其次,脑机接口技术的出现,将使富者越来越聪明,越来越富有,贫穷的人将越来越穷,越来越弱小。贫富的差距将越来越大,出现超级人类。 原版人类和超级人类之间的差距,可能比猪和人类的差距还要大。超级人类杀死原版人类,就像碾死一只蚂蚁。你碾死蚂蚁前,会问你疼不疼吗? 我消灭你,与你无关 。 写到这里,浑身颤抖,头皮发麻。新技术的崛起,是为自己掘墓吗? 不禁想起丁仪博士死前警告地球人的话: 傻孩子们,快跑啊!
个人分类: 科技|2023 次阅读|0 个评论
脑机接口能让盲人复明吗?------人眼新问(9)
dsm9393 2020-4-7 17:42
脑机接口能让盲人复明吗? ------人眼新问(9) 都世民( Du Shimin) 摘要:本文主要阐述植入式脑机接口相关问题。美国专家马斯克试图用植入式脑机接口让盲人重见光明,设想 10 年内解决这一问题,这种人工电极的方法,目前的进展情况和存在的问题,到底能不能够让盲人复明? 关键词:脑机接口 , 植入式 , 休伯尔 , 人工电极 , 盲人复明 。 一 .引言 · 自 1958 年开始,美国哈佛大学的两位神经生物学家 — 美裔加拿大人休伯尔 ( David Hunter Hubel) 与瑞典人维泽尔( Torsten Nils W i e s e l ) ,对视觉机制进行了长达 2 5 年的合作研究,共同获得了 1981 年诺贝尔生理学或医学奖。他们首次用 微电极 的方法,研究了外侧膝状体和视皮层神经细胞感受野, 并提出视觉信息是通过三条独立的通道进行加工的。 · 1984 年 , 赛博朋克之父威廉 · 布吉森早在的《神经漫游者》中,就预言了大脑插入外接储存条,意识将被接入电脑网络等 。 · 2017-1-12 ,中国《自然杂志》刊文: “伟大的发现没有偶然——现代视觉科学之父、诺奖得主休伯尔”, 作者:上海复旦生命科学学院退休教授顾凡及。 ( http://www.medsci.cn/article/show_article.do?id=f31f8e393a0 ) · 20 17-12-16 , 宇宙往事发文: 人脑植入 AI 芯片更聪明?专家警告:小心变成僵尸! ( https://baijiahao.baidu.com/s?id=1586866353975527804wfr=spiderfor=pc ) · 2018 年 1 月,中国科学院大学谢平教授在科学出版社出版 “探索大脑的终极秘密:学习、记忆、梦和意识”一书。在这本书上,作者介绍了休伯尔实验研究的主要结果並提出质疑 。 · 20 19-03-05 , 环球网发文: “ 美学者:未来在人类大脑中植入芯片或将成为可能 ”。 ( https://baijiahao.baidu.com/s?id=1627131944784855106wfr=spiderfor=pc ) · 20 19-07-31 , IDG 资本官方发文: “ 脑机接口接连取得突破进展,我们离 “超人类”还远吗? ”( https://baijiahao.baidu.com/s?id=1640545329271190124wfr=spiderfor=pc ) · 2019-9-7 , 都世民在科学网发表博客 : “ 诺奖得主休伯尔的发现 另有玄机 ”。 链接地址: http://blog.sciencenet.cn/blog-1339385-1196998.html  · 2020- 03-24 , 脑科学君在 脑科学日报上 发文: “ 斯坦福全新脑机接口,直连大脑和硅基芯片 ”。 挑战马斯克 Neuralink !斯坦福全新脑机接口,直连大脑和硅基芯片 。 来源:新智元 ( https://baijiahao.baidu.com/s?id=1661865967172170060wfr=spiderfor=pc ) · 20 02-05 - 16 , PingWest 品玩发文: “ 马斯克将在 2020 年年内发布 Neuralink 脑机接口技术 ”。 ( https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?context=%7B%22nid%22%3A%22news_10030872282727407311%22%7Dn_type=0p_from=1 ) 脑机接口有两个最基本问题: 第一, 如何从大脑中获取正确的信息?这个问题是 “ 从脑到机 ” ,捕获大脑的输出信号,并试图去理解神经元在做什么。 第二, 如何将正确的信息发送到大脑?这个问题,则是 “ 从机到脑 ” ,用机器的方式刺激大脑,输入信息或者改变大脑的自然状态 —— 例如,如何帮助盲人重建视觉。 马斯克所期待的脑机接口的未来,是像微创眼科手术一样,快速、安全无痛地植入脑机接口芯片。可以通过 USB-C 接口读取大脑信号,甚至可以通过 iPhone 控制,接收大脑信息和向大脑输入信息。 2013 年,斯坦福大学教授 KrishnaShenoy 说,我们 对大脑的理解 ,就跟在 16 世纪初人类对世界地图的了解差不多。而哈佛大学的教授 Jeff Lichtman 的说法则是, “ 如果大脑总共包含的知识原理有一英里长,我们已经在这个路程上走了大概 3 英寸。 ” 然而在多学科交叉下的创投赛道上, 也有人认为脑机接口技术将产生巨大的价值。 · 人类多年的 研究 并没有解决大脑和宇宙这两件事情 。试图利用AI技术 深入大脑的研究,探索大脑基础层面的运作机理,以及由于疾病和衰老而导致大脑运作失灵的原理。专门研究人脑的工作机理及相关疾病。甚至有人认为,脑机接口操作系统也极有可能成为继 Windows (电脑操作系统代表)、 iOS (手机操作系统代表)、 Alexa (语音操作系统代表)后又一大人机交互系统。 这是两种不同的观点 。 为什么脑科学的研究与人工智能的研究差别这么大?难道人工智能的研究比脑科学的研究有捷径吗?这两种不同的思维模式和研究方法能得到共同的结论吗? 从上面的有关资料可以看出,对 休伯尔的发现和有关工作,专家学者们是有争议的,下面就来讨论相关问题 。 二 .脑机接口 有什么突破性进展? 1. 脑机接口的关键技术: 马斯克( Elon Musk )的 Neuralink 公司最新的脑机接口关键技术,可分为以下几个方面: · 线程( Threads ) —— 来自美国国家实验室的 Vanessa Tolosa 研发的单根多触点柔性电极。 · 机器人( Robots ) —— 将 Threads 植入皮层的手术机器人。 · 元件( Electronics ) —— 将记录到的信号进行滤波,数模转换和脉冲检测( spike detection )的电子元件,代表技术为 DJ Seo 的 N1 传感器, DJ Seo 之前在加州大学伯克利分校做 Neural dust 项目。 · 算法( Algorithms ) — 脑机接口算法,由加利福尼亚大学旧金山分校教授 Philip Sabes 开发。 · 芯片设计 Neuralink 计划将电极植入大脑皮层中 , 负责躯体运动控制的初级运动皮层( Primary motor cortex )、背侧前运动皮层( Dorsal premotor cortex )、辅助运动区( Supplementary motor area )和负责躯体感觉的躯体感觉皮层( Somatosensory cortex )这几个位置。 2. 关键技术进展 : 1) 材料: · 植入的线既要细,又要柔软,还要保持不断,最好能够降解。 就马斯克最近发布的产品而言,其中 一个突破就是材料学 ,即细且具 柔性的 “ 线 ” ( thread )。这些线的直径大约 30 ~ 40 微米,而头发直径一般是 80 微米左右。因为大脑是会在头骨中移动的,因此一定程度上 , 柔性的线可避免脑部受损。 · 材料科学、电子学和生物学的融合 。 即生物电子界面,导致了与生物组织的,特别是与神经系统,新型精确通信。然而 , 将基于实验室的创新转化为临床应用 , 需要在材料、制造和表征范式以及设计规则方面取得进一步进展。 于此,瑞士洛桑联邦理工学院 Stéphanie P. Lacour 等人提出了一种用于加速微加工界面在转化研究中的应用的转化框架,并将其应用于软神经技术中,称之为电子硬脑膜( edura )。 · 材料科学、电子学和生物学的融合,在脑科学研究中同样存在,人的眼睛的眼球,微小光学的专家已经分析认为是变折射率的球形透镜 ,是水晶体。可以用人工材料进行仿制,这与生物学本身的材料属性有什么差异?另外,光学专家没有研究过在聚焦处的生物细胞的光学属性,跨过这个学科壁垒是困难的事情。这里面有一个能源问题,生物体和人工制造的物质,供电的方式是不同的,人体总不能够用交流电和直流电供电来维持生命,人脑和电脑怎么融合? 2) 缝衣机器人 将 “ 发丝 ” 精准送入大脑的 “ 缝衣机器人 ( sewingmachine ) ” 。本质上这更接近于一台配备了很多影像设备的高精度机床。 3) 快速植入 十秒之内一气呵成 , 完成数个步骤,从 激光打孔到插入电极 。 4 ) 电极数目 脑机接口的 电极数目已增加 30 倍 。 可以运送更多的信号。但和人类大脑 860 亿个脑细胞相比,这仍然是 “ 小巫见大巫 ” 。 5 ) 芯片设计 · 马斯克 芯片可以连接多达 1024 个电极采集数据 。 · 斯坦福 芯片把这些 2D 硅电子器件与大脑的三维结构相匹配,他们以 全新脑机接口,直连大脑和硅基芯片 。 将硅电子技术带入三维空间 。 斯坦福 芯片与微线束集成的 CMOS 芯片 , 斯坦福 芯片 “ 几乎可以用任何 3D 阵列同时记录不同深度、不同大脑区域 。 6 ) 信号与行为之间的相关性 研究人员在尝试利用人工智能找出 信号与行为之间的相关性 。 2020 年 4 月 , 发表的脑机接口 合成语音 实验中,一个递归神经网络( RNN )被用于 神经信号的解码 。 7) 从海量信息中找到统计规律 人工智能非常适合用于从海量信息中找到统计学上的规律。 然而 “ 从机到脑 ” 的研究,基本上没有什么头绪。机到脑的研究相比脑到机要慢很多,原因是目前神经科学对于神经编码的具体方式还处于未知状态。而由机到脑的研究 , 对神经编码知识的需求要远大于从脑到机。神经科学在单神经元的研究方面正逐渐明朗,但大脑各种问题根本无法解释。 8 ) 跨行业应用 全新的输入、输出方式,脑机接口的应用也将横跨数个行业领域,教育科技 、游戏产业、大脑检测、反馈治疗。 三 . 疑问与讨论 1 ) 脑机接口到底是什么 ? 脑机接口 =“ 脑 ”+“ 机 ”+“ 接口 ” ,如果这等式能够承成立,即意味着在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间创建用于信息交换的通路。脑机接口是一个复杂的交叉学科,需要神经科学、计算机科学、人机工程学等等,研究难度大,但是也很有必要,通过脑机接口可以将超声波等非人类感知力变为人类感知力 。 脑机接口的划分形式一般看信息采集方式,通常被分为非植入式、半植入式、植入式三种形式。脑机接口会给 “ 超人类 ” 提供了一条捷径吗?目前看来,技术瓶颈依然不少 。( http://news.51cto.com/art/202003/613011.htm ) 2) 疑问 美国专家马斯克认为, 10 年内,他用植入式人工电极的脑机接口技术 , 可以让盲人重见光明 。 他的想法和做法能否实现?脑科学技术的研究不能解决的问题,能否利用脑机接口技术就可以解决 ?人工智能技术真的能解决人类的一切问题吗?可以让人不死,可以让盲人复明!如果真是这样,他就能够解决几千年人类没有解决的问题,为了搞清这些问题,笔者进行下面一些讨论。 3 ) 讨论 休伯尔的猫眼实验研究的具体做法是: · 先将动物(猫 )麻醉,将头固定于立体定向头架中; · 再将一个 细金属电极植入到视皮层( visual cortex) 中,尽量 靠近(不损伤细胞膜)单个神经细胞或纤维 ; · 检测由神经冲动产生的电流; · 将猫面向几米外的屏幕,使用幻灯机在屏幕上投射与背景不同几何性质的图形(如线条等)。利用这样的装置来研究动物神经细胞对不同类型 光刺激 的反应(电信号)。 对于以上做法, 笔者的疑问是:这电极植入以后,与细胞是怎么连接的?测量的信号是什么信号?一直认为这样的做法测量的信号不是离子通道的信号,在很大程度上是电磁感应信号。 脑机接口的做法与 休伯尔 的实验还是有区别的,但是他们之间是有关联的 。 · 脑机接口植入位置 脑机接口通常直接植入到大脑的灰质,因而所获取的神经信号的质量比较高。但其缺点是容易引发免疫反应和愈伤组织(疤),进而导致信号质量的衰退甚至消失。斯坦福的研究属于此类。 部分侵入式:接口一般植入到颅腔内,但是位于灰质外。其空间分辨率不如侵入式脑机接口,但是优于非侵入式。其另一优点是引发免疫反应和愈伤组织的几率较小。主要是基于皮层脑电图( ECoG )进行信息分析。 ·信息编码 业内专家谢平教授在他的著作中提出质疑 : H u b e l 和 Wiesel ( 1962 ) 结果的真实性毋庸置疑。但不能排除它被错误地解读为视觉信息需要重新编码的可能性,因为在视路中神经细胞感受野的变化 , 不一定就意味着视觉信息进行了编码。我们每个人瞬间就能够认出图形 , 还需要被编码吗?人们也未发现视觉信息被编码的任何可靠证据。 感受野充其量只是一种电生理响应(发放 ) ,只能反映神经活动的一个有限的侧面。难以认定像视觉这样的感觉信息都被编码成电信号。视觉信息并不像人们想象的那样,都转变成了电信号。研究人员对视觉机制有关研究,提出多个视觉通道,但视觉信息在这些通道中的具体传输机制依然是一无所知。 ·神经细胞与电极之间的连接 电极是人工制造的物质,是导电的金属材料,但细胞是什么导电属性?这两者到底是什么连接方式?传播的电信号属于什么类型?在电子学领域,传播信号的方式与传播通道及其接口是异常复杂的,就是交流电高压和低压,传输的电路及其接口就不同。在微波频段,传播有波导、带状腺、平行线等多种形式,其接口也不相同。在光的频段使用光纤,接口也不相同。 脑机接口连接方式和接口形式怎么就这样简单?电极或细胞靠近就行了, 令人难以想象,不得其解。 上面列举了一些基本问题,对于光学的实验的方法及其相关问题,与实际情况差距甚大,按道理说视觉通道的试验,应该从眼球开始,用平行光进行实验,而进行这样的试验是非常困难的。另外,对细胞本身电子属性和电磁波属性的研究,几乎没有什么进展,只是集中在神经元放电上面,这显然是很不够的。然而单细胞的操作十分困难,其他学科的人无法进行,限制了这项工作的进展。从 脑机接口 的研究上似乎很乐观,但令人难以置信,因人类对自己的眼睛或大脑了解还是很不够的,笔者对马斯克在 10 年内能让盲人复明,持怀疑态度,几乎是不可能的。
个人分类: 小宇宙探索|4168 次阅读|0 个评论
马斯克的脑机接口能如愿以偿吗?
dsm9393 2019-7-24 15:49
马斯克的脑机接口能如愿以偿吗? 都世民( Du Shimin) 摘要:本文主要讨论 马斯克的脑机接口设备更新的要点,他发布的计划真能如愿以偿吗? 可能会出现什么问题,将如何应对?是能治病,还是导致新的疾病? 关键词: 马斯克 , 脑机接口 , 电极 , 传输 线 , 芯片 2019 年 7 月 19 日 , 参考消息网报道 , 西媒称,美国特斯拉汽车公司创始人埃隆 ·马斯克领导的“神经连接”公司,致力于研发人脑和电脑之间建立联系的系统。 16 日,该公司在美国旧金山展示了其在相关研究上的进展,包括其研发的第一套脑机接口系统。 刷屏新闻来自哪里? [ 1-4 ] 2019-07-17 15:08:21  , 网易智能 最先发布中文: 马斯克的脑机接口设备真的来了 最早明年人体试验 。 2019 年 07-17 23:07 ,百家号 知了 Tech 发布: “ 马斯克又来搞事情了!这一次,他真了脑机接口系统 ”。 2019 年 7 月 1 8 日 09:25 ,华泰证券 发布: “黑客帝国”时代到来 马斯克发布脑机接口系统。 2019-07-18 ,爱奇艺 发布 视频: 马斯克发布脑机接口系统!有望明年进行人体实验 。 综合信息如下: 马斯克宣布 的 “脑 机接口 ” 要点 2019 年 7 月 17 日下午,特斯拉创始人马斯克宣布要点 : 1. 已经找到了实现高效脑机接口的方法; 2. 脑机接口系统由三个部分组成 : 〔 1 〕 “ 传输 线 ” ,直径约为 4-6 微米 柔软导电线 ,作用是和外部芯片连接,它们分布在 96 个线程上的每个阵列中,拥有 3072 个电极 ; 〔 2 〕 Neuralink 开发的一款型号为 N1 的感知芯片 ,能够读取和处理大脑传出的信号; 3. 开发了 植入人脑 “ 传输 线 ” 的缝线机器人 。 它就像一个神经外科医生,通过激光束来刺穿头骨,每分钟能植入 6 根线,整个过程真的就像缝纫机在缝衣服 。 通过运用透镜和计算机视觉系统,该机器人能够避免在传输线植入人脑时损伤血管或大脑本身 ; 在动物身上至少进行了近 20 次 “传输 线 ”的植入手术。成功率百分之八十几。 4. 利用鼠和猴进行了实验研究。 自 2017 年以来,该公司一直在利用鼠做实验研究。已成功将小型电极(多达 1500 个)植入实验鼠大脑中。已实现对鼠脑活动的记录。马斯克在发布会的问答环节透露,该公司正在与加利福尼亚大学戴维斯分校的科学家合作,对猴子进行实验。有一只猴子已经可以用大脑控制电脑。 马斯克认为该系统已经在老鼠身上实验成功, 通过头部的 USB-C 接口收集传感器信息,但目前还仅限于有线传输阶段, Neuralink 是 想 实现无线传输; [ 4 ] 5. 计划明年第二季度进行人体试验。 该公司神经外科技术负责人马修 ·麦克杜格尔表示,按照计划,第一次临床试验将在因上部脊髓创伤而完全瘫痪的病人身上进行,试验将会在病人大脑中放置四组植入物。 报道称,这些植入物是一些配有集成传感装置的传输线,在被植入者颅内还会植入芯片,以便通过蓝牙接收传感装置的信息。 6. 最终的计划是在人脑内植入四个传感器,其中三个位于运动区域,一个位于感知区域;还有一个自带电池的设备将安装在耳后 。 7. 研发计划能够与人工智能形成共生关系 ; [ 4 ] 通过这套系统, “神经连接”公司的目标是使人能够在植入物的帮助下,能控制智能手机 ; 麦克杜格尔表示,对这项技术最初的应用之一是治疗神经系统疾病,但长期目标是使植入物变得足够安全、可靠和简单,以便应用于梦想大脑具有计算机能力的人 , 选择性手术。 马斯克发布脑机接口系统是什么用意? 马斯克发布 的脑机接口系统新颖性表现在以下方面 : 1 ) 有 3072 个电极 , 电极 数量超过 3000 ,这些电极的阵列,要事先设计,便准确定位,这是有新意的;他们采集的信号是生物电,不是无线电波 ; 2 )采用的系统连线是有新意的,但没有透露具体材料, “ 线 ” 径约为 4-6 微米 。 假如说,它是蛋白质丝线, 金属还原地杆菌的纳米线的超高导电性能远比人工纳米线的导电性能好,而且无毒。这是笔者的一种推测 。 [ 5 ] 3) 进入人脑的部分釆用的 植入 方法有创新 。 目前对单细胞的操作,已经有机器人操作,研制新型机器人,完成 系统连线植入。看上去像缝纫机的操作方法,实际上不完全一样,因为 电极 的间距是不等的,操作面也不相同。 通过运用透镜和计算机视觉系统,该机器人试图避免在传输线植入人脑时 , 损伤血管或大脑本身。 4 ) 通过激光束来刺穿头骨 , 每分钟能植入 6 根线 。这种打孔方法比较先进,比帕金森微创手术,速度加快了,安全性也提高了 。但是由于连线数量甚多,在操作过程中,不可能没有危险。这么多植入物会带来什么问题?做过什么样的评估? 5 ) 唯一外置的设备安装在耳后,内含一枚电池。 这一做法与帕金森微创手术有所不同,将来换电池的时候,会带来什么问题?电池的寿命是 5 年还是 10 年? 6 ) 马斯克宣布找到了高效实现脑机接口的方法。在刚结束的发布会上,马斯克甚至难以抑制自己的兴奋之情,一度笑场。马斯克 把发布的计划当成了成果发布会,这显然不是一回事,发布的渠道,不是科技新闻,是商业财经渠道 。 希望不是炒作 。 7 ) 脑机接口 的研究不是新问题,对此是有争议的? 脑机接口 采集的信息是不是意识?人的记忆是不是存储在植入物所放的区域,用这种电极的方法能不能够采集到?生物学至今,没有完全搞清楚 。当然,用电极采集到的信息,让残疾人恢复某些动作,这是治病。但不等于这些做法就意味着是意念控制。 文[ 7 ]认为: 脑机接口是研究人或动物脑与外部设备间,建立的直接连接通路,以实时 “ 翻译 ” 意识 , 最终做到人类与人类之间、人类与机器之间自由传输思想、下载思维。 这种说法为时过早 。 8 )为什么 Facebook 及 CTRL-labs 初创企业 , 只考虑采用一种值入规模较小的方法 ? 马斯克 的脑机接口系统是冒险,还是激进式商业炒作 , 吸引眼球和资金? 马斯克 的 脑机接口 能治什么病? 马斯克发布 的脑机接口系统试图帮助严重脑部疾病的患者, 通过思维来实现交流,恢复运动与感官功能,比如让盲人复明 。 他们的目标是设计无线植入体并通过 iPhone app 控制的微型 脑机接口 。 · Neuralink 致力于创建人脑植入设备与机器交流的公司,该公司行事隐秘、只拥有 100 名员工。有有没有这样的研制实力? · 2012 年 至 2019 年,先后利用脑子接口实现以下功能: ( 1 ) 一位女士在无人帮助的情况下,控制机器人手臂,完成了喝饮料动作:拿起杯子,将嘴凑到吸管边,顺利喝完它。拥有 96 个电极 。 ( 2 ) 台湾一位全身瘫痪病人,目不能转、口不能言,在妻子的帮助下,仅依靠眨眼示意,竟写就一本书。 ( 3 ) 华盛顿大学的两位计算机科学家坐在两间不同的房间里,戴着通过互联网连接他们的大脑的帽子。这是无创非植入式电极的连接方式。两人要合作玩一款涉及 “开火”的视频游戏。 ( 4 ) 一位年轻小伙子站在球场上,他是一位腰部以下瘫痪近十年的病人,他借助一个脑机界面,通过他的大脑控制的机器人外骨骼,他能够将球踢到几英尺以外的地方。 ( 5 ) 2019 年,美國哥倫比亞大學研究人員利用語音合成技術與神經網絡算法新開發出一種“聲碼器”﹐可將受試者傾聽數字時產生的腦電波還原為他們聽到的聲音。 上述事例,说明脑机界面会在软硬件帮助下实现某种功能 ,但是这不能看成是意念操控。 脑机界面技术能否改变人类 , 还是人类去改变它?是一个值得探讨的问题 。 马斯克发布 的脑机接口系统植入人脑后 , 会带来什么影响?有短期效应和长期效应 。 脑机 接口的研究人员,希望植入的芯片和电极的数量尽可能的多,这就会导致连线的数量以及能量的消耗增加。对大脑内部的环境造成相当大的冲击,如果脑内有无线传输通道,以及经络通道,这是人眼不可见的,所造成的影响需要认真对待,不要太简单的看这些问题。 就帕金森微创手术,多数人能够改变疾病状况,但不能根治。也有少数人术后发生异常,头痛剧烈,发生这种现象的时间,也不一定,有的是半年以后,其原因不清楚。 马斯克发布 的脑机接口系统能否让盲人重见光明,笔者持怀疑态度 。盲人复明的研究已经有几千年,按理说人类对眼睛的研究 是比较深的,让人无奈的现象是近视眼成了全球流行病的第 3 位,业内医学专家至今仍然认为近视眼治不好!长此下去,未来的人们将会都戴上眼镜,这可不是言过其实的问题 ! 马斯克发布 的脑机接口系统是否考虑解决近视眼问题,因为让盲人重见光明,比解决近视眼难度更大。还是现实一些好,不要夸大其词,发诳语。千万不要以为,治疗神经性疾病简单,有人已预言,本世纪最难治的疾病是神经性疾病,因为这些疾病的机理不清楚,这是需要多学科交叉共同破解的难题。 参考文献 [ 1 ]马斯克的脑机接口设备真的来了 最早明年人体试验 , 来源 : 网易智能 , 2019-07-17 15:08:21  http://tech.163.com/19/0717/15/EKA0HPK400098IEO.html [ 2 ]马斯克又来搞事情了!这一次,他发布了脑机接口系统, 来源:百家号 知了 Tech , 2019 年 07-17 23:07 。 http://baijiahao.baidu.com/s?id=1639318589731770537wfr=spiderfor=pc [ 3 ] “黑客帝国”时代到来 马斯克发布脑机接口系统 , 来源: 华泰证券, 2019 年 07 月 18 日 http://finance.sina.com.cn/stock/relnews/cn/2019-07-18/doc-ihytcitm2808575.shtml [ 4 ] 马斯克发布脑机接口系统!有望明年进行人体实验 ,来源:爱奇艺视频, 2019-07-18 https://www.iqiyi.com/v_19rrypormc.html#curid=3444700600_5afeb3935f6d266510222cc914f6cdf2 [ 5 ]马斯克又发布 “黑科技”:将芯片植入人脑控制计算机 , 来源:参考消息网 , 2019-07-19 http://www.cankaoxiaoxi.com/science/20190719/2385789_2.shtml [ 6 ] 国防生物与医学领域科技发展报告 (2017)/世界国防科技年度发展报告,军事科学院军事医学研究院卫生勤务与血液研究所,王东根、贾向志、王磊主编,国防工业出版社出版, 2018 年 4 月。 [ 7 ] 马斯 克 发布脑机接口系统 专家:人体试验仍面临众多挑战 ,来源:科技日报, 2019-07-19 http://smart.huanqiu.com/ai/2019-07/15165583.html [ 8 ]马斯克发布脑机接口系统!芯片直连大脑,激光开颅放置,可用 iPhone 操控! http://www.sohu.com/a/327945024_524624
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“脑机接口”的遐思、期待与隐忧
lvnaiji 2019-7-3 20:15
吕乃基 近日看到一篇文章 https://mp.weixin.qq.com/s/VUflljLiEM05my8CfHx_PQ 文章的标题是:美国突然宣布!全球屏息,谁也没想到,来的如此之快。 然而且慢。 1. 文中述及“脑机接口”改造人类的“四层金字塔”:修复、改善、增强、沟通。 修复 : 通过意念操纵机器替代人体的一些运动机能,修复残障人士的生理缺陷。 这一点以往已经有过报道,2014年巴西世界杯开幕式,瘫痪的青年利亚诺·平托就是通过脑机接口踢出了当年世界杯的第一球。 问题是,意念操纵机器,谁来操纵意念?意念来无踪去无影,加之杂念丛生,挥之不去。在一句话说出口写下来之前,会有十种或更多可能性,这就是不确定。在某种意义上可以说,人皆有犯罪动机,但大多数人遏制了这一动机。意念操纵机器,操纵机器的究竟是哪一个意念?心想,是否等于事成? 即使明确是往前踢球,又能否踢出贝克汉姆的圆月弯刀,踢出世界波? 改善 大脑运行,时刻像刚睡好觉醒来,精神抖擞、注意力集中、思维敏捷,清醒高效地去做事情。 鲍捷论及人的四套认知系统:哺乳动物认知系统、与语言相适应的认知系统、与文字相适应的认知系统,以及科技认知系统。大多数人醒着的大多数时间使用的是哺乳动物认知系统。在科技高度发达的21世纪,所处理的绝大部分事务均需要用到科技认知系统,这对于由哺乳动物进化而来的人类来说是巨大的负担。 笔者不从事科学研究,偶尔写篇论文,也时时感到力不从心。往往在伏案一段时间后,不由自主下滑到哺乳动物认知系统,看看金庸,或者007。 脑机接口究竟如何提升人的认知系统? 增强 :短时间内拥有大量知识和技能,获得一般人类无法拥有的超能力。 重点是记忆移植,或把大脑的意识上传到计算机,最终实现人类意识和记忆在计算机世界的永生。 记得若干年前的语文高考有这样一个作文题,“假如记忆可以移植”。一位年仅18岁的考生在分析了全部利弊之后,异常老辣地写下最后一句:50年后再议。 眼下虽没到50年,但“假如”正在成为现实。 沟通 :不用语言,仅靠脑电信号彼此沟通,实现“无损”的大脑信息传输 。传递的本质是神经元群的活动。不像语言的模糊和词不达意,是100%毫无信息扭曲的心领神会。 就“正能量”而言,说不清道不明属于个人的意会知识,从此可以共享。 想想《三体》吧。如此不确定的生存环境,一次又一次毫无征兆降临的灭顶之灾,三体人竟然在科技的发展上远胜生存环境优越得多的地球,何也? 字幕:我们没有交流器官,我们的大脑可以把思维向外界显示出来,这样就实现了交流。“想”等同于“说”。 伊文斯:就是说,你们的思维和记忆对外界是全透明的,像一本放在公共场合的书,或者说是在广场上放映的电影,或者像一个全透明鱼缸里的鱼,完全暴露,可以从外界一览无遗。 字幕:我害怕你们。 字幕:在我们世界的战争中,敌对双方也会对自己的阵地进行伪装,但如果敌人对伪装的区域产生了怀疑,直接向对方询问,那他们一般都会得到真相的。 字幕:这种思维透明度的差别,使我们更坚定了消灭人类的决心。请你们帮助我们消灭人类,最后我们再消灭你们。 三体人之所以超越人类或许还有其他原因,但思维的“透明”,无疑是关键之一。 反观人类社会,人心隔肚皮,听起来不舒服,却不是价值判断,而是事实判断。写下来的5个字是中文,说的可是人类。就人类的认知系统而言,从哺乳动物认知系统到与语言进而文字相应的认知系统,是两次巨大的质变,每一次都是由不确定到确定,薛定谔猫由不知死活到只有一种可能。看来,三体人在认知系统的演化上领先人类。 问题还在于口是心非,这就不是事实判断,而是涉及价值判断。 想想吧,要是“想”等同于“说”,且不说世界将会怎样,可以肯定的一点是,某些国家将会发生翻天覆地的变化……。“ 100% 毫无信息扭曲的心领神会 ”,还是不是“正能量”? 2. 文章最后预期, 以前的技术进步,让“富者愈富,贫者愈贫”;脑机接口,让富者愈聪明、博学、健康,贫者越弱小,最终出现超级人类。 最终不是,或不仅是贫富差距,而(且)是愚蠢与聪明的差距,而且大多数或绝大多数人将处于未来的愚蠢行列,只有少数或极少数得以进入聪明一族。 为什么 “富者愈聪明” ? 什么是现状与脑机接口之间的“接口”,是“钱”吗? 在人工智能界还有一个重要概念:人机回圈。有必要关注脑机接口与人机回圈这两个概念之间的关系。相对来说,脑机接口关注存在,人机回圈侧重过程。 问题是,人机回圈中的“人”是谁,是一小部分得以脑机接口“由富达智”的人吗?问题还在于,在一次次人机回圈中,人的因素可能越来越少,最终是机机回圈,由阿法狗到阿法元便是一例。脑机接口,是否可以避免人类出局的命运?
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[转载]人类简史(102)
罗非 2017-9-9 09:14
  仿生的生命   现在再来谈第二种可能改变生命法则的新科技:仿生工程。仿生工程结合有机和无机组织,创造出“生化人”(cyborg),例如为人类装上生化手就是一例。从某种意义上,现代所有人几乎多多少少都是生化人,用各种其他设备来辅助我们的感官和能力,像是眼镜、心脏起搏器、辅具,甚至还包括计算机和手机(这样一来就能减轻一些大脑要储存及处理数据的负担)。但我们正要迈入一个要成为真正生化人的门槛,真正让一些无机组织与身体结合而不再分开,而会改变我们的能力、欲望、个性以及身份认同。   美国国防先进研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency)是美国官方的军事研究机构,正在研究仿生昆虫。这里的概念是在苍蝇或蟑螂身上植入电子芯片,让人或机器从远程遥控昆虫的动作,并取得昆虫接收到的外界信息。这样的间谍苍蝇就能潜入敌人总部,停在墙上窃听最机密的谈话,只要别被蜘蛛抓走,就能让我们完全掌握敌人的计划。126在2006年,美国海军水下作战中心(Naval Undersea Warfare Center)也曾提出计划研发仿生鲨鱼,表示“本中心正研发一种鱼用标签,希望通过神经植入物控制宿主动物的行为”。鲨鱼天生就能够侦测到磁场,效果比目前所有人类发明的侦测器都灵敏,因此研发人员希望利用它们的这种能力,侦测到潜艇和水雷形成的电磁场。127   智人也正在变成生化人。最新一代的助听器有时也会称为“生化耳”,外侧有一个麦克风,可以吸收外界声音,经过过滤、识别出人声,转化成电波信号,直接传递到中央听觉神经,再传送到大脑中。128   德国的“Retina Implant”(视网膜植入)公司取得政府资金,正在开发一种人工视网膜,可能让盲人重获部分视力。它的做法是将一个微芯片植入患者眼中,光感应器吸收进入眼中的光线,将光能转为电能,刺激视网膜上未受损的神经细胞。细胞发出神经冲动刺激大脑,就会转译为视觉影像。目前,这项科技已经让患者能够进行空间定位、读识字母,甚至也能够辨识人脸。129   在2001年,美国一位水电工杰西·沙利文因为事故而让双臂从肩膀以下截肢。但今天在芝加哥复健研究中心(Rehabilitation Institute of Chicago)协助下,他能有一双生化手臂。这双新手臂的特殊之处,在于只要用想的就能操纵。杰西的大脑发出神经信号,再由微电脑转译成电子信号命令,就能让手臂移动。所以,杰西想要举起右手的时候,是有意识地进行我们一般人下意识做的动作。虽然这双电子手臂能做的事远远少于正常的人类手臂,但已经让杰西能够处理一些日常生活的简单工作。克劳迪亚·米切尔是一位美国大兵,她最近在一次机车事故中失去了一只手臂,现在也装上了一只类似的生化手。科学家相信,生化手很快不只能够随心所欲运动,还能再发送信号传回大脑,也就是甚至能让截肢病患者恢复触觉!130   图28 杰西·沙利文和克劳迪亚·米切尔握手。他们的生化手臂只要用意识就能操纵,十分令人惊奇。   目前的生化手臂还远远不及真正的有机手臂,但它们的发展潜力无穷。举例来说,我们可以让生化手臂有着远大于人类手臂的力量,就算拳王在生化手臂前也会像是弱鸡。此外,生化手臂可以每隔几年就更新换代,也能够脱离身体、远距离操作。   北卡罗来纳州杜克大学的科学家最近刚证明了这一点,他们在几只恒河猴的大脑里面植入电极,再让电极收集脑中的信号,传送到外部设备。接着,猴子被训练单纯用意识控制外部的生化手脚。有一只叫极光(Aurora)的母猴,不仅学会了如何用意识控制外部的生化手臂,还能同时移动自己的两只手臂。现在它就像是印度教的女神一样,有三条手臂,而且生化手臂还能位于另一个房间甚至另一个城市里。所以,它现在可以坐在北卡罗来纳州的实验室里,一手抓抓背,一手抓抓头,还能有一手在纽约偷根香蕉(只可惜现在还没办法远距离吃香蕉)。另一只叫伊多雅(Idoya)的母猴,则是曾在2008年坐在北卡罗来纳州实验室的椅子上,再用意识控制一双在日本京都的生化腿,让它从此世界知名。那双腿足足有伊多雅体重的20倍重。131   闭锁症候群(locked-in syndrome)是一种神经疾病,病患会丧失几乎所有控制身体移动的能力,但认知能力却完全不受影响。罹患这种疾病的病人,最后只能用眼球微小的运动与外界沟通。然而,现在已经有几位病人的脑中植入了收集大脑信号的电极。目前科学家正在努力解译这些信号,希望不只能将信号转为动作,更能转为语言。如果实验成功,闭锁症候群的患者就终于能够直接与外界说话,而且我们甚至可以用这项科技来阅读他人心中的想法。132   然而,在所有目前进行的研究当中,最革命性的就是要建构一个直接的大脑–计算机双向接口,让计算机能够读取人脑的电子信号,并且同时输回人脑能够了解的电子信号。如果这种设备成功,再直接将大脑连上网络,或是让几个大脑彼此相连、形成“脑际网络”,情况会如何?如果大脑能够直接存取集体共同的记忆库,对于人类的记忆、意识和身份认同又会有什么影响?举例来说,在这种情况下,生化人就能够取得他人的记忆。就算从来没听说过另一个人,没看过他的自传,也不是靠着想象,但却能够直接记得他的记忆,就像是自己的记忆一样。而且,这里的他人可能是男,也可能是女。像这样的集体记忆概念,对于自我和性别认同又会有什么影响?在这种时候,我们要怎么“认识你自己”?又要怎么知道,哪些才是真正属于你自己的梦想,而不是集体记忆中的愿望?   这样的生化人就不再属于人类,甚至也不再属于有机生物,而是完全不同的全新物种。这一切是根本上的改变,其中的哲学、心理或政治影响可能都还不在我们的掌握之中。
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电极插到脑袋里? 植入式脑机接口探秘
flamety 2017-8-13 19:30
随着技术的飞跃,越来越多的技术指向脑机接口,使大脑产生的指令绕过肌肉和神经,直接指挥外部机械。最直接的获益者就是瘫痪人群。目前最常见的就是在大脑上放置一个类似于天线的接口,通过电缆线直接接于机械臂,实现端茶倒水的功能。 脑机接口到底是什么? 就现在而言,脑机接口(Brain Computer Interface, BCI) 技术是通过 记录 大脑的脑电活动来获得运动意图,然后再将其 转化 成运动指令来控制外部设备,比如光标、机械手等。可见,BCI实际上是在大脑和外部设备之间,建立一条新型的信息交流和控制通道,从而绕过常规的外周神经和肌肉,实现大脑和外部环境之间的直接通信。 说白了就是让脑=手柄,既在假肢运动控制上应用,但已经给残障人士带来了曙光。然而,未来BCI的定义肯定会改变,下文会提到。 脑机接口有几种? 从大方向上讲主要两种:非侵式(noninvasive)和 植入式(invasive) 。 非侵式 主要是通过记录头皮脑电EEG 实现对外部设备的控制,也就是在脑袋上戴一个类似于头盔的设备。优点是成本较低,没有创伤和手术风险,但缺点是所能采集的信息量有限,空间分辨率也不够,在控制的实时性和复杂程度方面存在平静瓶颈,目前非侵EEG做文字输入最快的SSVEP方法约每分钟40个词, 很难 再快了。非侵记录 还有脑磁MEG, 功能核磁fMRI和近红外成像NIR,除NIR外,都由于外设昂贵巨大而无法普及,应用只能局限在医疗与科研领域。 256通道的EEG帽佩戴起来足够忙活好一阵子 不过非侵的脑机接口还是很好玩滴,你有动手能力甚至可以自己做一套出来:详见前篇 播种未来,开源脑机接口 而植入式就不一样了,想想骇客帝国和阿凡达里的战士。 植入式脑机接口是指通过深入到颅骨以下的组织记录到的信号,来实现外部设备的控制,尤其是深入到大脑皮层内,可以记录到神经元水平的电信号,包括单个神经元的动作电位和局部场电位。如此记录的信号时空分辨率高、信息量大,能够实现对复杂任务的实时、精确控制。 感兴趣的可以看看 植入式脑机接口的神经信号源简介 这是Ultra Array电极,想象一下植入大脑皮层就好,免得你们看了真图觉得脑疼 从1999年开始的大鼠实验让我们认识到植入式脑机接口,随后的飞速发展所带来的震撼让我们确信这个技术所来了的希望。2006年,瘫痪病人能够利用皮层脑电控制电脑鼠标,实现收发邮件、看电视。2012年,瘫痪病人就可控制8个自由度的机械手,完成自主喝咖啡。 感兴趣的读者可以前往 Nanobci.com 查询相关视频。 电极扎在脑上不会疼吗? 很幸运你的大脑本身没有痛感,至少大部分没有(ACC, PAG等痛觉中枢直接刺激有可能产生痛觉)痛觉产生机制很复杂,但必须由痛觉感受器和神经递质在特定的神经环路中作用。而 除脑膜外,大脑本身并没有痛觉感受器。所以,如果你植入了电极 后经过康复而 一直觉得疼,那可能是你假想出来的幻痛。 (好吧,在被留言发问前打住,没有采访过DBS患者 ) 什么材料的电极最好? 采集的神经信号的质量好坏是其关键因素之一。但据多年实战经验,记录到 神经信号质量的好坏主要跟电极的 阻抗 最有关,与具体什么材质并无太多关联。(若有留言咱们可以讨论)目前主流的有两种,一种是微丝电极(microwire),一种是半导体衬底的硅电极(silicon probe)。 一个植入电极能记多久? 不论是何种材质,都面临着一个严峻的问题:生物相容性。电极和大脑之间能否和谐共处?虽然做了大量的研究工作,但仍有很长的路要走。目前,我们所能掌握的电极有效记录时间一般在3个月到1年半。随着时间的推移,所记录到的神经元数目会逐渐减少,记录到的信号会逐渐变弱,从而影响到脑机接口的性能。 为什么植入后信号会变弱? 由于电极本身是体外异物,脑组织也会产生免疫排异反应, 电极插入脑组织后,大脑里的胶质细胞会逐渐包裹这些异物,这不仅加大了电极和神经细胞之间的距离,同时也使电极绝缘,增加电极阻抗。除此之外,神经元也是很脆弱的,稍微缺点氧就能被憋死,更别提硕大(100微米)的电极压过来,个把月后电极周围就只有凤毛菱角的神经元还活着。 说好的未来界面在哪? 神经信号捕获后,还要进一步进行解析等等程序,才能最终指挥鼠标、机械手完成我们大脑所想的动作。现有的信息交流很简单、粗暴,未来怎样在大脑和机器之间建立多层次的直接信息交流通道?怎样让大脑和机器在环境感知、信息处理以及运动执行的过程中相互适应。 脑机接口BCI (BMI) 拆开来说 是三个词 脑Brain,机器Computer(Machine),与界面(Interface), 从词根上讲是本质是Interface,就是互动。高效的操作界面想必是每个程序员的梦想,虽然我们在iphone和安卓的较量中似乎品尝到一点甜头,但离开先进的VR界面比如Magic Leap/ Hologram 还有段距离。 少数派报告中阿汤哥的酷操界面实际上很累人,我们现在玩ipad久了都知道有多累... 先进的操作界面是BCI真正踏入成熟的标志。 目前AI届通过深度学习让机器在图像识别语音处理等方面大迈进,但对脑信号处理上还需做闭关练功。比如现在可以通过深度学习脑信号解读梦境图像,比瞎拆准。 总觉得还缺点啥? 诚然,脑机接口不能只是简单的神经信号解读与机械控制,语音指令也能完成,而且现在已经很精准了。但缺乏了 反馈, BCI就不是完整的。现在一些先进的公司和实验室正在发展机-脑接口,就是通过植入的电极直接反过来刺激大脑的神经元,从而跳过手眼等身体各种实际的本体感官,直接从脑产生感官。打个比方说就是跳过中间代理商,厂家直接到客户,想定制什么样的感官/记忆都可以通过刺激神经元实现。听起来很酷,实际上还做不到.... 目前已经成熟的反馈接口有DBS(有创),TMS(无创);在开发的比如斯坦福做出来的相位电频刺激是无创的DBS,在生物学界大热的光遗传学(有创)能精准的控制特殊种类的神经元,但需要对电极进行改造,也就诞生了光电极这货(以后有机会再聊) 总结展望 精力和能力的平均值=这篇不算科普的杂文。脑机接口会在未来三十年内持续升温,大有取代现在深度学习的趋势。技术的突破会在非侵与植入两种脑机接口之间的界限变得模糊,更重要的是在同步记录神经元的数量,信噪比上继续上升。目前的植入式BCI技术最多能实时记录上千个神经元并实时反馈刺激其中某些,但这比起人脑860亿神经元来说实在沧海一粟。这个领域需要各个其他科技领域的同步发展才能推进,目前看来纳米材料和分子生物学非常有希望让BCI技术有质的飞跃。 我们正在跟进脑机接口,神经工程及纳米材料,深度学习等技术发展的进程, 请 关注公众号 纳米脑 更多咨询访问主页: http://Nanobci.com
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关注前沿:脑脑接口初步实现意识影响
热度 2 fendi 2013-8-30 00:56
这个领域最近几年比较热,但目前为止,我不认为有很多实质性突破。EEG的时空精度太低了。但下列相关研究的确很吸引普通人的眼球。而且的确这些研究在解码EEG的信号方面正在作出许多进展,也是我很乐意关注这个研究方向的原因之一。但对刚对计算神经科学感兴趣的学生,就要注意,这个领域,除非对人脑的电信号记录技术取得实质性突破,以及对群体神经元信号解码算法取得实质性进展,这个领域才会突飞猛进起来。诚然,对于动物脑机接口可以脑电记录更精确--但对网络神经元解码的算法目前的突破并不真正多。但无论怎样,是这个新兴领域极好的开始。 http://www.guancha.cn/Science/2013_08_29_168965.shtml  美国华盛顿大学实现人类首次非侵入式脑脑接口精神控制,可见信号输出者与接收者所戴的帽子不同   昨天,美国华盛顿大学公布了人类首次“非侵入式脑对脑接口实验”,不需要在大脑内插入电极,一人成功遥控了另一人的手部运动。在许多游戏里,都有一些具备“精神控制”特技的角色,不需直接接触,就能控制其他人。而本实验是人类迄今为止最与此接近的突破性进展。8月12日,华盛顿大学计算机科学与工程教授拉加什·拉奥(Rajesh Rao)戴上能读取脑电图(Electroencephalography,简称EEG)的电极帽,看着电脑屏幕,但不动手,只是臆想自己在玩游戏。当他要向目标发射炮弹时,他想象着自己移动了右手,让光标点空格键“开火”。   电极帽读取了他的这个想法所产生的信号,并通过互联网,用Skype把这个信号发到大学校园另一头的实验仪器上。而在那部机器旁坐着的正是志愿者——学习与脑科学研究所心理学副教授安德烈·斯托克(Andrea Stocco)。   斯托克与拉奥一样,不许主动活动,也看不到Skype屏幕,不知道信号的到来。不同的是,斯托克连动的想法都不能有。   他戴的帽子也与拉奥的不一样,只有一个大大的磁刺激线圈(经颅磁刺激,Transcranialmagnetic stimulation,简称TMS),正对着他的左运动皮层部,这里控制着他右手的运动。   信号抵达的瞬间,几乎是立刻地、无意识地用右手食指按了键盘上的空格键,好像是在“开火”。实验圆满成功,整个过程均有视频记录,并遵守一套严格的国际人类试验准则。   斯托克说:“互联网这种连接计算机的方法,现在可以成为连接大脑的方式。我们希望能实现知识在人脑间的传播。” 美国华盛顿大学实现人类首次非侵入式脑脑接口精神控制(原理图)   价值巨大 危害有限   科幻游戏和小说不仅激发了研究人员的想象力,也激起了普通民众的担忧。有的人会质疑这项技术未来的安全性。但拉奥说,这一技术只能读取特定的简单脑信号,并不能读取人类思想,也不能使任何人违背你的意志来肆意控制你的行动。   虽然实验是“非侵入式的”,但仍需要专业设备和理想的实验条件才能完成。   华盛顿大学的生理学助理教授香特尔·普拉特(Chantel Prat)说:“我想有些人会担心,那是因为他们大大高估了此项技术。实际上,不可能在人们不察觉或不情愿的情况下,应用此技术。”   斯托克认为,该项技术极具价值,例如当驾驶员突发健康问题时,地面人员可以遥控飞机上的乘务员或乘客,使飞机降落;或者让瘫痪病人用意念告诉别人他需要食物和水——而最妙的是。即使两个人说不同的语言,从一个人到另一个人的脑信号也是管用的。   “这次只是基本的单向信息流,下一步将在两个大脑之间,直接进行更加对等的双向交流。”拉奥说。   “精神控制”领域竞争激烈   “精神控制”研究虽然很少为大众所知,但竞争激烈程度空前,各研究组在短短1年内就取得了不少重要成果。今年2月,杜克大学的科学家把两个只有头发1%宽的微电极阵列植入两只老鼠的大脑皮层运动区,并将电极连接起来。   这两只老鼠都接受过训练,在接受视觉信号刺激后,会压动两根杠杆中“正确的”一根。实验时,两只老鼠被分开,一只仅能接受视觉信号,但没有杠杆可动,另一只可以动杠杆,但没有视觉信号刺激。   结果发现,接受视觉信号刺激的老鼠,通过“精神控制”使另一只老鼠压动杠杆,而且压动“正确”杠杆的概率达到60%~72%。   这一实验中,老鼠可以在笼子里跑来跑去,并非固定在杠杆前,因此接受信号者的“动作幅度”大于华盛顿大学的实验。但其缺点也很明显,需要植入电极,是“侵入式”的。   今年4月,美国哈佛大学科学家柳承世(Seung-Schik Yoo)宣布成功地进行了人对动物的“精神控制”实验。   该实验原理与华盛顿大学的实验基本相同,不同点在于,柳承世将超声波聚焦在老鼠控制尾部运动的大脑皮层上,刺激老鼠摆动尾巴。   看上去此做法不需要“经颅磁刺激”,似乎更有肆意控制他人的“危险”,但实际上,为了确保超声波聚集在正确位置,老鼠是被死死固定住的。   在此之前,柳承世小组还曾用志愿者的脑电波控制鼠标运动,实现了“非入侵式”的人脑—机器接口。   中国科学家在脑—脑接口上研究相对较少,但在脑—机接口上已有不少成果。  2010年,国家自然科学基金委员会“视听觉信息的认知计算”重大研究计划就资助了“首届中国脑—机接口比赛(China BCI 2010)”。   2012年2月,中国浙江大学求是高等研究院脑机接口研究团队宣布,他们运用计算机信息技术成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号,使猴子的“意念”能直接控制外部机械。   2012年4月,香港中文大学宣布研制出一个“脑机接口”系统,可将脑电波转换成繁体中文字,让全身瘫痪而无法说话的病人,有机会打开心窗。
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[转载]心灵感应研究的最新进展
xiaoyanghe 2013-4-6 15:34
There’stantalisingevidencethattechnologycouldonedayallowustotransmitthoughtstelepathicallybetweentwobrains.Thequestionishowfarcanwego? 注:由于博客编辑平台似乎是不支持words英文文档格式的粘贴,如上文显示,将two人为分开,只好给出原文的链接地址。 http://www.bbc.com/future/story/20130404-will-we-ever-read-minds 转引自BBCfuture频道
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[转载]Puzzlebox Orbit: Brain-Controlled Helicopter
oliviazhang 2012-11-26 14:25
脑机接口领域的又一有意思的东东: http://www.kickstarter.com/projects/puzzlebox/puzzlebox-orbit-brain-controlled-helicopter (更多的信息可参考: http://www.cnn.com/2012/11/23/tech/orbit-brain-controlled-helicopter/index.html ) For the past two years Puzzlebox has been producing brain-controlled helicopters for classrooms and television. Now comes the chance to fly your own. The Purpose Join the experiment. We are building and selling this crazy new toy. Then we show everyone how we made it. We will sell finished, working, brain-controlled helicopters but also release guides and software for taking them apart to rebuild or customize. We will publish lessons on how mind-controlled devices actually work and how infrared signals steer the aircraft. We are testing a hypothesis that this form of cooperation can succeed commercially while aiding the pursuit of science and education. Our overall goal is to explore an Open approach to Brain-Computer Interface ( BCI ) technology. Advances at the cutting edge are waiting to find their way to the public and this project is our latest contribution. If our funding is successful all material including source code, hardware schematics, and documentation will be freely distributed. Then we start the next experiment. The Product Puzzlebox Orbit features a unique spherical design that protects helicopter blades from unintended impact with objects such as walls and ceilings, while lending a pleasantly technicalaesthetic. Despite remote control helicopters in general having earned a reputation for being fragile we have been extremely pleased with the build quality andresilienceof our samples. They have survived several falls and collisions over the course of development and testing withoutnoticeabledamage. We offer two models, the first designed to be used with mobile devices such as tablets and smartphones. A NeuroSky MindWave Mobile EEG headset is required to communicate with the device over Bluetooth. Our software then extracts and visualizes your brainwaves in realtime. Command signals are issued to the Puzzlebox Orbit via an infrared adapter connected to the audio port (for compatibility with Apple's iOS). Puzzlebox Pyramid (Prototype) Puzzlebox Pyramid is supplied with our second, self-contained model. The Pyramid acts as a home base and remote control unit for the Orbit. It features a custom-designed, programmable micro-controller compatible with popular boards from Arduino . Twelve multi-colored LED lights are arranged according to clock positions on the face of the Pyramid and are used to indicate current levels of concentration, mental relaxation, and EEG signal quality. The lights can be customized to display different colors and patterns with distinct meanings according to preference. Lining the rim are several infrared LEDs that operate the helicopter and with software programming are capable of controlling additional IR toys and devices including televisions. With either edition the user can select a "flight path" for the helicopter (such as "hover in place" or "fly across the room") to be carried out whenever a targetted personal mental state is detected and maintained. Third-party developers are able and encouraged to contribute new features and modes of flight control. Puzzlebox Orbit relies on EEG hardware from NeuroSky to produce measurements of attention and meditation. Leveraging their hardware plus our proven track record with BCI has yielded a much faster and smoother time to market, empowering us to focus on building the best possible product and software.We offer rewards to backers both with and without pre-packaged headsets included. Puzzlebox Orbits and Pyramids The Process Our hardware engineer returned to China at the beginning of November to oversee our manufacturing process. We have confirmed a readily-available supply of Orbit helicopters, infrared dongles for our mobile edition, and NeuroSky headsets sufficient to fill all orders for our December reward tier. Delivery to backers is expected in time for the holidays along with feature-complete beta software made available for testing on a variety of handsets and devices. For Puzzlebox Pyramid we will use either SLA 3D printing or injection molding, based on demand. We have contacted several manufacturers who can form the mold, including a major provider in China. Our custom circuit board for Pyramid is still under design, but will be finished this month. Hao (our hardware engineer) is a Chinese national, having maintained connections to PCB manufacturers in Southern China since his early career. We have a good relationship with a significant electronic components provider as well as top factories to produce and solder PCBs. Normally it is hard to find a factory willing to train workers to assemble products numbering only in the hundreds but we have solid ties with several consumer electronics manufacturers (including one factory renowned for producing brand-name housewares such as hair dryers) and they will assemble and package Pyramids for us, regardless of number of units. Local knowledge, language, and relationships play a key role here. Finally we have arranged for receipt, repackaging, and domestic shipping of complete systems for the US and (soon) Canada. Dependent upon response, as a flex goal we would add additional reward tiers with Orbits, Pyramids, EEG headsets, and mobile device controllers to be shipped in subsequent months. International shipping will become available in (northern) Spring 2013. The Result If successful our project will publish all software, protocols, and available hardware schematics under Open Source (and/or Creative Commons) licenses. We are willing to risk sharing our intellectual property in this way because we believe it is the best way to grow our community and to increase knowledge in the field. Finally if fully funded we will produce videos and illustrated documentation explaining how the various neuroscience principles and technologies involved actually operate (including EEG and infrared transmitters). Because as cool as it might be to fly a helicopter with your brain, its cooler understanding how it all works. Puzzlebox Brainstorms in the classroom We envision the Puzzlebox Orbit being used for entertainment, personal training of mental focus or relaxation, and as an aid to teaching science and technology from middle school through to university level. Basic principles should be understandable by a motivated 10-year-old. Any interested high school or college student should be able to access and extend our software and designs. Risks and challenges Learn about accountability on Kickstarter We're anxious to explore and explain both the possibilities and limitations of EEG technology with consumer-grade hardware, and believe we have to be clear and honest when it comes to setting expectations. We are aware that misrepresentation could set back public perception of this industry for years. When using the current Brain-Computer Interface, it will not be possible to steer the Puzzlebox Orbit in more than one direction at a time. With practice a user should be able to improve their ability to concentrate (or alternatively, relax). This effects the duration they can maintain flight as well as response time at take-off. But the science simply does not support being able to distinguish between multiple "intentions" with this quantity or placement of electrodes. A more specific technical challenge will be to find the "sweet spot" flight settings at which the helicopter can hover as still as possible under a variety of room sizes and conditions, or fly in a straight line for long distances. We will likely have to find reasonable compromises and offer customizable trim settings to the user. By way of disclosure at this stage we have not yet begun software development for the iOS edition but can confirm that our IR hardware is compatible. Initial releases may arrive as source code only, until our finished application has been approved by Apple for distribution in the App Store. This should be considered by backers seeking a December reward package.
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读脑——神经科学的新进展
songshuhui 2010-4-30 21:50
量子熊猫 发表于 2010-04-30 18:04 读心术 我已经取下了各种随身物品,填好了检查单,以确定身上没有手术植入物,从心脏起搏器到宫内节育器。现在我又带上耳塞,等待进入。等等,请我接受安检?张开双臂,工作人员的金属检测器再一次检查了我的全身。 我来到的不是007电影里的神秘基地,而是核磁共振扫描仪的磁体间。跟随着工作人员,我走进了一个灯光昏暗的房间,小房子中央被一个好像滚筒的大机器占据着。马上,我就要躺进那个滚筒中。和电影中的间谍不同,我接受的不是严刑拷打的审讯,但似乎还更恐怖这台机器将把我脑中的想法扫描出来。 如果做一个调查,询问大家最想获得的超能力,读心术一定名列前茅。实际上,能够直接获知他人心理状态的能力,不仅仅是科幻小说家喜爱的题目,实际上也是古代神话中的常客。读心术不仅是许多人的愿望,也是不少人的隐私梦魇。如今,借助现代科技,我们似乎已经站到了这一能力的门口。 躺在床板上被推进了滚筒内部,我才注意到,所谓的滚筒其实并没有滚动装置,而是一个塑料包裹的桶装物。即便带着耳塞,我还是能听到噪音,现在,这种噪音更大了。 请您注视眼前出现的图片,有可能是建筑物,也有可能是动物。您只要注视就可以,不需要做任何反应。请尽量保持头不动。紧接着,随着噪音的增大,我眼前的屏幕上开始出现了一张张图片。图片只出现几秒就消失了,其实我并没有完全看清,但这没有关系,我的大脑已经开工了。不一会儿,屏幕上不再出现新的图片,噪音也减弱了不少。平板将我移出大桶,在外面,实验员已经微笑的等着我了。 经过一些数据处理,实验员告诉我,他们已经分解出了刚才的过程,那些状态下我看的是建筑物,而哪些又是动物,通过我大脑的变化可以一目了然。 旋转的磁球与墙上的斑点 刚才的大桶并不神秘,其实,在现在的医院中,它是一种非常常见的设备,通过核磁共振成像,能轻松检测身体内部,已经将健康带给了很多人。美剧《豪斯医生》中,进行核磁共振扫描检查是更是家常便饭。可是如果深入起来,它的原理确实有点复杂,从发现核磁共振现象,到现今的成像技术,中间是60余年的科学进展,和数个诺贝尔奖级别的科学发现。 了解核磁共振成像(Magnetic resonance imaging ,MRI)需要看看原子内部。不要担心,这里没有核辐射,只有我们关注的一个个小磁体质子、电子这些基本粒子。这些带电粒子以一定的速度高速自旋,形成了有南北极的小磁球。人体中含有大量的氢原子,它的原子核质子,将帮助我们给身体内部照相。 核磁共振仪的主磁场校正小磁球的旋转方向,激发磁场不断开关,将小磁球拉向一个方向,反复这个过程,小球就会不断的歪过来,倒过去,产生的电磁波就可以被接收到,从而处理成图像。不同组织中磁场强度不同,我们就可以在图像上区分大脑的灰质、白质、脑脊液等组织了。人脑活动时的血流变化也能被这种方式检测到,我们就通过血液的流动,判断哪些部分的脑组织正在工作。 为了成像清晰,这个主磁场要足够强。人体实验用的仪器,这一磁场的强度有时能达到3特斯拉或者7特斯拉。前者是地球磁场的6万倍,而后者则是14万倍。如此强大的磁场,会将靠近的手机等电子产品顷刻报销,还能把眼镜、钥匙之类的物品吸到机器上,更不用说会干扰心脏起搏器的运转,或者吸住病人的假肢等植入物了。所以,才有了刚才那一幕,进入磁体间前,必须严格检查,防止发生危险。好在,这是目前已知的核磁共振唯一的危险所在。 过去十几年的研究,我们一直在给认知活动寻找地址,例如,读词时某脑区活动,看画时则是另一个脑区。这就好像是在墙上寻找斑点,我们只关心斑点所在的位置。现在,一种称为多体素模式分析的范式改变了思路,我们不再关心某个斑点的位置,而是寻找大量斑点组成的模式。通过计算机模式识别,就可以判断大脑的状态,甚至读出大脑的活动。 脑中的天际线 去年,加州大学伯克利分校的神经科学家杰克格兰特(Jack Gallant)公布了他们的研究成果。人类的初级视觉皮层位于大脑枕叶,也就是接近后脑勺的那个部分。眼球后面的神经束就是连接到这里的。格兰特的研究团队让两名志愿者观看youtube视频,之后仅通过他们视觉皮层的反应就重现了视频。 他们首先收集了上千小时的youtube视频用于训练计算机,之后,他们让志愿者观看了两段youtube视频。效果如何呢?视频中显示的一只独行的大象,而计算机根据志愿者的脑扫描数据,生成的视频中是一只类似象的动物缓缓移动。在一个飞机飞过城市的视频之后,计算机还原了天际线,却丢失了飞机。即便如此,这个结果也足够惊人了。这意味着,我们看到的东西真的可以一定程度上从头脑中提取出来。 另一条道路上,是卡内基梅隆大学的几位科学家,他们关心的不是刺激,而是探究我们头脑中的概念。汤姆米切尔(Tom Mitchell),是一位计算机科学家,机器学习领域的领军人物之一,他的同事马塞尔贾斯特(Marcel Just)则是一位神经科学家。他们选择了60个简单的常用概念,如苹果、锯子等。志愿者看这些概念的图片,然后随意的就这一图片想一些事情,整个过程除了核磁共振数据,不需要向实验者提供任何信息。 根据语料库和脑成像数据,科学家重建了被试心中所想的概念。 之后的环节有点复杂,实验者利用了一个Google公司提供的语料库,用我们平时语言的信息,结合神经活动数据,让计算机寻找规律。结果,计算机预测大脑某种状态下思考的是哪种概念,达到了接近百分之八十的准确率。我们不禁要想,一些千百年来悬而未决的形而上学问题,可能能从完全不同的道路上找到答案。 老大哥在看着你? 是的,心想事成一直是我们的一句祝词,现在这种祝愿却可能变成真的。我们的脑中存在大量的神经元。它们在活动时产生的电信号能被我们捕捉到。通过给瘫痪病人植入记录电极,已经能使他们通过思想控制鼠标指针,操作电脑甚至玩游戏。而通过类似的方法,一位因中风无法说话的患者控制电子语音,已经能发出简单的元音。 爱玩的科学家还将脑电记录用的电极帽和流行网站twitter结合了起来。威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员制作了一个twitter帽。戴上帽子,只要实验者注视一块屏幕上的字母,他的脑电变化就能被计算机识别出来,之后就能靠看和想发出一条微博客信息。而依靠脑电波控制的轮椅也在研制之中,这可能大大提高行动不便者的生活质量。 回到核磁共振上来就。在今年1月,一项惊人的研究再次向我们展示了读脑技术的可能性。我们已经知道,想象自己在运动就能激活大脑的运动区,而如果想象场景则会让海马旁回激活。一个有趣的读脑游戏是,让志愿者回答问题,但并不真的说出来,当回答是时就想象自己在打网球,而回答否时就想象一下自家房间。这样仅仅通过脑扫描,就能猜出志愿者的答案。 这一次,来自剑桥大学和阿登布鲁克医院的科学家和医生让植物人躺进了扫描室。他们的家人告诉了他们这个规则,并且问了几个问题。大脑活动的结果显示,六个问题中的五个都得到了回答。这些植物人尽管不能作出任何动作,却并非没有意识。这是第一次,我们直接获得植物人的交流反馈。 植物人根据回答问题是yes还是no,显示了不同的大脑激活。 这似乎预示着科幻小说中大量出现的技术脑机接口的诞生。一直以来,想象力丰富的人们幻想着打破人与机器的界限。或者至少能让我们对机器的控制不仅仅是按按电钮。Intel的科学家预言,到了2020年,我们将可以通过思想来控制机器。而也许电影《阿凡达》中那种通过仪器将意识投射到其他身体上的幻想也不是不可能的。按照乐观的未来学家所说,一旦人与机器能够连为一体,一个新的纪元就将开始,我们将重新定义家庭、伦理、社会甚至人类的本质。 信念与事实不仅是哲学家关注的核心概念,伦理学家也一直在讨论这些问题:善意的行恶、不知情的行恶,或者坚信一场灾难是有必要的。这些情况该如何界定?这一点上,科学家可是走得更快法庭上,人证物证已经落后,脑证诞生了。前一段,大法官裁定那起预谋凶杀有罪,驳回上诉。他说,不在于你怎么做的,在于你怎么想了。 然而惊人的技术面对的并不都是赞扬声。正如剑桥的研究者们说的,读脑有点像思想裸体。对于隐私的担心在这样的科学手段面前一点也不为过。目前,核磁共振仪还是一个十几吨重的庞然大物。但是有朝一日,仪器会不会发展成现在机场的全身安检门一样的常规设备呢?那么,接受检查的就不仅是我们的身体。 阿尔巴尼亚小说《梦幻宫殿》中,暴君收集人民的梦境进行分析。这个故事在科学家眼中可不是荒诞不经。日本高级电信国际研究所的神经科学家神谷之康(Yukiyasu Kamitani)就准备尝试核磁共振技术将人的梦境提取出来。如果过去,《1984》中的老大哥仅仅能观察一个人的行为,那么未来,也许他们已经能将嗅探器深入到你大脑的沟回之中了。 测谎仪在司法中的使用已经有多年历史了,但是直到今天,还存在着它是否可靠的争议。目前,已经有将核磁共振使用到司法中的例子美国伊利诺伊州在审判一名杀害的嫌疑人时,律师要求通过核磁共振判断他是否有脑病,以获得量刑上的从宽。这并没有涉及我们提到的最新技术,却揭示了新技术在司法上可能的应用。美国电影《少数派报告》中,未来的人们甚至能发现未发生的犯罪。有科学家认为,未来的测谎仪也许不是目前这种检查情绪引发生理变化的仪器,而是直接的脑扫描。那么,这些技术在司法上应用的界限究竟在哪里?或者,一个新的名词将要出现动机犯,仅仅是恶念一闪,也成了某种罪过。 对此,科学家倒是不担心,这无非又是那个科学双刃剑的老问题。至少,以现在读脑能处理的问题,读脑的准确性、耗时等因素,那个科幻小说中的场面还差得远。尽管对于未来有种种疑虑,还是会有人投入这场科学竞赛中,毕竟,山就在那里。 原文发表于2010年4月《男人装》杂志
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脑机接口与阿凡达
热度 1 cafe 2010-1-30 12:08
随着电影阿凡达的热播,茶余饭后,有些朋友会来跟我谈论阿凡达,并问我现在脑机接口技术离阿凡达还有多远。呵呵,那可就远了。 通过意念控制机器是人类一直以来的梦想。随着科学技术的不断进步,这个梦想已不再遥远。近年来,脑机接口 ( Brain Computer Interface,BCI ) 为用意念控制外部设备提供了可行手段。 脑机接口采集并分析反映人脑活动状态的电生理信号,识别人的主观意图,进而转化为控制信息控制外部设备或装置。这种技术不依赖人体通过神经系统控制肌肉的正常通路,在脑和外部环境之间起到传递信息的作用。因此,脑机接口技术可以辅助很多因神经肌肉损伤而行动受阻碍的疾病患者,尤其是肌萎缩性脊髓侧索硬化病患者 (amyotrophic lateral sclerosis, ALS) 和脑神经损伤病人,进行自我照顾或自主的肌肉控制等。 目前脑机接口中常用的信号是头皮脑电信号(Electroencephalography,EEG)。脑电是脑细胞群体发放电所产生的宏观现象,当大脑活动的时候,会产生特定的脑电信号。脑电自1929年被发现以来,已被证明其中包含反映脑功能认知活动的成分,并成功应用于认知科学和疾病诊断等领域。实现脑机接口的关键部分是对脑电数据的分析和处理。现阶段还存在许多困难:虽然使用先进的信号采集设备已能够检测非常微弱的脑电信号,但是脑电信号中不可避免的掺杂了各种噪声,使得数据的信噪比较低。近年来脑电数据处理的相关研究取得了令人瞩目的成绩,同时,信息科学与技术的不断进步也使得实时快速处理大量数据成为可能。借助于这些成果,脑机接口的技术得到了快速的发展,研究群体和组织也迅速壮大。 脑机接口技术的研究和关键技术问题的解决不仅需要其他学科领域的发展,而且能够反过来促进诸如认知神经科学、心理学、模式识别、信号处理和电子技术的交叉与发展。我们有理由相信脑机接口技术在不久的将来会有着深刻的影响并得到广泛的应用。 导演詹姆斯卡梅隆的电影中也是利用人脑来直接控制身体外的阿凡达(Avatar)。阿凡达是利用克隆技术,将人类与Na'vi人的DNA混血,培养出身高近3米高的一种克隆Na'vi人。但阿凡达本身没有思维,可志以让人类的意识进驻其中,成为人类可以自由活动的化身。然而并不是任何人都可以操纵这个克隆Na'vi人,只有DNA与他身上DNA相符的人才有这样的能力。必须是由提供DNA的人类躺在特制的设备中,人类的思维通过无线技术传递给阿凡达。 电影中是虚构的,当然其中提到的读脑(Mind Reading)远远超出了如今科技所能达到的水平: (1)信号采集技术。电影中没有说到底如何采集脑活动信号,只是说人躺进其中的设备中,人的意识,情绪等所有活动都被准确无损的复制到阿凡达的大脑中。而现实中,目前不管是脑电(EEG),功能磁共振成像(fMRI),还是脑磁(MEG),及近红外谱(NIRS)。以及对人脑有一定侵入性的脑皮层电图(ECOG),现在都还不能从时间和空间两个维度上准确刻画人脑的全部活动状态。但可以肯定的是,脑机接口中所用到的这些记录人脑活动的方式虽然精度不高,但已经证明人的主观意识是有物质基础的。 (2)脑信号的转变。脑机接口中,EEG等脑信号是载体,它从人脑传递到计算机,计算机从中识别出人的主观意图。这个过程中通过EEG载体,把人的主观意图从人脑直接传递给计算机,计算机将这个识别出来的主观意图转化为控制信号。而电影中因为阿凡达自己有可以直接接受人脑信号的大脑,所以只需要数据的复制,不需要对脑信号进行外在的转变,阿凡达的大脑自动能通过它的外周神经系统控制阿凡达的肢体,就跟我们正常人一样,根本分不出是来自哪个大脑的信号。 (3)受控体。目前的脑机接口技术中有利用人脑来控制外部机设备或电脑鼠标的运动,也有输入字符的虚拟打字机,还有我们课题组完成的自动图片分类等应用。国内外也有研究将控制信号从外界传送给小老鼠,鸟等动物,这是这类应用中控制信号的流向不同。但这些受控体都没有接受情感类的信号,也不存在表情。而电影中的阿凡达,是个有血有肉的活体,有正常人的情感和喜怒哀乐。
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思考的力量
songshuhui 2009-12-25 17:27
猛犸 发表于 2009-12-24 11:00 斯蒂芬霍金瘫坐在轮椅上,脸上挂着他那著名的神秘微笑。在我第一次读他的《时间简史》时,他还有三根手指能够活动;但是当几年后我再买到精装本《果壳中的宇宙》时,他只能靠一只手指,将脑中奔流不休的思绪缓缓敲在一块小键盘上。而几乎可以确定,在未来的某一天,这位把在人迹罕至的理论物理学界的成就和通常仅为影星和摇滚歌星保留的盛名集于一身的老人,只能将他深邃的思考永远禁锢在一具瘫软无力的肉体当中。 除非,我们能从这颗天才的头颅中,将无形的思考,转换成一个更加清晰的世界,让潜水钟般沉重身体里的思绪,能够像蝴蝶一样轻盈地自由飞翔。 幸运的是,随着脑机接口的发展,这并非绝不可能。 进化 更高、更快、更强。这不仅是奥林匹克运动会的口号,也是人类文明进步的方式。机械工具延伸了人的手,交通工具延伸了人的脚,互联网和通讯产品延伸了人的耳和嘴甚至大脑。但软弱的肉体和大脑对神经和肌肉的依赖,数千年来总让人们无计可施。 直到1924年,人类的面前出现了一道曙光,得以一窥大脑的奥秘。这一年七月的一个傍晚,德国医生汉斯贝格尔(Hans Berger)第一次从颅骨受损的病人头部测到了极为微弱的电流。在经过近五年的漫长实验后,他终于确认了这种神秘的电流的确来自于脑部活动,并且给自己发明的这种测量方法命名为脑电图(EEG,electroencephalogram)。他从一千多张脑电记录中发现了脑电的部分规律,并且将人们清醒并闭眼时的脑电波定义为阿尔法(),而将睁开眼睛时的脑电波定义为贝塔()。 随后的几十年,人们又找到了其他一些频率的脑电波,并且把它们和大脑的状态对应起来:熟睡时的德尔塔()、困倦、冥想或被催眠时的西塔()、进行复杂的思想活动或者情绪波动时的伽玛()、以及只能在掌管运动的区域探知的缪()。脑电图开始逐渐成为脑部诊断的必备工具,意识的生理基础不再是一个需要争论的哲学命题。 然而贝格尔医生没有等到EEG大放异彩的那天。在他逝世的时候,电子计算机还没有被发明出来。当电脑和人脑联合时将会必然发生的巨变,怕是连贝格尔医生自己,也从来未曾想到。 20世纪70年代,在美国国防部的国防先进技术研究署(DARPA,Defense Advanced Research Projects Agency,就是这个部门发明了互联网)资助下,加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA, University of California Los Angeles)开始尝试利用EEG,将人类思考的结果不借助肌肉和神经组织,而直接通过计算机来输出让思考可以直接被看到,让大脑可以直接控制机械,让肉体的羁绊消失于无形。 直到这时,脑机接口(BCI,Brain-computer Interface)这个词才首次出现在科学文献中。伴随这个词出现的,是人们对于大脑活动越来越深入的理解。1978年,人们发现猴子可以在训练后,快速学会自由地控制初级运动皮层中单个神经元的放电频率;1989年,约翰霍普金斯大学的科学家发现恒河猴手臂运动方向和大脑运动皮层中单个神经元放电模式的关系;而到了九十年代,一些研究人员已经能够实时捕捉运动皮层中的复杂神经信号,并且用来控制外部设备。机械义肢可能变得和原生肢体一样容易使用,人类在进化的漫长道路上看到了一种全新的可能性:人和机械,可以作为一个生命的不同组成部分而共存。 童年的结束 脑电图在头皮外测量,电极仅仅用于接收信号。这是它最大的优势,不会对监控的大脑造成任何可能的损伤。而它的缺点也同样明显:在头皮外接收到的电信号不仅微弱,而且多个脑区的活动信号会叠加在一起,最终形成看起来十分混乱的波形。 幸好这些缺点可以部分克服。微弱的电信号可以放大,而波形的分离早在十九世纪就已经由法国数学家傅立叶解决。现在我们只需要解决脑电波和大脑思考行为的对应关系就行。 但是,这却是最大的难点。大脑中有超过140亿个神经元和超过1000亿的神经元连接,而且由于大脑惊人的适应性,对一个人来说某种行为对应的神经元活动,可能在另一个人身上就完全换了另一组完全不同的神经元。实在很难找到一个共通的模式,可以轻松地让大脑活动变成电脑屏幕上跳跃的文字或者图标。研究人员们现在只能通过探寻一些粗略的模式来进行分析,但是这样的模式避免不了误判的可能。 现在,基于EEG的脑机接口主要集中在两个方向:诱发的信号和自发的信号。当某个异常事件发生后的300毫秒左右,将会检测出一个被叫做P300的电波峰值;当眼睛受到光或图像刺激后,视觉皮层将会产生视觉诱发电位。这两类信号可以通过诱发产生,而且判断准确率较高,但是缺点是需要外界刺激,并且依赖人体本身的某些知觉才能工作。而当某侧肢体运动或者仅仅是想象其运动时同侧的脑区产生的事件相关同步电位、通过反馈训练可以自主控制的皮层慢电位和自发的阿尔法、贝塔等脑电信号虽然不需要外界刺激,但是需要大量的特殊训练和适应过程。毕竟,世间安得两全法,鱼与熊掌,永难兼得。 基于EEG脑机接口进展的举步维艰,让人们不得不另辟蹊径。功能性核磁共振(fMRI,functional Magnetic Resonance Imaging)这种经常摆在医院里的巨大工具,成了科学家们盯上的下一个目标。功能性核磁共振可以用于查看大脑中不同脑区的血液流动情况一般来说,思维活跃区域的血液流量就会相应增加。这样,通过监测不同区域的血液流动情况,和之前训练的图像进行对比,就可以判断被监控者的思维活动。2006年,日本国际电气通信基础技术研究所和本田研究所两家机构采用这种技术,开发出可以控制机械手的脑机接口,控制的延时只有几秒钟。和脑电相比,功能性核磁共振有更多的优势,但是fMRI实在体积太大,现在还不能指望能够做成一顶头盔戴在头上。 而且,更精确的思考,不会存在于头皮之外,只能从头颅内部去寻找。 在脑中植入电极的设想,几十年前看起来还像是个笑话,但是现在人们已经开始认真地考虑其可行性了。通过一系列动物实验,科学家们已经开始小范围地尝试在人脑中植入电极。这样做的好处显而易见:减少其他脑区活动产生的电波干扰、精确定位电信号的出处。 2004年6月,马萨诸塞州福克斯煲的赛博动力学公司(Cyberkinetics)为一位24岁的四肢瘫痪者马特内格尔(Matt Nagle)脑中植入了一枚芯片。这枚被叫做脑门(BrainGate)的芯片只有药片大小。医生为马特做了一个开颅手术,把脑门放在大脑表面。在经过9个月的练习之后,马特可以仅凭思考来收发电子邮件、控制一个机械手臂,甚至可以玩电脑游戏。脑门有96个电极,可以探测1000多个神经元细胞的活动。将这些神经元的活动发送出来,通过电脑的分析和处理,让马特获得了更好的生活质量。 2008年,匹兹堡大学的一项研究成果发表在《自然》杂志上。他们的一个研究小组将微电极阵列植入恒河猴大脑的运动区,采集多个神经元的放电信号,并且通过计算机转换成电动假肢的控制命令。经过一段时间的训练之后,猴子学会了直接用大脑控制假肢运动,对抓取力度和假肢运动轨迹的控制达到了很高的准确度,几乎把机械假肢当成了自己的另一条手臂。 然而,这种方式有很明显的风险。即使是最乐观的人也会谨慎地看待这种植入大脑的芯片,将它可能带来的利益和生命安全放到天平的两端时,孰轻孰重一望可知。大脑,这一标志着地球上生物的智慧顶端的物体,并不适合随便对其动手动脚。 毕竟大脑是一个太过于复杂的存在,以至于有人曾经写下一个关于大脑的悖论:如果人类的大脑简单得能够让人理解,那么人将愚蠢得不能理解自己的大脑。然而,随着技术的发展,我们并非没有可能打破这一悖论。如果将了解自己做为成为成年的标志,那么在机器的帮助下,人类这个种族自身,也许快要迎来童年结束的那一天。 被毁灭的人 现今的世界上已经有超过十万人植入了人工耳蜗。这是一种大小和助听器类似的小型电子设备,可以将收集到的声音信号变成电信号,直接刺激人的听觉神经,从而让失聪的人们能够听到声音。视觉重建的研究也在进行当中,它们可能会在将来帮助那些眼球受损的病患获得视觉。虽然在目前的技术条件下,电子眼无论是视力还是颜色都不能和真正的人眼相提并论,但和完全失明相比,这无疑是一个比较好的选择。而在更加负责的控制方面,人们走得还不够远。 今年4月,美国威斯康星州立大学麦迪逊分校的亚当威尔逊戴着一顶连着电线的红帽子,只用脑电波控制,在网上写了几条短小的微博客。屏幕上的字母阵列来回闪动,看起来像是几十年之前的古老游戏。他盯着屏幕,直到屏幕上一个个字母跳出来:我在用大脑拼写。虽然速度很慢,每分钟只能写大概十个字母,但是这已经是不错的开端。澳大利亚和美国的几家公司也已经开发出基于EEG的脑机接口头盔,往往安装了十六个以上的接收电极。使用者在经过短暂的训练后,可以用它来控制轮椅或者玩一些简单的游戏。 即便速度缓慢、功能单一,但是对于那些因为意外、战争或者疾病而失去肢体活动能力的人,通过脑机接口控制的义肢可能是最有希望让他们和正常人一样生活的工具。几乎可以确信,使用脑机接口的义肢已然为期不远,我们即将拥有必将在各种方面都超过原生肢体的义肢。碳纤维、钛合金、意识控制,接下来每个人都会想到诸如《终结者》、《攻壳机动队》、《钢铁侠》或者《新世纪福音战士》中的场景。当这种期望成为现实,人们又将如何面对? 在去年的北京奥运会上,南非短跑运动员刀锋战士 奥斯卡皮斯托留斯(Oscar Pistorius)没能通过400米比赛的预选。起初奥委会认为他的假肢对其他正常运动员来有着特殊的优势而禁止他参加预选,这一新闻登上了各大媒体的头版头条。奥斯卡的假肢没有任何控制功能,仅是在性能上超过人类天生的肢体,就已经引起如此轩然大波,那么当更快更强、更容易控制的人工肢体可以随意安装和组合时,必然将会将争论的方向引导到那个古老的哲学命题上:人是什么?怎样定义人? 然而,哲学和伦理上的争论最多只能暂缓科学的脚步,但却永远无法阻止人类的好奇心和文明发展的进程。 纪元的终结 他小心翼翼地把黑色毛线吸汗带系在额头上,以免弄乱了平坦的仙台皮肤带。他盯着膝上的控制板,但并没有真正看它 他正在什么地方的一间刷成白色的阁楼里大笑,远方的手指抚摸着控制板,宽慰的眼泪从脸上流了下来。 威廉吉布森的《神经浪游者》,一直被认为是赛博朋克的开山之作。这本书不仅是历史上唯一一本获得星云、雨果、以及菲利普狄克三项世界科幻界最高奖的科幻作品,而且看起来相当精确地描述了我们的发展趋势。今天的科技必然将会过时,迟早会有那么一天,我们不再需要天生的身体,而只需要一个健全的大脑。 在《神经浪游者》发表前几年,美国发明家雷蒙德科兹威尔(Raymond Kurzweil)提出了一种名为技术奇点( Technological singularity)的理论,并且成功地让著名硬科幻作家弗诺文奇(Vernor Vinge)成为了这一理论最热情的传道士。科兹威尔认为,在人类历史上,技术发展的速度并不是均匀的,而是以一种越来越快的方式在加速发展。他找了一些在各自领域中做出重大突破的人和组织,请他们列出认为人类历史上最重要的技术突破和发明,然后把这些事件发生的时间标在对数坐标系上,然后吃惊地发现自己的直觉符合事实,人类的技术发展正在加速向着某个爆发点冲去。借用物理学上的概念,他将这个技术发展到近乎无限的点称为技术奇点。之所以采用这个名字,是因为和宇宙的起点一样,它不能用现在的规则来预测其结果。它将是另一种大爆发的起点。 虽然主流学界对技术奇点理论抱持着观望的态度,但是谁都不得不承认,科技发展正在裹挟我们轰然而去,未知的前方以越来越快的速度向我们扑面撞来,没有人能够闪躲。将人类的优势和电子设备的长处结合起来,已经是我们习以为常的生活。为了应对正在变得越来越快、越来越复杂的世界,人类有必要借助全新的外界帮助,正如三百万年前的原始人需要借助石头和火的帮助一样。 也许,脑机接口将会是我们现在身处的这个信息时代的星星之火,将会终结人类作为一个自然进化物种的漫长纪元。 发于《科幻世界》 Update:其他与脑机接口的文章请见 anpopo 的《 永不消逝的电波 》和 圆儿 的《 人脑遥控器 》以及 小红猪小分队 的《 生化机械人上市开卖喽 》 Update : 犹他大学开发出一种覆盖大脑表面的微型电极,植入手术时的照片被评选为《大众科学》杂志 年度最惊人科学照片之一。 Update:波士顿大学主导的一项研究成功地让一位闭锁综合征(locked-in syndrome)患者重新恢复了发音能力。他们在病人大脑的中央前回植入电极,将截获的脑电信号通过无线方式传递出来,然后再用计算机翻译成人类语言。发音啊!无线啊! Update:今年布鲁斯威利斯的电影《Surrogates》讲的也是关于这个开头就提到了用机械手的猴子
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[Dr.You第44期]读者来信:The Matrix
songshuhui 2009-11-9 19:16
Dr.Who 发表于 2009-11-09 7:13 第四十四期问题:当人脑接驳电脑? 首先跟大家道歉,这期读者来信晚了两周之久已经让Dr.Who跪键盘思过去了。这个话题吸引了许多读者的参与,我们收到的来信共有超过两万字之多,看起来大家对于这个话题相当的有兴趣就Dr.Who个人认为,人脑接驳电脑也将是非常值得感兴趣的话题,也许意味着人类在智能水平上的大幅提高。好了,闲话不多说,让我们来看看这一期让人大开眼界的读者答案吧。 董超 人脑和电脑接驳?这有点儿类似于让国际空间站和一节火车皮对接。因为在复杂程度上,前者要远远高于后者。 不能不承认电脑在某些事务的处理速度上遥遥领先,例如算术、下象棋、从无数网页中搜寻到你想要的结果等等。可是,电脑从里到外都是由人设计并制造出来的,人类掌握着电脑完整的DNA,一个比特都不差。 没错,一个比特都不差!比特(bit,代表0或1)已经是计算机中最小的信息单元了,但我们对大脑又了解到何等程度呢?我们能否拍着胸脯说我对大脑了解得十分精确,一个细胞都不差!哦?你确定是一个细胞,而不是细胞里的一小段DNA序列,或是一种甚至从未被发现过的物质?你看你看,我们就连信息在大脑中如何存储、以什么单位计量都还没搞清楚呢。 是的,迄今为止没有人搞得清楚,所以也没有必要一一列举科学家们一厢情愿的猜测和那些尚不成熟的研究成果了。如果要猜,还不如我们自己去猜呢。第一个最容易想到的问题就是:信息在大脑中是如何储存的? 别说,这一点上人脑和电脑还真挺像。你从网上下载了一部仅供学习研究使用看完应于24小时内删除的电影,硬盘的重量并不会因此增加。同样,你看完了这部电影,记住了其中的很多情节,你的大脑也并未因此而增重。24小时后你删除了电影,也忘掉了影片中的部分细节,这时候,如果有条件的话把脑仁和硬盘都过一下秤,依旧是老样子。 我们不禁要问,信息存到哪里去了?电脑硬盘用有磁性和无磁性来表示1和0,类似的,光盘表面上肉眼难以看到的凹和凸,导线上的高电平和低电平,表示的也都是同样1和0的含义。可人脑也是如此吗? 根据唯物论,信息必然是由物质来承载。那么,当一个人看见一朵白色的雏菊(对不起大长杆君,我借用一下),他的大脑应该处于一个状态,我们姑且把它叫做状态W(W是White的首字母,以便见文知义)。假设有一个一模一样的宇宙,这个宇宙中之前发生的事和第一个宇宙分毫不差,只不过,看到的是一朵黑色而非白色的雏菊。把他此刻的大脑状态记为B(Black的首字母)。那么显然状态W状态B,就是说两颗大脑在此时此刻已经有不同了。 假设这两个家伙看完雏菊就不幸暴毙了,我们取出这两颗大脑进行分析。如果能精确找出状态W和状态B的不同,就能准确区分出黑白这两种颜色在人脑中的不同反映,事情是这样简单的吗? 我当然不知道答案。但至少可以猜测,状态W和状态B的差别,几乎不可能就是黑白两种颜色在大脑中的反应。因为那可能是黑白雏菊在人脑中的差别,也可能是打了一个饱嗝之后看到黑白雏菊在人脑中留下的不同,还有可能是吃了一碗炸酱面又打了一个饱嗝之后再看到黑白雏菊而产生的 显然,如果我们这么猜下去,状态W和状态B的不同可能是由任意多个事件按一定顺序发生而造成的。那好,我们再多加几组实验,看黑白色的棋子、黑白色的袜子、黑白色的立方体、黑白色的圆(为了尽量减少其他干扰,我们把形状这个干扰因子也排除掉,让他眼前只有一片白色与黑色,但即便这样也难保他不会联想到浩瀚无际的夜空和一望无垠的雪地)对于每一次实验,分别记下状态(W 1 , B 1 )、(W 2 , B 2 )、(W 3 , B 3 )然后提取出所有的W和B,从中分析出(W 1 ,W 2 ,,W n )的共同特点作为白色在人脑中的表现,对应的,(B 1 ,B 2 ,,B n )的共同特点则是人脑对黑色的反应。 OK,假设我们上述的方法是正确的,并成功发现了不同颜色在人脑中是如何精确存储的。这才只完成了一半,即读取信息。可是信息是怎样被写进大脑的呢?从自然的角度来看,这太简单了,我们的感官几乎无时无刻不在获取外界信息并把信息写入大脑。但从一个脑神经外科医生的角度来看,根本就无从下手。 这是因为我们对大脑的了解还远远不够,不够到令人绝望的程度。试想,一个人刚刚看到了一朵白色雏菊,而我们现在要用高科技干预的方式让他认为自己看到的是一朵黑色雏菊,仅这个操作,需要有多少年研究的积累才能弄清原理,要发明多么精密的仪器才能实施手术?就算这一切都不是问题,假设我们可以轻易改动人脑对某种颜色的记忆,你又是否想过该如何存储逻辑思维呢,例如牛顿第一定律: 任何物体在不受任何外力的作用下,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 把这行字保存进计算机非常简单,它只有50个汉字,在计算机里占用800个比特。但这800个比特的信息量实在太有限也太过死板,以至于计算机根本无法做到像人一样灵活运用这条定律来解释物理现象。可以确定,人类大脑里记忆的绝不是这50个汉字,而是把它消化成一条逻辑保存着。然而这条逻辑是以何种形式保存在大脑的哪个部位,又如何在需要的时候找到并运用它等等等等,这些问题如果不解决,大脑就如上了写保护的3.5英寸软盘,我们可以读它,可以摧毁它,但却无法改写它。 所以,当我们试图改变一个人的思想时,请首先尊重这个人,因为你无法强行把思想写入他的大脑,只有他自己才有这个权力。也许你有过这样的体验,当你用足够的尊重让对方卸下防御,当他在你的引导下经过自己思考而认同你的看法时,眼中那一闪表示赞同的光亮,那轻轻的一下点头,仿佛软盘的写保护咔嗒一下被合上的声音。这个时候,你们就可以畅通无阻地交流思想了。 可乐 写这个题目时,感觉自己像是要写一部科幻小说。 1.人类获得永生? 这个时候,人类在临死之前,已经可以用传感线把大脑中的脑电波中携带的记忆和思维信息传输到一个微小的芯片之中了。即使我们的肉体已经不在,只要我们把芯片接入到互联网上,我们就能在网上继续和老同学聊天,能在屏幕前教训自己的曾曾曾孙子,同时也能在任何时候和活人联机玩CS。 而这时,数十亿人的坟墓也就只用一台超级计算机就容纳的下了。当然,相信那时人们的科学素养也会很高,大家都更加愿意将自己的遗体送去天葬,从而节约出很多的土地出来。 当然,这样的坟墓也有好坏之差。富人能够买一块更好的墓地:它有更大的储存空间,有更快的运行速度,联网的速度也会更快,同时在这个阴曹地府里也有更大的权力。也就是说,盖茨同学很有可能成为阎王,而我们都是他的小鬼。贫富的差距依然存在。 看起来这里即将成为非常精彩的世界,但是很可惜,它还是会有很多令人沮丧的限制。由于电脑毕竟不是人脑,这些数字化的机器并不具备创造性思维的能力,所以在这里,人们都无法成为科学家或发明家,但是大家都会成为很好的历史学家或者一名优秀的填鸭式教育的老师。这也就是说,即使我们在联机对战CS,恐怕也只会像机器人程序一样 这就牵扯到一个问题,那里的人还有没有自我意识呢?我觉得还应该是有的,至少是拥有一部分。只是在那里,人们总会感觉自己缺一根筋似的,因为自己面对从来没有遇到过的问题时总是会莫名其妙地觉得束手无策。 可能有同学会问,为什么我们不能克隆一个自己,然后把信息传输到那个大脑上呢?当然不行!别忘了我们至少有数十亿名死者,我们的地球可再也容纳不下这些人了。所以说,把自己的思维灌输到一个机器人当中则更加不可能了。 2.这一切的数学基础 有同学也有可能会问,我在这里呆着会不会开心呢?好问题!这也是科学家在构建这个阴曹地府时遇到的最大困难之一,在我看来,这个问题的答案不是肯定的。 为了模仿出更加真实的世界,我们需要概率论,因为当电脑读取你大脑中的性格因素时,会考虑到你在不同情况下的内心反应,从而会根据你的性格因素来推算出你在阴曹地府中遇到某一事件时的情绪。比如,当你中彩票时,你开心的概率就会增加,但你又在CS中输了比赛,你开心的几率就会减小,所以当别人问你开心还是不开心时,你的回答就不是肯定的了。正是由于这样的随机性,混沌学也依旧会成为这个世界的主宰。 3.关于自我意识的细节 为了增加科学性,专门去百度了一下自我意识,即:对自己及其状态的认识;对自己肢体活动状态的认识;对自己思维、情感、意志等心理活动的认识。我觉得那时的机器做到自我意识应该不是一件难事。 首先,他们对自己的生理结构应该十分明白,他们知道自己没有肉体,只是一块芯片,但各种虚拟的感觉依旧存在。 第二,他们有很好的社会意识,当然不一定是对的。比如罪犯依旧会在那里为非作歹,赌徒依旧会乐于玩老虎机。 第三,性意识依旧存在,但考虑到人们无法生子,科学家改变了性开关,只要在某个特定的条件下(比如一男一女共处一室),人们的开心几率就会大幅增长。 第四,人们当然会有心理活动,只不过它们都转化成了各种复杂的概率函数。 第五,人们会不会自我反省并且改进自己呢?恐怕不会,因为他们是没有创造性思维的,即使出现了新的情况,那也只是一个小概率的巧合,人们不会真正意识到:哦,原来这是一种新的解决问题的方法! 当然,我们可以用空余的储存空间来取代大脑突触来学习新的东西,但是,创造性思维依旧是不存在的。 所以,综上,人们的自我意识还是被绝大部分的保存了下来。 4.对活人的影响 首先,最严重地,我们可能不得不花好多时间去面对曾曾曾祖父的教训了。 其次,我们的学习可能会简单一些,植入一个芯片来灌输知识。但真正老师的教育依然是优质的,因为那时,创造力就是我们上学所需要学习的最大课题。这也是机器所无法替代的。 再次,人们不必再为单机游戏没有机器人补丁而发愁了,到那时,我们随时可以和前辈们一较高下。 最后,我们不必担心自己的地位被这些鬼魂所取代。因为机器人三定律依旧是他们所必须遵守的准则。 Mcone 2044年,瑞典皇家科学院将当年的医学奖授予华裔科学家刁克胡,按说此结果早被业内预测命中,然而诺奖委员会的颁奖词仅提及刁博士对端粒学问题的完美建模贡献,却对他在神经电脑领域独步天下的研究只字未提,而刁本人的答谢词也对此未发表任何议论,未免使圈内人士大跌眼镜,成为现代科学史上的一桩悬案. 时隔三十年,该事件的当事人都已作古,研究者翻阅新近解密的卷宗,终于揭开问题的答案. 原来当年刁博士领导的研究小组,运用神经元特性,制造可以接驳人脑的仿生电脑,成功制造出两种型号的原型机,分别命名为7与8,前者可以实现信息的存储与查阅功能,后者拥有自学习功能,可以运行较复杂的命令,并进行自我修复经验修正. 刁博士具有伟大科学家所会拥有的超常敏感,面对所研制出的样机,他的第一反应竟是封锁消息,同时撤回先前在各核心刊物上刊发的相关论文;然后,他将研究成果汇报给了联合国教科文组织下属的科学道德评议会. 此评议会并非常规意义上的科学道德评议会,它并不涉及对科学家学风素质的考察,它的设立目的,在于对自然科学研究的各种新发现,新突破,做后果评估,并给出道德评价.联合国希望通过设立该评议会,避免当年诸如量子学研究导致大杀器产生这样不可收拾的局面.评议会成员七人,由自然科学,哲学,社会学泰斗以及联合国秘书长组成,联合国各成员国皆签署协议接受该评议会的道德建议. 评议会对7与8进行了三个月的考察,最后给出一致建议:严格限制该研究成果的传播,因无法确定它将为人类发展带来的影响;同时,为肯定刁博士的贡献,建议诺奖委员会就刁博士的另一项贡献作为他的获奖理由(类似爱因斯坦当年的光电效应获奖). 事情似乎到此应该告一段落了?事实上没有. 对神经电脑的研究,仍在秘密实验室中毫不松懈的进行中,因为道德评议会的另一项建议,就是支持刁博士继续在保密的情况下进行他的研究,因为同样不确定的是,未来是否这项技术会成为人类发展的必需品. 神经电脑的情况,与道德评议会案头另一项重要的议案有些类似:克隆人,道德评议会限制了克隆人的公开研究与广泛传播,同时也鼓励这项研究继续开展下去,于是,神经电脑有时候也被评议会内部称为人克隆案(因为人脑接驳电脑,相当于克隆了人的大脑),这样,克隆人与人克隆就在秘密的条件下开展着,甚至有时候,人克隆的研究成果,被应用到了克隆人的身上! 技术每几年都有一次大的突破,评议会也每年投票决定是否将限制中的技术予以公开,造福人类. 到了2075年这一年,地球的环境比三十年前更加恶化,人口膨胀,空气污染,几乎已经到了人类作为一个自然生灵可以承受的极限,在当年的评议会表决时,克隆人的研究被决定无限期搁置了,因为评议会一致认为不应该再为这个星球制造具有人类这种本质上侵占资源,索求无度的生物. 具有更重大意义的是,在经过三十一年的争论不休后,评议会以四:三的结果同意人脑接驳计算机人克隆技术的民用化.也就是说,联合国秘书长本身投了赞成票. 首批志愿者他们主要来自于如绿色和平组织,绿党等具有强烈环保意向的组织在签署风险揭示书之后,开始在其后的5年时间里不间断的佩戴一副类似人工耳蜗的仪器,这个仪器通过在皮下埋藏一连串的电极与大脑相连,在这5年里,人工耳蜗内的一组神经元不断地与宿主进行信息交换(通过生物电信号),学习宿主的思维方式,拷贝宿主的知识体系,宿主对任何外界刺激的反应,都被这个仪器一一记录,并生成一套内生的程序. 5年以后,这些志愿者们摘下人工耳蜗,回归自然,以最原始的低排放方式生活;而此前一直跟随他们的人工耳蜗,则被连接入一台巨型计算机,这台巨型计算机负责模拟尘世的世俗生活: 工作,出行,购物买卖,调情放纵,每一个耳蜗中的程序负责依据宿主的习惯进行着这一场人生游戏,计算机不断反馈出种种的博弈结果: 失败,荣誉,战争,甚至爱情,它实现了人的种种追求欲望,却完全不产生温室气体,不消耗自然资源. 于是,人类文明历程中最彻底的分工,揭开了序幕。 阿诺德里克 施瓦哈密瓜 首先除了科技的进步,最重要考虑的就是人的道德问题!显而易见,原因如下! 假设这项技术非常成熟了,每个人都是一部超级计算机,记忆体,人只要掌握基本的操作方法,就可以随时随地调集海量信息,当然是可以像互联网一样!就算你不知道的东西也可以和其他人相互访问,查找资料。黑客们也可以编点新的病毒来折腾了,侵犯个隐私,捣个乱,篡改一下程序,所以我们也应该有相应的对策才行,最重要的是提高自身分辨信息的能力,不要让有害程序和你的搭档勾搭上了,科学带来方便的同时也要付出相应的代价! 但是人脑的作用是不可以取代的,我们仍然需要学习基本的科学知识和方法,人的大脑就真的成为计算机的处理器和内存!软件再好,硬盘再大,没有一个好的处理器和内存,也无济于事,而不断的学习和实践就是升级处理器和内存最好的方法! 它怎么实现? 克服排斥反应!不是所有人都能与计算机接驳,这是天分!首先是通过药物减轻排斥反应强度;神经刺激法,把人的某些神经钝化;制造仿生芯片,利用生物技术制造类似于神经纤维矩阵,尽量减少金属、硅等材料的使用。 接下来是连接。 起步阶段人所共见!设备零件一大堆不必啰嗦,然后设备的精巧化,但是没有本质的区别,用的都是模拟方法,用仪器捕捉脑电波信号,通过计算机解码等等等等,运作速度又大幅度提升的空间;然后突然的灵感,发明了整体接触法:把人放进盛满特殊液体的大玻璃缸中(这再熟悉不过了,科幻电影长用的方法),让液体接触人体每个神经末梢,(包括内脏,似乎很没必要,其实不然)感知人脑和肢体的每一个微妙的变化,人机一体,效率大幅提升! 当传说中的生物芯片诞生之时,更有了及其微妙的手术技术,直接把生物芯片用奈米手术刀连接到大脑神经末梢上,与大脑神经连接的越多,当然就越好越强大,难度和耗费的时间和风险也越大(这有点不像人机相连了,纯外科手术);最后,这项技术被推向极致:人工培育。在器皿中培植到一定程度,直接植入母体与发育中的胚胎一起完成结合,在胚儿大脑形成之初,便牢牢的生长在里面!这种人类也很可悲,那东西在大脑里有疯长的可能,虽然你会越来越聪明,但是最后到底谁是老大了?这种芯片还算机器吗?更何况它万一长的像个足球那么大了!有人成了可悲的试验品。有的人后悔了,不想要这东西了怎么办? 改进,成功了,先驱们没有白死!这东西也像毒品,所以要有所禁!把生物芯片的DNA改进了,想长什么样就长什么样,把它们的DNA全编了号,归了档,不想要了或者嫌它太多,吃点针对性的药,消灭那么一点,让它知道谁是老大! 这项技术首先被运用于医学,为了帮助脑残和肢体残疾等弱势群体,脑残人变成了生物计算机,残疾人通过电脑精确控制假肢、义眼,甚至比真的肉体还 要有优势!他们成了社会的精英!他们成了第一批超人,从此这个世界没有痛苦了(?)。 当然这只是其中很小的一部分!与计算机接驳的技术是一项及其复杂的可以说是一项巨大工程!只有亿万富翁才能做的起这样的手术!资本主义国家的一部分人为巨大的利益驱使而为有钱的客户秘密提供不同的超级功能,人变成了一个可以扩展的生物机器!你可以成为工程师,历史学家,科学家,力大无穷的超人等等!而且这类人都是秘密进行的手术,尤其是生物芯片诞生后,效率更高,隐秘性更强。为什么会强调隐密性?很明显是以下原因. 这项技术就像上世纪的核武器一样,必须是军事机密,普通人是不能得到它的。机密是不能被窃取的,不能扩散的!几个超级大国掀起另一波竞赛,在为人类造福的的掩护下疯狂试验,制造传说中的超级电脑和战士!各种新的武器也应运而生,这是智慧型的武器! 这固然拼的是一个国家的综合实力。 然而,科学这把双刃剑将更加无情的刺向人类,美好的未来伴随的往往是同样巨大的痛苦和牺牲!偸吃了伊甸园的智慧果,就必须被上帝驱赶出天堂! 发明了矛,盾的出现就是必然的结果,是计算机就难免被病毒感染!而一旦出现这种超级病毒,感染一下你的好搭档,使人精神错乱,间接控制,甚至死机,在所难免! 人类的进步不可能只体现在人机相连,物理化学等自然科学飞速发展,人寿命越来越长,老龄化更加严重,劳动力短缺与人口过剩(对,没错,就是劳动力短缺的同时,人口过剩)这个矛盾也迫使机器人技术取得长足进展(包括人机相连的人还是机器?)。环境污染没有从根本上得到解决。太空技术的成熟和航行成本的下降也促使人们向外太空发展,寻找更多的生存空间!就像开辟新航路,外太空(以月球、火星、小行星带等资源丰富的地带为主)的争夺日益白热化!在人脑电脑超级体(以下简称超级体)的主导下,世界大战再次爆发! 这时的超级体的数量也大大增加了,对抗超级体的各种武器也应运而生,用类似木马,病毒等软武器相互攻击,人与人之间的关系更加复杂化,使得战争从前线扩大到后方,从敌方扩大到自己阵营,最后任何超级体和相关的人和群体无一幸免,战争扩大到所有人之中! 人与人之间的不信任危机越来越严重!任何同志之间也不能完全的相信,谁都怕战友被敌人的病毒所控制,死在自己人的枪口下! 同时,由于战争中后期对超级体技术的普及的促进,不可避免的使它成为一种社会危机,你的任何隐私都能被超级黑客窃取,甚至你的人生都会被他人盗取(之所以反复强调黑客,是因为这太重要了)! 超级体巨大的优越感也使得他们的负面影响不断积累增加,普通人对超级体的惧怕和憎恶也越来越强烈,加之各个阵营中的超级体们的相互不信任,最终导致战争局势的整体恶化!彻底消灭超级体、把超级体赶出太阳系把工作还给我们等声浪一波接一波!超级体们也已经身心疲惫,一小部分另立门户,成立了各种秘密组织,其中鱼龙混杂,不免一些极端的反人类超级体,报复人类,迷失了自我。世界大战转变成一片混战!各大军事集团的势力急转直下,各国经济面临全面崩溃! 计算机技术的发展,出现类似电影终结者电影里的人工智能,它们通过计算机固有的优势控制了一小部分超级体,以往以人脑为主题的超级体变成了机器的傀儡,混杂在人与超级体之间!人类的价值观出现巨大分歧。 可怜整个人类社会成了人与机器的杀戮战场,就象世界末日的审判!但审判者不是上帝!、人们的信条是:不能相信的人不能活在这个世界上! 人类死了大半!社会退步! 少数人幸存下来,有的抗争,有的隐藏,等待黎明,等待,等待人们再次从无知中苏醒,毕竟,毕竟只是科技畸形发展的结果,人类还是个孩子会长大的! 后来,人类为了反抗超级体,制造了超级机器人,量子机器人,有自我意识的机器人 再后来,人类大脑的潜能被充分挖掘(自身进化和科技双重作用),出现新人类 新人类超级体机器人,三足鼎立局势形成 Ent 电脑和人脑之间的运作虽然颇多相似,但是毕竟物理基础不同,要想接驳,大概非一日之功。因此人为划分出几个阶段可能有助于讨论。实际的过程当然更可能是阶段之间连续且重叠。鉴于我们对人脑的了解实在有限,暂且用电脑的术语描述。 Step 1: 电脑作为人脑的外存。 实现方式: 最简单的想法(以视觉为例)是向眼球周边或内部植入小屏幕,连翻译都不需要只要给图像加个函数,保证能在视网膜上正常成像就行。高效一点的方法是接驳视神经,但是翻译工作困难,连接手术费力,而且可能会干扰原本的视觉。至于对屏幕信息的控制,手指头就行。如果非要像指南那样靠动念头的话,需要多加一个设备,可能是便携式连续fMRI吧。按照现在fMRI的进展,读出人心所想还是挺有希望的(比如最近克里斯托弗*詹姆斯那帮家伙干的事情)。 社会影响: 其实为人脑添加外存,古已有之电脑作为外存,和竹简、算筹、纸张本质上并无区别,只不过其信息量和开放程度远非过去可比。古人形容博学说学富五车,是因为竹简上的信息流动性差,到图书馆这个说法已然逐渐丧失其意义,随着手机上网的出现,大脑储存知识量的意义也在降低,但是似乎并没有对社会其他领域产生多大的冲击。因此,倘若电脑外存可以跳过视听与大脑直连,大概也不会产生质的变化可能高考除外。 不过,所有针对人类身体的改造都会遇到一个问题:提升后天影响,变相拉大社会差距。也许彼时穷孩子会发现自己不但穿着寒酸,交通困难,连记忆力都比不上有钱人家的孩子这类问题并不是电脑-人脑接驳所特有,也不是不可避免,但是对社会阶层流动性的冲击不可忽视。以下阶段都会遇到此问题(而且愈发严重),不再赘述。 Step 2: 电脑作为人脑的外设。 实现方式: 输入型外设的话,在1上接一套电子传感器就行了;参考《星船伞兵》。高级一些的做法还是神经直连。可惜,按照现在对于大脑的理解,我们很可能不得不把新的感觉翻译成原有感觉,就像红外夜视镜把红外翻译成可见光那样所以恐怕在Step 2难以制造出新感觉。输出型外设,有fMRI了还怕什么~ 外围处理系统也简单,无非是接个计算器,或者像何夕某篇科幻那样接入一个计算专用网络。人工智能成熟的话,就相当于24小时万能咨询服务了。 社会影响: 这一步其实也在望远镜显微镜时代打下了基础。主要后果与1类似,不再复述。人工智能咨询确实很方便也很危险,但是这东西即使没有脑机接口也会有的,所以不讨论了 Step 3: 电脑作为人脑的内存(实际上比喻不准确,应该是长期记忆)。 实现方式: 前两步都是小儿科,这才是动真格的怎样让电子元件参与大脑内部的信息储存?大脑怎么存东西我们都没明白,这个俨然空想啊不靠谱的想法包括: a.利用辅助电刺激强化原先的神经连接,实际上是借用了Hebbs rule(若神经元x的兴奋成功地导致了y的兴奋,那么二者联系会愈发紧密;而失败则导致愈发疏离)。但是这只能算加强原本的记忆,恐怕不能叫内存 b.制造模块化的人工神经元网,然后设法接入额叶之类的地方。电子元件模拟神经元功能还是有可能的,但是具体接在哪里?像1和2那样接到轴突上恐怕不行,单纯输入元件咱额外添一块还好,涉及运算的元件会出乱子的。而让电子元件对化学突触作出合适的应答,难如登天啊(需要额外添加好多电信号-化学信号转换装置,而且信号分子还很难补充。)所以,可能从以往被忽视的神经间质细胞下手更好。以前人们以为间质细胞不过是当保姆的,现在发现它们也参与活动,用的还是电信号,很合适。 社会影响:外存和内存其实用起来没啥本质区别,无非是速度快慢,所以应该还是和1类似吧 Step 4: 电脑结合人脑的CPU,参与运算。 实现方式: 真麻烦来了!长期记忆毕竟是分散的,所以有可能把额外单元接入之后,过段时间海马就自动把信息放进去。但是思考和运算好像已经有了成型的组织结构(像ocular dominance column那种的),这个杠子怎么插?赶在临界期之前像3那样插入额外单元,也许能够成功整合进去,但是这样电脑就只不过是提供硬件了,软件还是原来的。也许针对特定功能区的插入可以造成不同思维能力的消长,从而影响性格? 真正好玩的是跑电脑的软件,那样没准就真的出现人格分裂化身博士了可惜我想象力不足,想不出如何实现。 社会影响: 这下可玩大发了倘若通过这种插入控制能够让人变得更理性或者更感性之类的,那么该技术的早期被上层垄断时,社会阶层很可能更加僵化,最后没准退回种姓制度(参见《美丽新世界》)。等到该技术终于能够全民普及时,能不能恢复过来是个问题。而修改个性如果过于自由,那无疑会导致自我认同危机每个人都开始自问我是谁。更别提国家机器统一强化的可能后果(参见《天渊》)。总之社会领域不甚乐观。毕竟人类社会的存在依赖于异质性和个体性。 fiona 小飞侠彼得.潘的妈妈是个温柔可人的妈妈,她每到晚上讲完睡前故事,吻吻小孩子的额,掖好被子,还要在孩子沉稳的梦里,打开他的记忆,把一天的记忆整理整理。像叠衣服一样,把常用的叠好放在一个夹子里,不常用但有用的放在另一个,污秽有毒的,就扫出去也常常把那些积压的翻出来重新看看,再放好,存进孩子体积小小的但容积大大脑袋里去。 假如人脑和电脑接驳,这位好妈妈会有更多时间喝喝茶,看看电影,休息休息。 这是人脑插上电脑接口后,可预见的第一件事把记忆存进电脑,不担心遗忘和提取问题。只要有够好的搜索引擎,o(_)o哈哈,看还有什么你能忘!接下来,变化接踵而来: 1、记忆性考试人人得满分,比多拉A梦的记忆面包还管用!当然,考思维和悟性的,哼哼,就靠自己了; 2、职业培训的第一课会变成:人人用大脑连接主管大脑,直接下载主管意见要求以及一大堆职业文件比如,做商店售货员,有客人买东西,你头脑会自动生成顾客资料,包括职业、年薪、健康状况,如果客人正好银行户口为零,又要贷款买奢侈品,哈哈,不用查诚信度,就能衡量,到底要不要卖给他; 3、市场上,电影、书籍、音乐等都直接变成电脑可识别的文件,买回家直接插进接口,就观看、阅读完毕,省时省力。观看电影院电影和看纸质书等用眼行为将变成特殊享受,正如当代的人坐马车参观巴黎; 4、不用说话,不用耳朵,也能交谈,只需打开人脑电脑接口,把想法传进电脑,自动生成信息搜寻相送达的目标电脑,那邮件和邮局都少去了大笔业务 暂时想这么多吧。 Chupc1001 昨天晚上在网上看了部电影《机器化身》,先从百度上摘一段剧情介绍给大家:影片讲述在并不遥远的未来,人类的科技水平显然已经达到了相当高超的水准。人类的自我保护意识更是空前的高涨。此时的人们已然如穴居的动物一般,只躲在自己的小家里,外出工作、休闲、购物、交友等等一切事务都已经全权由机器人替身来代为执行了。人们只需躺下来戴上特殊的眼镜使用专用的设备便可对已然被定制成和本人一摸一样的机器人进行随意使用和操控,能看到它所看到的,感觉它所感觉到的,几乎和本人亲临现场一样。这种超真实的仿生机器人已然成为人类与世界沟通的唯一桥梁。 人类所有的活动都由机器人代理进行,通过传感装置和神经相连可以得到身临其境的感受我觉得,这只是一种人脑与电脑接驳的低级水平。而更高级的阶段就是连代理机器人都不需要,只有一台电脑,几个电极,通过电脑模拟真实场景给出信号刺激神经,同样能使人获得真实的感受。 当人脑接驳电脑发展到高级水平的那天,世界就是这个样子的:街上没有人,当然也没有机器人,什么也没有,电脑已经可以模拟真实的场景并给出真实的信号了,人类一生躺在电脑前脑袋上贴着几个电线。 可是电脑还要用电,人类还要吃饭来维持基本的生命,怎么解决?用电可以发明效率奇高的太阳能设备,而且立在太阳底下几百年都不会坏;吃饭则可以用像压缩饼干、葡萄糖输液剂之类的东西比如南孚聚能环超高能量药片来解决,一片顶五片。 这个时候,就只有意识世界而几乎没有物质世界了。人们可以把到大脑切下来放在特殊的保护装置里,永远不会死亡,永远与电脑相连,所以也不需要生孩子,世界上就这些人,或者说就着几台电脑就够了。 这又不禁让人想起了《黑客帝国》这部片子,什么是真实什么是虚幻?母体存不存在?我们在哪里?到底是庄生晓梦迷蝴蝶,还是蝴蝶在做梦变成了庄生? 让机器人或让电脑接管这个世界,人类是有些不甘心。其实对于任何一件新颖的事情来说,大多数人的第一反应就是排斥,比如法拉第当初发现电磁感应现象就被人嘲笑,邓丽君的歌一开始也被斥为靡靡之音,不过随着世界的发展,电脑在发展,人类的结束能力也越来越高。把大脑放在容器里只接受电脑的信号有什么不可以呢?照样能打球、购物、谈恋爱啊,关键的就是你自己做这些事情产生的信号和电脑模拟的信号归根到底还是一样的嘛。所以,不能说哪种是更好的生活方式。 Hello 1. 苹果 * 自由度 - 火的自由只有去上升。 - 兵的自由只有前进。 - 凤凰只能在一次次化为灰烬后重生。 - 太阳的自由只有处于太阳系的中心,和中心比起来,自由一文不值。 * 代表人物 - Steve Jobs * 理念 - 勇敢的上升,不怕犯错,每次错误都是一次机会。 - 小胜过大。 * 特性 - 火,兵,凤凰,光明,太阳。 - 在伊甸园中,亚当和夏娃错误的吃了智慧之果,却得到了智慧,虽然被逐出了伊甸园,却有了机会去创造。 - 有智慧的人占的比例只有5%,所以不以数量而以质量取胜。 - 有智慧的人往往会有钱,质量好的往往就不会生产很多,所以产品占据高端市场。 - 小巧,美丽,诱人。 - 火产生光,产生温暖,火太大,却会破坏,所以此公司规模并不大,虽然小,却无法被忽视。 * 生成原因 - 有智慧者少,有钱者少,价格成为占据低端市场的障碍,于是微软被生成。 * 优势 - 智能手机 - 平板电脑 * 目的 - 每个有智慧的人都有一筐苹果 * 恐惧点 - Google鲁莽的抢了他的生意,一个靠免费赚钱的人自然很会用低价格制造出看上去高质量的东西,于是智慧之火被劣币驱逐良币原则浇灭。 2. 微软 * 自由度 - 土的自由是可以摸的着的土颗粒的缓慢移动。 - 土的另一个自由是可以堆积,当土拒绝了移动,便会堆积,越来越大。 - 黑暗看上去像永恒的胜利者。 * 代表人物 - Bill Gates * 理念 - 一步一个脚印,避免犯错。 - 无招胜有招。 - 多胜过少。 * 特性 - 土,黑暗。 - 闭源。 - 傻瓜也可以用它。 - 土似乎堆积的再多,也不会对其他什么造成伤害,但是堆积的越多,移动速度会越慢。 - 在黑暗无光的情况下,无论怎么谨慎,避免走错路,结果总是走错。 - 当无招用了太多遍,虽然前面每次都胜利,但是总有一天会变成一种招式而失败。 * 生成原因 - 当胜利者渐渐的变成垄断者,法律开始惩罚垄断者,为了让垄断者看上去不是垄断者,于是GNU/linux被生成。 * 优势 - 笔记本电脑。 * 目的 - 每个人都有一台电脑。 * 恐惧点 - 当云运算逐渐发展,操作系统变得不再重要,很长时间堆积的土堆一无是处。 3. GNU/linux * 自由度 - 金属的自由是看不见摸不着的电子的光速移动。 - 当金属表面变得光滑,便可以反射光。 - 夜晚,月亮的出现给黑暗带来一丝光明。 * 代表人物 - 分母:内核:Linus - 分子:GNU:Richard Stallman - 分号:埃里克雷蒙Eric Raymond * 理念 - 镜子,反射出宇宙,模仿,并没有错,关键是,模仿后,黑暗变成了光明。 - 用光速的变化速度来指引未来的方向。 - 轻胜过重。 * 特性 - 金,反射的光,月亮,空气。 - 开源。 - 金属做的刀比土做的砖头更有杀伤力,但是用刀比用砖头更难。 - 金堆积起来,会导致生锈,变形,化学反应,失去光泽,所以它一直保持小而全,互相分离。 - 一片金属片由许多原子组成,正如一个软件有许多合作者。 * 生成原因 - 当开源的诱惑形成一种吸引力,为了让黑客们看到那半张光明的白色的面具,让微软看到那半张黑色的面具,于是Google被生成了。 * 优势 - 嵌入式机器 - 超级计算机 - 分离式电脑。 - 组件由usb3接口相互连接的机器。 - 服务器 * 目的 - 每个可以修改代码的人都可以看到每行代码。 * 恐惧点 - 当多核cpu时代的到来,苹果的内核freeBSD超越了linux内核,整个巨内核的发展走进了坟墓,金子被温室气体导致的高温像雪人一样融化。 4. Google * 自由度 - 水变成蒸汽时有向上升的自由。 - 水有向下流动的自由。 - 水可以堆积成湖泊,海洋。 * 代表人物 - 似乎他们都是隐士,或者会隐身,真的好像不存在一样。 - 埃里克施密特(Eric Schmidt) * 理念 - 打我左边的脸,就把右边的脸也伸过去被打。 - 几乎所有的东西都免费给你,给的越多,赚的越多。 - 弱胜过强 * 特性 - 水的形态与容器的形态有关,千变万化。 - 既然可以堆积,所以可以堆的很大,而堆积的条件却是外界的压力。 - 没有其他,就没有压力,就无法堆积,自然就小了。 - 服务器闭源,客户端开源。 - 一半带正电的H离子,一半带负电的OH离子。 * 生成原因 - 当水停止流动,水就会发臭,所以巨大的热量将水蒸发,于是云就被生成了。 * 优势 - 上网本 * 目的 - 即使你是个超级傻瓜,也能通过它变成天才。 * 恐惧点 - 当微软卖掉了雅虎,放弃了进军搜索市场给他带来的压力,Google因为没有压力变得很小,被土活埋了。 5. 微blog/云存储 * 自由度 - 树木的根有向下的自由。 - 树木的枝叶有向上长的自由。 - 没有阳光(火),水,土,空气(金),树木就不能成长。 * 代表人物 - Mark Zuckerberg - Evan Williams * 理念 - 全世界只有5台电脑。 - 以前人们每家都有发电机,后来集中发电的工厂出现了,发电机被淘汰了。 - 不写微blog ,你100年后可能就那个了,你在地球上的痕迹就会一点点消失,写,你将在网络上永生。 - 小时候,父母让你闭嘴,长大了,上司让你闭嘴,聊天吧,其他人都在隐身,所有写微blog吧。 * 特性 - 木,生命,虚拟现实。 - 有了云庞大的存储能力,网络永生可能实现。 - 植物相对于其他总是生命的象征。 - 分母云存储保证了数据的永恒性。 - 分号:短网址服务保证了数据的扩展性。 - 140的限制保证了数据的可完成性。 * 生成原因 - 很重很重的电脑怎么随时写微blog,于是苹果被生成了。 * 优势 - 真实世界模拟 - 你可以说。 - 重要数据存储。 - 记录你的点点滴滴。 * 目的 - 每个人都有话语权。永生权。 * 恐惧点 - linux大受欢迎,导致的一群黑客拒绝做水滴,为了自由不顾便利,云分子就被镜子反射的强光的冲击打散了。 经过以上回顾,可以得出的结论是,未来的电脑会越来越小,最起码要比手掌要小,可以随时进行无线网络连接,要拿到手上,所以cpu要很低温,低功耗,没有风扇,gpu,普通硬盘这样的提供噪声的部件, 硬盘或者被SSD固态硬盘替代,或者被内存替代,或者被忆阻器替代,电脑防摔,防水。gpu被多核cpu 替代,键盘会变成柔韧性非常好、可以卷起来的,可以穿在身上的键盘,鼠标自然也可以穿在身上,之所以不考虑触摸屏,是因为眼镜代替了目前流行的液晶显示屏,就象耳机替代了音箱一样,想象一下未来的电脑一族,戴着无线耳机,无线眼镜,电脑装在口袋里或者包里,衣服上有手帕大小的象布一样的键盘和鼠标,如果必需使用复杂的操作的时候,就拿出来按按,如果输入操作不复杂,就用牙齿来输入。有人也会选择把耳机植入耳朵,但是眼镜植入眼睛或许会很困难,这就是在可预计的将来,人脑和电脑的接驳情形,只所以不直接把电脑和人脑相互连接,是因为以上情况还没有实现,宇宙的一个基本原理就是最小作用原理,光达到一个目的总是走最短的路径,人类要实现电脑和人脑相互连接也会选择最经济的路线,很显然,如果一个数42想要变成100,他如果把100变成目标就会很挫折,因为目标太大了,而如果他的计划是51,63,77,84,97,100七步走,就不会那么失败了。换个例子,如果要登陆火星,显然先建立月球基地,然后第二步,第三步,这样比直接登陆火星更经济。所以以上只是预言一下人脑和电脑的接驳的第一步的情景,在第一步实现后,后续的预言才有价值。就这么多。 达到的效果、最大困难、乃至任何你所能想到的疯狂,就不是可以预言的了,毕竟一个蝴蝶可能引发一场风暴,面对这个混沌的世界,不可以预言任何事情是唯一正确的预言。 Wuchangxigui 从高中,不,初中时,我就想过什么时候可以把那些恼人的英语单词装进脑子里,后来,看的科幻小说渐渐多了,我也就更加希望有这种可以改变世界的技术应用到我身上,现在,我依然希望有这样一种东西,可以协助我们来更好地理解世界。 关于脑机接口,,这四个字首先让一个科幻迷想到的,就是飞利浦K迪克的赛博朋克强尼记忆术里:我往脑子里存了几百MB 的文件。 ,是真名实姓里的巫师,是骇客帝国里的让人怀疑世界的那些对话和想象,还有草雉素子的找寻,还是决斗在网络里的那场畅快淋漓的较量,我们都无不为其震撼。 曾记得有一次在某分报纸上看到随着我们今天的知识储备越发丰富,我们现在已经在教育的过程里花费了很多的时间,学习的周期的延长也使现在的很多人失去了很多的时间来学习些别的东西。结果就是生活里所有的人都是一些专家,但也是砖家,后来,随着成长,我才发现那些小报上的文章有些是不能信的,这些年,我见过专家,见过砖家,也见过专家加砖家。不过,大部分人都事实上与苍生一般的活着。 关于脑机接口。从字面上很容易使人联想到人的后脑勺上开个口,有一个金属与塑料组成的异物很突兀的插在上面,或者说是在一个人的头上可以看到的一些金属器物在颅骨中生硬的探出头来,用的时候,把电脑接口往头上一插,就直接读取数据了 但是这样我总觉得很有些问题,虽然现在在现实里的脑机接口就是这样(美国的那个吃香蕉的猴子头上的机械臂)但是,我们要知道在现实里我们没事走路看个MM都有撞树的危险,大脑是坨十分脆弱的蛋白质,在尸体标本里那些看起来像个核桃似的东西实际上是被福尔马林处理过的变了质的蛋白,实际上的人脑更像是早餐时的豆腐脑,脆弱,,顶那么一个刚性的东西和脑相接,万一没事顶那么个东西在头上稍稍一撞,人的头部记得以前初中时解剖青蛙想想还是很惨的虽然人家可以减少某些危险活动不过我们这些这只青春年少的孩子们另外,从外观上来讲,以后的闹机接口绝对是植入脑内的,数据交换一定是一无线传输的方式来进行的,既然如此,我们称其为脑芯片更为恰当一点。同时这样还可以防止感染,也更加安全 闹芯片,终于到这了 好了,首先我们解决了其植入方式,与数据交换的方式,那么,接下来,要解决的就是数据的理解与使用的方面了,因为,我们人类的头脑里信号的编码方式与电脑不同,以听力为例假设你要听一首歌,你首先要做的是让我们的颞叶接收到有关的信号,平时,声音通过空气传播到我们的耳朵,之后是鼓膜,之后是三块听小骨在之后是~~~以下懒得打字,粘贴的~听觉传导通路主要由3级神经元组成。第1级神经元为双极细胞,其胞体位于耳蜗内的蜗(螺旋)神经节内。周围支至内耳的螺旋器(Corti器);而中枢支组成蜗神经,入脑桥终于蜗神经核。第2级神经元的细胞体在蜗神经核内。它们发出的纤维一部分形成斜方体越到对侧向上行,另一部分在同侧上行。上行纤维组成外侧丘系,其大部分纤维止于内侧膝状体。第3级神经元的细胞体在内侧膝状体内。其轴突组成听辐射,经内囊枕部至颞横回。~~~~~粘贴完毕,继续 那么我们的听觉产生就要在神经通路处直接接如电信号刺激产生,但是,这里有个问题,就是编码方式,我们要写一封密信,首先要保障这封信可以被接到信的人解读,否则,你写信有什么意义?同理,我们电脑的编码方法与人的不同,那样,直接输入电刺激我们听不到莫扎特,只有噪音,甚至连噪音也听不见那么,为了可以听见,我们有必要给这个芯片加一个译码系统,让他吧受到的东西译为人可理解的音乐,就要给这个芯片本身一定的存储能力,初级的感觉如此,那么高级的知觉活动岂不是更加麻烦。另外,我们的神经传导不只有电传导方式,还有化学传到方式,那么这个芯片上还要有一个装了不同的神经递质的小仓嗯,这化学比电传导还复杂,具体的细胞间传递我们先不设想,那么,为了有感觉,象超临场感CS游戏之类的东西这个芯片的存储一定不会很小。还不包括计算用内存,好了,现在继续假设,我们头脑里的这个东西他可以模拟感觉,有足够的存储空间,可以进行一些数据运算,嗯,可以满足基本需求了这个,不就是一台电脑了吗? 嗯,既然是一台电脑那我们就给她更多的功能吧,每次要接收数据都要通过电脑,但是我们本身就定了一台电脑了,还要在背个沉甸甸的东西岂不很傻?,那好,直接无线上网,接入网络这个,科幻迷们就熟悉了吧迪克的《神经浪游这》哈哈哈不过,这样也个东西他的能量耗非从何而来?这个问题,我有时间给与解答。先随附件寄出另外,还有一个关于下载量额很多东西去考试的问题这个做过比的同学应该知道,要超你先要理解,你不理解,抄不到的所以,不要以为有了这个东西,九万岁了,学习还是要用功德 HYPER-X 问题重点重述: 既然我贼亮亮的眼睛发现了空想类栏目我们邀请你尽情想像,在可预计的将来,人脑和电脑的接驳情形最有可能的实现方式、达到的效果、最大困难、乃至任何你所能想到的疯狂这些字眼,并且觉得这几个意义段深刻地刺激了我那个没有接驳电脑所以正在为后天的考试发愁的大脑那么,就在截稿前几小时内写一点自己的胡思乱想吧。才疏学浅,仅供一笑。然后继续复习 关键字定义: 大脑:由问题的上下文,我将这里提到的大脑扩展理解为包括了大脑小脑脑干垂体等等的人脑。因为这个存在体似乎不会发生质变,而且它的存在先于定义,所以只有描述性定义,参照陈阅增老先生的书中所述:人脑不但是身体各种生理活动的最高中心,还有更深一层的功能,即记忆、思维、意识的功能。( ,p239) 电脑:在此文中,我所指的电脑是泛指由人类(地球人或外星人或超级赛亚人)制造的,具有信息处理能力的存在形式,包括但不限于电子计算机、光子计算机、量子计算机等等。 接驳:我认为这里除了广义的连接外,还包括了相互融合这一层含义。 总论 我认为,既然是接驳,那么最最主要的目的是实现人脑和电脑间广义信息的获得、处理、输出等目的,我认为整个人脑和电脑的接驳历史进程,按照大脑和电脑连接的信息流的速率,可以粗略的划分为三个阶段:第一阶段的信息流速率在1000MB/s以下,主要表现形式为人脑作为一个整体,在输入输出端即感受器和效应器连接计算机、机器臂、网络等等;第二阶段信息流速率在10GB/s~1000TB/s,为互相拟态阶段,人脑中可以加入协处理器或者联入网络,电脑也可模拟人脑的分布式模糊处理,二者有限度融合;第三阶段信息流已经不能以速率来衡量,所有人脑的形式可能已经消失,转变为各种信息流的交互作用。 =================================================================== 第一阶段(信息流在1000MB/s以下) 因为人脑的1000亿个神经元的结构微单元特性,以及它信息处理的模糊特性,在开始阶段就直接在大脑中加上协处理器或储存器、装上金山词霸大英百科全书这显然如同在您家CPU那几千万个几十纳米宽的门电路中拿铅笔刀刻出一个新的扩展接口一样不现实。 所以我认为在第一阶段,我们最理智的做法,是不深入大脑内部,而只在这个完整的系统的输入输出端做一些文章。 第一阶段.前期: 这一时期只是模糊控制,通过脑电图或是肌神经电极,监控大脑发出的指令,然后利用电脑控制的机械臂实现大脑动作。如同Dr.Who的问题引言所说,现在其实已经实现了部分。这些技术的主要好处是让残疾人有自主生活能力。 这一时期的输入端则残忍很多,大部分也是已经实现了的,通过电流刺激特定脑区,实现一些功能,比如刺激颞叶能随机重现久远记忆,刺激边缘系统获得快感和抑制等( ,p243~p246)。主要是科学研究的目的。 这一时期主要的困难来自于社会道德压力,所以不敢做开颅直接接驳试验等,主要通过对脑波的识别,所以信息流量极低,充其量慢慢举起机械手这种不到1M/s数据量的应用而已。技术难度就在于这种人脑信号和电脑信号间转换的调制解调系统。 第一阶段.中期: 积累了前期的经验,社会认可度也增加了,这一时期可以进行目的为高速链路的神经-电脑间直接连接试验,通过在神经中介入把神经信号转化为电脑信号的调制解调设备,可以实现高速和精确的控制,比如给残疾人装上神经直接控制的机械手和机械腿的协调性良好,甚至好到足以让他们参加全运会赛跑,而且就算脚伤了也不用退赛,卸下来换一个就行了。 在电脑信号转化为人脑信号方面,可能会有些难度,因为每个人的神经信号压缩方式不一样,但是好在人脑是可以自学习和适应的,所以这一时期可以在人的十二对脑神经上装上把电脑信号转化为神经信号的调制解调设备,把电脑的各种信息输入人脑,你可以通过摄像头清晰的看到几千公里外的家人,闻到妈妈刚做好的饭菜,甚至通过味觉感应设备隔着几千公里尝一尝 通过各种摄像头和感应器,盲人可以看清,正常人可以加装紫外波段和红外夜视眼,甚至连接上卫星看看明天约会地点满树春花开了没有 如果在输出同时阻断神经传给四肢的信号,则一个正常人可以躺在床上,通过把自己的神经信号发射到网上,接收远方的感觉信号。实现无线遥控地球另一端的自己的机械体去上班,帮病人做手术,甚至出生入死救火抗洪(当然,除了定时,怎么退出这个传输让自己恢复控制自己真实的身体这个还没想好你先继续躺在那里等等吧或者控制地球另一端那个机械的你坐飞机回来帮你关掉) 难度在于那个调制解调设备,但我认为其根本不是神经科学而是数学问题。如何建立把阈值积累、非全有即全无的宏量模糊信号转化为数字信号的数学模型甚至新的数学体系,这是一切的关键。模糊数学、混沌、弦理论应该有非常重要的作用。当然小波分析和代数是不能少的。 当然,也会产生一些社会问题,比如一个人可以控制多个机械体导致的地球人口暴涨之类的,共享一个机械体的权利,以及入侵等等问题,不过这些都不严重。最麻烦的是必然要赋给机械体一定的自主权,那么到底给多大的问题;以及如果它犯了罪,是自主程序编写者负责还是你负责? 第一阶段.后期 这一时期,人脑的所有输入输出都已清楚,人类可以实现无延迟的读取人脑的输出,用电脑和调制解调设备模拟出人脑的任意输入比如视觉听觉触觉等等。这一阶段的主要研究,为人脑能承受的最大信息流输入到底是多少?可否通过比如以如同FM调制一样,用音乐作为载波搭载复杂意义段等,实现对潜意识高速数据输入的实验。不是通过语言或视觉文字,而是直接对感受器高速输入数据。 而且,人脑的定义中最基础的功能的是调节生理活动,在前两个时期由大脑自己完成这个功能,但是在后期,我们希望实现通过电脑可以读取大脑的激素指令等等,这样就可以完全制造一个装载人类大脑的机械体,心肺、腹腔脏内分泌全部由机械生成,但完全按照大脑指令调节生理活动。这样地球上90%以上的各种病人可以得到彻底根治。只要把大脑留着,其他器官都可以人造。 对普通人来说,这个时期最炫目的成果就是虚拟现实,而且通过神经链接实现的虚拟现实是真正的虚拟现实。下面是某虚拟现实网吧的广告词:你可以听到看到闻到尝到摸到你完全分不出虚拟世界和现实有什么不同,在这里,你可以成为捕猎恐龙的勇者,体验风中每一丝恐龙的气味,森林热度,细微的脚步声,甚至被利齿撕开的剧痛但是你绝对安全;你可以成为古埃及的帝王,灼热的沙粒打在脸上,敌人的鲜血溅在身上,你能听到胜利的呼唤,感到心中的热血沸腾,在燕语莺声的环绕中迷醉 显然的,沉迷于虚拟世界的快感和虚拟的成功不能自拔的现实失败者数量会剧增,现在的酗酒者吸毒者嗜赌者全部会投身于基于神经级别的虚拟现实,在其中找到自我满足和成就感。而这很快会发展为严重的社会问题,这种虚拟现实将会和吗啡杜冷丁一样列入严格管制,仅用于医疗等用途,而黑市上这种虚拟现实设备则供不应求 总之,第一阶段我们没有太多的深入脑内,即使后期的技术看起来能把所有人类大脑连成一体,但在我看来这和现在的互联网没有质变,都是每个大脑作为独立单元的低级形式。但是第一阶段实际已经算很成功的电脑和人脑的接驳了。 第二阶段(信息流速率在10GB/s~1000TB/s) 经过上一阶段的技术积累,人类已经了解了大脑内部构造,各种区域的分工比现在更清楚。 在这一阶段,我们不再把大脑视为一个整体黑箱,而是一个复杂系统。至少要关注大脑的数据存储和数据处理功能模块。那么我们可以开始探讨,在大脑的CPU和内存间的前端总线,我们能否插入几个效率更高的专业协处理器,来解决复杂的数学运算,甚至未来形态的决策支持系统?或者我们能否扩展大脑存储,把全世界的所有知识都提供给我们的大脑随时调用? 这一阶段主要是人脑和电脑的互相拟态。现在的人工神经网络可以说是电脑拟态人脑的萌芽尝试。而基因改造在人脑中加入拟态电脑的计算部件甚至接口则需要更多的勇气和技术基础。 这个阶段实现手段有很多,比如在大脑中用指向性电子流,实现对数百个神经元的差动刺激,可以直接向潜意识输入数据,而通过检测整个大脑三维结构中的电流,则可以了解大脑正在进行的思维。 我个人认为(也许是受精神分析学派影响),表层意识的速度太慢,没有和电脑接驳的必要,通过直接作用于底层潜意识,实现人脑直接调用巨大的网络数据仓库中的数据和网络上的计算能力(云计算的思路) 其形式应该是,你坐在沙发上发呆,一想到庞加莱猜想,就已经知道了所有相关的知识,这个过程在你看来是一瞬间且没有中间过程的,然而实际是你的浅层意识将这个消息交给潜意识去处理,潜意识调用数学协处理器和逻辑证明机、同时在网络已有知识库中检索,如果已有现有知识体系,则直接调用,给出知识索引和结构,上传到表层意识;如果没有现成知识,而又超过本地计算量,则潜意识把这个工作的主导权交给网络,通过网络众多个体的庞大计算力和每个人潜意识的不同创造力,联合解决这个问题 (哇哈哈,这个难道就是Dr.You的最终进化形式???) 人脑和电脑界限已经越来越不明显,所有人类思维连为一体,避免了大量重复思维和浪费。种种骗钱的考试机构没了活路,每个人无论思维和记忆好还是不好,都能为社会贡献独特的力量,并通过有创造力信息的提供量领取报酬,整个人类的生产力飞速发展,所以每个人都最大程度的获得满足,共产主义实现,同时向宇宙进发,新的宇宙大航海时代即将到来 这一阶段的技术难度非常大,比如现在所知切除皮层任何一部分都会影响思维,那么记忆接口在何处?胼胝体也许是一个思路,但显然不是最好的。更多细节不是我所处的这个时代能想到的,且没什么时间了,略去不表。 第三阶段(已经不是信息流来衡量) 在上一阶段,已经出现了天下为公,是谓大同的雏形,人类的信息和计算能力通过联合实现了质的飞跃,不再是一个个独立个体孤军作战。但是有一个最大的缺陷,传统形态的人脑由蛋白质构成,即使能用技术延长,受限于神经细胞的寿命仍然太脆弱,于是乎,舍弃大脑的形态势在必行。 个人猜测,这个过程中可能有两种不同的人,一种传统一点,觉得人脑中有一定的奥妙,他们用电脑中的类似VMware虚拟机把人脑的每个分子通过三维输入进电脑,模拟出人脑的结构,虚拟出神经连接等,然后用上述第二阶段的模式运行,这是从形态上把人脑输入电脑。而激进点的人通过优化,把整个大脑的所有功能用完全电脑的方式描述出来,用更艺术和优美的代码,效率显然比用虚拟机高得多,这种是从功能上用电脑实现人脑功能。 (技术发展到一定地步,还可以把动物的思维拉进这个系统,不过不在本文讨论范围之内了) 总之,在第三阶段后期,所有人类舍弃了跟不上进化的形体,仅仅意识存在于新形式网络中,网络的能源很容易获得,当然,也可以利用这个网络的资源造出太空船探索宇宙,并给地球运回资源。如同某宗教典籍中预言,所有人类打开了内心之壁,人类融为一体(再也没有痛苦悲伤汗~越来越像人类补完计划) 然而,我不认为会如同想象中,再也没有痛苦悲伤。痛苦和悲伤仍然存在,而且以前人类的种种劣根性会更大规模更暴戾的方式爆发出来,有的思维让自己越来越强、并不断尝试越权控制世界,有思维则不愿自己为自己负责、放弃决策权把一切交给明君,有的思维则通过控制经济在幕后控制,有的思维通过限制其控制范围内的思维接触别的思维强化自己的地位一段时期的发展停滞发展之后必然是血雨腥风,整个世界只有几种类型的个体生存 越看越像远古地球上细菌的斗争不是么?就是这样。人类思维成为了下一轮进化循环的细菌般的基础,并在这种网络中,从这种思维逐渐适应环境,进而进化出新的强大的生物 忽然妄想,是否,几亿年前那第一个作为一切现代生命基础的细菌,也是上一轮进化的最终胜利者? 而这,已超出了我悠闲的想象 最后,因为不知不觉写了这么多,文章太长,再重复一遍总论: 我认为,既然是接驳,那么最最主要的目的是实现人脑和电脑间广义信息的获得、处理、输出等目的,按照大脑和电脑连接的信息流的速率,我认为整个人脑和电脑的接驳进程可以粗略的划分为三个阶段:第一阶段的信息流速率在1000MB/s以下,主要表现形式为人脑作为一个整体,在输入输出端即感受器和效应器连接计算机、机器臂、网络等等;第二阶段信息流速率在10GB/s~1000TB/s,为互相拟态阶段,人脑中可以加入协处理器或者联入网络,电脑也可模拟人脑的分布式模糊处理,二者有限度融合;第三阶段信息流已经不能以速率来衡量,所有人脑的形式可能已经消失,转变为各种信息流的交互作用。 后记: 时间不够,要去复习了,所以文章有些虎头蛇尾。由于时间越长,不确定性越大,所以第二第三阶段我也没有非常确定把握按我的设想走,相对写的简略。不过第一阶段我认为发展会如我所预计。敏感性分析和假设检验没有时间写。另外由于Dr.Who要求尽量写得简单而深刻,舍弃了一些我自己觉得不太有把握的妄想。 本人是一数学系学生,虽然在文中涉及的几个方向都有涉猎,但专业问题显然不如专业人士,如有错误,请高手不吝指正,给我进步的机会。 祝大家愉快。 参考书目: 陈阅增 《普通生物学》 高等教育出版社 北京:高等教育出版社 1997年版 2002年印 卢家楣 魏庆安等 《心理学》 上海人民出版社 上海:上海人民出版社 1998年版 2002年印 对第三阶段的设想也许受到了《黑客帝国》《新世纪福音战士》的一点点影响。 没空查询其他书籍,其他众多储存在我大脑中的信息,恕不向其作者一一致谢了。 Dr.Who 说:我有一个梦想 室友:我知道,是梦想到了人脑可以接驳电脑的时候,就没有办法罚你跪键盘了吧? Dr.Who说:
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