马斯克自称“大脑上云”,业内专家:可能需要扎上无数根针

来源:观察者网

2022-07-24 15:52

【采访/观察者网 吕栋 编辑/周远方】

“如果你能将你的大脑上传到云端,并与虚拟的自己交谈,你们会成为朋友吗?”近日,面对狗狗币创始人比利·马库斯的发问,特斯拉CEO马斯克轻描淡写地说道“已经做到了”(Already did it)。

短短几个字的回应,迅速把马斯克推上热搜,股市也闻风而起。

马斯克之所以能一石激起千层浪,在于他一直是脑机接口技术的忠实拥趸。2016年,马斯克等八人创办了脑机接口公司Neuralink,致力于将人脑与AI融合。市场普遍认为,脑机接口技术的突破,可以为人类大脑的疑难杂症带来解决方案。

所谓脑机接口,是指将人脑或动物大脑与外部设备间建立连接通路并实现信息交互。在技术设想中,脑机接口设备可以识别人的想法和意识,并变成指令交给电脑完成。借助这项技术,渐冻症病人甚至可以通过意念恢复与外界沟通的能力。

而马斯克对脑机接口的想象远不止治疗疾病。他曾提出一套疯狂的“大脑计划”,目标是将人格意识“下载”或“存放”在特斯拉人形机器人上,帮助人类实现“永生”,甚至还要通过SpaceX可回收火箭将带有人类意识的机器人送往火星,代替人类工作。

马斯克和特斯拉人形机器人 图源:路透社

理想很丰满,但Neuralink的现状似乎并不如人意。时至今日,该公司八位联合创始人中的六位已陆续“出走”,只剩下马斯克和和一位植入工程师。其中,去年5月份离职的Max Hodak,投资了一家名为Synchron的脑机接口公司。

在Neuralink还在申请人体试验之际,Synchron已于今年7月初完成美国首例脑机接口设备的接入手术,而这家初创公司之前还曾将脑机接口设备植入4名澳大利亚患者体内。据美国媒体报道,Synchron已帮助患者实现利用Whatsapp来发信息和网购,尚未发现副作用。

眼看Neuralink已在技术落地方面落后竞争对手,创始团队也分崩离析,马斯克突然曝出“大脑上云”,是Neuralink在脑机接口领域实现了重大突破,还是仍然只是炒作虚无缥缈的概念?脑机接口产业的发展现状到底如何?相比拥有先发优势的美国,中国脑机接口技术发展到了哪种程度?

带着这些问题,观察者网日前专访了国内脑机接口创业公司BrainCo强脑科技创始人兼CEO韩璧丞,他曾在哈佛大学脑科学中心就读博士,并在读博期间创立了BrainCo强脑科技。目前,在全球纯脑机接口公司中,Neuralink和BrainCo是唯二获得超2亿美元融资的企业。

在韩璧丞看来,马斯克所说的“大脑上云、与虚拟的自己交流”等,以Neuralink目前的技术水平是不可能实现的,马斯克的说法应该就是一句玩笑,脑机接口技术还远远没有达到可以进行交流与互动的程度。但他同时认为,把人类的意识进行“部分上传”是可以实现的。

强脑科技创始人兼CEO韩璧丞  图源:强脑科技

以下是专访实录:

观察者网:特斯拉CEO马斯克透露,他已经将自己的大脑上传到云端,并已经与自己的虚拟版本交谈过。作为业内专家,您如何评价这个新闻?

韩璧丞:马斯克的推文很多时候更像是在开玩笑,部分表述被媒体过度解读了。

对于把大脑上传云端这件事,他并没有讲述详细的细节,只是简单说了一句“Already did it”,我认为这更像是随口一说。但从这件事也可以看出,人类对于如何能够保存大脑或上传意识,如何能看到更好的自己,还是存在很大兴趣的。其实无论是大脑保存还是大脑意识转移,行业内确实有一派在做这方面的研究。而马斯克等人创办的Neuralink选择的是“侵入式”的技术路径,需要做开颅手术把电极放进大脑,类似把一根针扎入大脑中,而大脑是一个极其复杂的结构,拥有860亿到上千亿个神经元,所以只开一个洞,所获取的信息是极其有限的。

马斯克推特截图

因此如果真的想实现大脑意识的上传,首先需要采集到全脑的信号,这个过程可能需要扎无数根针,显然马斯克目前并没有在做这些事情。所以我并不认为,凭借Neuralink现有的技术可以实现复制大脑或上传大脑。但马斯克在创立Neuralink的时候,提出的愿景就是实现人类大脑和人工智能的结合,未来他们应该会朝着这个方向发展。

从整个产业来看,我认为把人的意识进行分布式上传是可以实现的,这其中主要分为控制类和逻辑思考类等几块。像BrainCo主要做的是对人类控制意识的复制,可以把人类对手的精准控制意识复制到一台机械手上,让使用这台机械手的残疾人可以利用意识实现精准控制。仅做这一件事情,BrainCo就花费了六七年时间,所以把大脑意识、记忆全部复制,一定是相当复杂的工程。

我觉得复制大脑还不如去保存大脑。所谓复制大脑,可能只是在云端模拟人类的行为,但人类自己是无法感知的,因为人类的感知仅停留在身体层面,无法把感知和自我意识进行复制。因此马斯克所说的大脑复制更像是数字孪生,只是在云端做一个更像自己、更了解自己的双胞胎兄弟。但如果人类想把自己放在另一个载体上,保存大脑可能是一个比较好或者在未来有可能实现的一个路径。

美国的阿尔科公司从1976年就开始进行人体冷冻试验,希望实现人的长生不老。其实这家公司做的很多工作就是关于大脑的保存,未来如果保存大脑的技术成熟的话,或许可以实现人类长生不老的愿望。

观察者网:长期以来脑科学或脑机接口对大众来说距离较远,您能否给我们简单科普一下目前学科发展的进度,产业化前景如何?

韩璧丞:脑机接口并不算非常新的技术。从1924年德国汉斯·伯格医生使用笨重的仪器从人类大脑上采集所谓的脑电信号,到现在已经快有百年历史了。

在这个过程中,脑机接口技术主要的驱动力来自一些顶级实验室,前赴后继地去改善数据采集和解析的能力,并通过设备提高对人类大脑的认知。整个脑科学产业,是在近些年特别是2010年之后才开始密集发展,此前更像是一个沉默期,它需要硬件算力的增加以及材料学的突破,随后才有产业化体系的公司出现,包括Neuralink和BrainCo都是在2015年之后才开始脑科学方面的创业。

目前,脑机接口技术的发展主要围绕两大方向。

一是人们关心的脑疾病问题。在人类所有医疗花销中,与大脑相关的占比接近30%,但像老年痴呆、自闭症等与大脑相关的疾病目前并没有好的药物去根治,脑机接口技术被视为一个替代性的解决方案。例如,马斯克的Neuralink就致力于帮助重度瘫痪病人和帕金森病人恢复一些运动功能。BrainCo做的则是脑机接口中相对较难的一项技术,目标是重塑人类手部神经,让病人通过智能假肢实现灵活控制。

第二方向就是交互。人类对外输出其实是有很大限制的,例如语言功能需要使用人体进化中的100块肌肉,手部动作需要用到34块肌肉,这些功能背后是拥有860亿到上千亿神经元的大脑,所以脑机接口技术发展的另一个方向就是通过设备提高和增强人类的输出。

观察者网:脑机接口的技术路径大致可以分为侵入式和非侵入式,您认为这两种技术路径各有什么优势和缺点?哪种路径的发展速度更快?

韩璧丞:侵入式和非侵入式是解决同样问题的两种不同路径,但它们的应用方向有非常大的区别。侵入式技术主要应用在重度脑疾病领域,例如渐冻症以及重度昏迷的植物人,他们需要一个可以检测到大脑源头信号的设备,帮助他们与外界进行意识的交流。

另外,包括癫痫、帕金森等疾病也可能需要植入式的脑机接口设备对大脑进行深度的脑刺激。非侵入式涉及的领域更加广泛一些,例如自闭症、老年痴呆、抑郁症、睡眠调节以及智能假肢等,它与侵入式所覆盖的领域是不同的。考虑到非侵入式所能解决的问题以及产品化落地的速度,其市场规模应该可以达到侵入式的100倍以上。

2020年8月,央视报道Neuralink脑机接口技术

不过,从技术的角度来说,侵入式技术采集的信号一定是更加精准的,因为它采集的不是现在所说的脑电信号,而是叫做Spike的神经信号。例如,Neuralink是把电极放在两个神经元70微米之间的距离,然后去采集周边神经元的直接信号,所以这种方式是非常精准的。而脑电是一个±50微伏非常微弱的信号,如果在人的头皮采集,这个信号周围会混杂大量的噪音。所以非侵入式脑机接口技术,核心是通过传感器和算法的突破,去过滤或寻找喧杂噪音中非常精细的脑电信号。

更形象点来说,大脑可以被视作一个西瓜。侵入式技术就像扎一根针在西瓜中,但这根针所覆盖的区域是整个西瓜中非常小的一部分。如果真想让大脑去协同工作,需要扎无数根针。所以侵入式采集的信号虽然非常精准,但采集的范围及其有限。

非侵入式采集的信号没有那么精准,但可以采集全脑的脑电信息,并可以通过采集大量人体信息去寻找精准的信号。另外考虑到人体安全,侵入式目前在发展过程中已经遇到非常大的阻力,因为手术过程中存在脑感染的风险,甚至会出现严重的后遗症,网络上出现不少这样的案例。

观察者网:目前Neuralink还没有开展人体试验,是不是意味着非侵入式会比侵入式产业落地更快?

韩璧丞:这取决于两个不同的技术方向。非侵入式对人体几乎没有伤害性,它是一个采集和自反馈的干预过程。而侵入式的最大壁垒是需要做开颅手术,导致这种技术需要更严格的条件才能在人体上进行试验,小规模普及可能需要5-10年,大规模普及甚至需要30-50年。目前在侵入式领域,材料学和手术安全性是亟待解决的问题。从以往侵入式的试验来看,当一个电极植入大脑以后,由于人体的自我保护作用,被植入的电极之上会迅速结膜,这就会导致信号的急剧衰减。所以在以往的脑机试验中,并没有人会一直戴着脑机接口设备。

观察者网:您刚才讲到脑机接口除了在医学方面的应用,还有跟设备的交互,非侵入式技术将来会往交互的方向发展吗?

韩璧丞:Facebook之前曾耗资10亿美元收购一家脑机接口公司,主要用一个闭环检测人的肌电、神经电并在VR领域做控制,可以取代以前在元宇宙里用手柄进行控制的不自然的方法。而BrainCo在非侵入式领域,最初是做残疾人假肢的,通过在残疾人的断臂上放置一圈高密度传感器,可以感知出人类大脑的想法。经过六七年的研究,我们现在也已经做出给正常人使用的设备,使用者通过设备可以生成一个虚拟手,完全复刻真手的动作,甚至是一些大脑中想象而手臂不动的动作。

这一类技术一定会加强人们对外的输出,催生新一代的交互模式。从人类发展历史来看,交互革命的进展是相对迟缓的,从物理按键发展到触控屏再发展到目前比较热的语音控制。而语音控制技术存在非常大的一个掉档,很少有人真正使用语音交互,因为语音交互可能不是一个符合真实世界社交场景的交互。而手势控制则有很大不同,它可以在不惊扰别人的情况下输出很多指令,这也是接口交互未来发展的一个大方向。

观察者网:作为非侵入式技术的代表,BrainCo目前进展如何,形成产品和正在布局的方向有哪些?国际竞争力如何?

韩璧丞:BrainCo是一家2015年在哈佛大学创新实验室孵化的企业。我们最初的愿景是解决非侵入式脑机接口领域的一个重大问题,即如何提高数据量的采集去优化算法,然后提高对大脑的认知,最终能够做出产品,这是一个非常清晰的路径。传统的脑电采集设备需要湿的导电膏,设备也很复杂,这就极大地限制了产品在日常生活中的使用。后来我们在传感器方面实现了突破,可以在使用半干电极的情况下,采集到超高精度的脑电信号。

底层技术突破之后,我们也非常重视产品的落地。最初做的智能假肢有些类似马斯克所说的意识上传,相当于把残疾人对假肢控制的想法转换成虚拟的数字信号,可以让残疾人像控制真实的手一样去控制假肢。除了假肢之外,我们还有自闭症、睡眠改善等领域的解决方案。总体来说,BrainCo经历了从做底层技术到实现产品落地的过程。

BrainCo的智能假肢产品

观察者网:对于脑机接口相关研究和产业落地来说,中国的发展环境怎么样?相比美国,中国脑科学技术的发展进度如何?

韩璧丞:中国在脑科学领域的政策制定是非常迅速和智慧的。在十四五规划中,国家已经把脑科学列为需要重点攻关的技术,其中也明确提到脑机融合,所以政策制定者还是非常有前瞻性的。作为先发者,美国奥巴马政府早在2013年就开始实施大规模的国家脑计划,所以中国从国家层面提升对脑科学特别是脑机融合技术的重视,是至关重要的。我一直觉得,脑机接口是人类下一个百年工程,需要多方力量共同投入,才能共同提高对人类大脑的认知。

目前在中国,有很多优秀的脑科学实验室,例如清华、浙大、天津大学等高校脑科学领域的教授都有非常高的科研水准,这对培养相关领域的人才至关重要。BrainCo也十分注重脑机接口领域的人才培养,吸引了不少美国名校的博士和硕士到中国发展,甚至在帮助本科生和高中生了解脑机接口技术。

目前来看,中国脑机接口技术的发展环境和状态非常好,未来应该可以取得和美国一样甚至比美国更好的成就。从整个行业的发展来看,脑机接口的历史虽然很长,但整个产业尚处于发展的早期阶段。目前融资超过2亿美元的纯脑机接口公司只有两家,即Neuralink和BrainCo,做硬件特别是脑电信号采集的系统工程,需要巨大的资本和时间投入,才能带来技术和认知的升级。

观察者网:请您展望一下未来脑机技术的发展,马斯克所说的意识导出、记忆上传,是否会真的实现?

韩璧丞:人类对于如何上传、保存和转移自己的意识和记忆,一直都有非常大的兴趣。但到目前为止,正式在哺乳动物中进行记忆转移或复制的试验仍然非常少。

比较著名的试验有两个。

一是南加州大学Theodore Berger教授进行的老鼠记忆复制试验。他在一只老鼠的大脑中植入芯片,然后在一个房间的左右两边都放上食物,当这只老鼠去左边吃东西时就对它进行点击,时间长了,记忆就会驱使它去右边吃东西。随后教授把这只老鼠大脑中的芯片移植到另一只老鼠的大脑中,奇妙的是,另一只从来没有到过这个房间的老鼠,也只会到右边去吃东西。这是极少能够证明记忆可以被移植的试验。

另一个是德克萨斯大学进行的鸟类学习父辈唱歌的试验。虽然鸟天生都会叫,但唱歌是一个十分复杂的技能。德克萨斯大学通过芯片和算法,利用光遗传学技术对一只鸟的大脑进行改造,让这只从来没有听过上一辈唱歌的鸟学会了唱歌,这也相当于把记忆和技能进行移植了。这两个试验结果已经在知名学术期刊发表,给整个产业带来了极大的希望。但我个人仍然认为,如果人类想把自己放在另一个载体上,保存大脑可能是一个比较好或者在未来有可能实现的一个路径。

责任编辑:吕栋
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