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2023-09-23 06:57
科技

人工智能的下一个前沿:脑机接口会是通讯的未来吗?

周二,马斯克的脑机接口初创公司Neuralink宣布,该公司已获得一个独立审查委员会的批准,将进行首次人体试验,对瘫痪患者的大脑植入设备。
人工智能的下一个前沿:脑机接口会是通讯的未来吗?
Bernard Marr

■周二,马斯克的脑机接口初创公司Neuralink宣布,该公司已获得一个独立审查委员会的批准,将进行首次人体试验,对瘫痪患者的大脑植入设备。

据Neuralink声称,这项人体试验为期六年,参与者将首先参加一项为期18个月的研究,在那之后,他们将每周至少花两个小时进行脑机接口方面的研究。

马斯克曾表示,Neuralink的短期目标是帮助瘫痪者实现意念打字功能,未来还将可以实现让瘫痪者行走、让盲人看见,并最终实现“人机共生体”。

不管试验结果如何,将人脑与电脑进行结合的脑机接口技术似乎已经离我们越来越近了。在人工智能的加持下,它会带给我们哪些惊喜,抑或惊吓?在此,让我们先来回顾一下这项技术的前世今生,以及它在成熟以后可以实现哪些潜力,或是带来哪些问题。

人脑是世界上乃至宇宙中据我们所知的最复杂、功能最强大的计算机。

今天最复杂的人工智能(AI)算法才刚刚开始对大脑功能进行部分模拟,而且模拟的功能数量非常有限。不过,当涉及到数学和语言等特定操作时,人工智能的速度就要快得多。

因此,很多人都在思考并研究脑机结合的方法也就不足为奇了。脑机结合的想法是利用人工智能更好地理解大脑的工作,最终更准确地模拟大脑功能。有一天,人工智能也许还能帮助我们创建系统,这些系统既有人类大脑复杂而又多样的功能,又有数字计算机的速度和准确性。

听起来像科幻小说里的东西?没错。《黑客帝国》等电影以及《头号玩家》和《神经漫游者》等书籍中的精彩故事都是围绕将人脑与计算机连接的概念展开的。

但在现实世界中,脑机连接的可能性也越来越大。包括埃隆·马斯克(Elon Musk)创立的Neuralink和Paradromics在内的一些公司,以及包括美国和欧洲政府在内的一些政府机构,都已经组建项目来测试脑机连接的可能性,据说它在现实世界中的实际应用也指日可待。。

因此,以下内容简要叙述了迄今为止人类在推动人机融合最终实现的进程中所做的努力,以及对这项突破在未来可能将我们带向何方的一些思考。

早期历史

早在20世纪60年代末,人们就开始尝试使用电极来控制灯泡等简单的电气设备,这些电极可以测量信号并对信号做出反应,当时,用于试验的信号首先来自猴子的大脑,然后是人类的大脑。

在最早的一批实验中,部分实验的目的是让截肢者能够控制合成肢体,直到今天,这仍然是脑机接口领域的一个研究焦点。1988年,罗切斯特大学(University of Rochester)首次成功演示了脑机接口,演示内容包括使用大脑信号在屏幕上移动计算机光标。

上世纪80年代,控制恒河猴运动功能的神经元被识别和分离出来;90年代末,通过解码猫大脑中神经元的放电模式,可以再现猫看到的图像。

多年来,外科手术方法不断发展,以至于从伦理的角度讲,通过侵入性方法在人脑内部植入传感器的实验已经变得可行,这使得研究者能够更准确地利用大脑信号进行研究,并对相关问题给出更可靠的解读。

在这些实验的推动下,我们对于如何解读大脑信号并用其控制机器或计算机的理解很快就取得了重大进展。

今日现状

从那时起,脑机接口取得了长足的进步。如今,最著名的脑机接口先驱之一是埃隆·马斯克创立的Neuralink。它开发了可植入的脑机接口(BMI)设备,例如N1芯片,该芯片能够直接与1000多个不同的脑细胞连接。它旨在使瘫痪患者能够使用机器和假肢恢复行动能力。Neuralink还在研究自身技术在探索阿尔茨海默和帕金森病症治疗方法中的应用。

另一家脑机接口公司Bitbrain则开发了可穿戴的脑传感设备,可以在人工智能的帮助下监测脑电波信号。该公司的产品包括用于进行医学脑部扫描的应用程序,以及用于研究人类行为、健康和神经科学的各种实验室工具。

在这一领域将产品推向市场的另一家公司是NextMind,该公司最近被Snapchat的母公司Snap Inc收购。它开发了一种设备,可以将视觉皮层的信号转换为数字命令。除了创造可以用大脑信号控制计算机的工具外,他们还希望创造一种可以将视觉想象转化为数字信号的设备;换句话说,你想到的任何图像都可以在电脑屏幕上重现出来。

在学术界,研究领域进一步拓宽。例如,研究脑机接口技术的研究人员利用机器学习从额叶脑电波信号中提取数据,这些信号已被用于对精神状态(如一个人的放松或压力水平)进行高精度分类。

而基于扩散的神经网络模型——包括DALL-E和Midjourney在内的人工智能应用程序使用的图像生成模型——已被用于根据脑电波活动再现人们看到的图像或是某人听过的音乐。

接下来是什么?

显然,这是一项非常先进的技术,我们才刚刚开始掌握它。最终,它可能会带来一些现在看来完全是天方夜谭的可能性——比如能够以数字方式“记录”一个人的所有生活经历,只需通过思考就可以创建任何人或物体的数字显示,或者甚至允许我们“精神控制”另一个人(暂时抛开这是否真的是一件好事不谈)。

在不久的将来,我们可以期待采用一些侵入性更小的方法来捕捉脑电活动,这意味着该技术将有更广泛的应用,而无需用户接受植入手术。这可能包括在使用近红外光谱学方面的进步,这种光谱学利用光来检测大脑血流的变化。

此外,通过更有效地将特定脑电波信号与大脑伴随的背景“噪音”隔离开来,也将有可能更准确地理解脑电波信号的意义。

我们还可能有望看到脑脑接口的出现——这使我们能够有效地发送和接收“心灵感应”信息,这要归功于一种电子“中介”设备,该设备将记录从一个人的脑电波活动中解码的信息,并将其直接传输给另一个人。这甚至可以扩展到对他人身体的控制——华盛顿大学的研究人员已经证明了一种方法,可以让一个人用大脑控制另一个人的手部运动。

很明显,这项技术有可能在许多领域都带来巨大变革,比如能方便我们使用精确控制的机器,让那些失去活动能力的人康复,以及创造交流和共享信息的新方式。

当然,这一切都有巨大的伦理问题——我们完全忽略了这样一个问题:如果技术能够解码并且像电影一样栩栩如生地观看一个人最私密的想法,这对社会意味着什么?这些电影能“倒带”回到多早的时候?我们都知道,人类大脑会突然回忆起遥远过去的某些人、某些地点或某些经历的信息,这是很常见的,即使我们很长时间都没有想起过他们。心理学家还告诉我们,如果这样做会造成创伤或痛苦,大脑有能力阻止我们思考或记忆特定的经历或事件。这项技术的发展将教会我们记忆是如何工作的,在道德层面上,我们是否有责任制定保障措施,以防止对大脑的信息提取产生危险后果?

毫无疑问,在我们取得比今天更大的进展之前,这些问题必须得到解决。然而,该技术的研究和发展也展示出了大量令人振奋的潜力,可能有无数积极的用途等待着人们挖掘。■ 
                                                                                          
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■ 或者,热烈空雨伴芬芳泥土;绿绿生命缠锐意骄阳。
回望,回望,一马平川红酒飘散断归途。
■ 或者,灰蒙蒙空气重回道指一万四千点。滚动时光,照进现实,流逝过往,回归未来。

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■周二,马斯克的脑机接口初创公司Neuralink宣布,该公司已获得一个独立审查委员会的批准,将进行首次人体试验,对瘫痪患者的大脑植入设备。

据Neuralink声称,这项人体试验为期六年,参与者将首先参加一项为期18个月的研究,在那之后,他们将每周至少花两个小时进行脑机接口方面的研究。

马斯克曾表示,Neuralink的短期目标是帮助瘫痪者实现意念打字功能,未来还将可以实现让瘫痪者行走、让盲人看见,并最终实现“人机共生体”。

不管试验结果如何,将人脑与电脑进行结合的脑机接口技术似乎已经离我们越来越近了。在人工智能的加持下,它会带给我们哪些惊喜,抑或惊吓?在此,让我们先来回顾一下这项技术的前世今生,以及它在成熟以后可以实现哪些潜力,或是带来哪些问题。

人脑是世界上乃至宇宙中据我们所知的最复杂、功能最强大的计算机。

今天最复杂的人工智能(AI)算法才刚刚开始对大脑功能进行部分模拟,而且模拟的功能数量非常有限。不过,当涉及到数学和语言等特定操作时,人工智能的速度就要快得多。

因此,很多人都在思考并研究脑机结合的方法也就不足为奇了。脑机结合的想法是利用人工智能更好地理解大脑的工作,最终更准确地模拟大脑功能。有一天,人工智能也许还能帮助我们创建系统,这些系统既有人类大脑复杂而又多样的功能,又有数字计算机的速度和准确性。

听起来像科幻小说里的东西?没错。《黑客帝国》等电影以及《头号玩家》和《神经漫游者》等书籍中的精彩故事都是围绕将人脑与计算机连接的概念展开的。

但在现实世界中,脑机连接的可能性也越来越大。包括埃隆·马斯克(Elon Musk)创立的Neuralink和Paradromics在内的一些公司,以及包括美国和欧洲政府在内的一些政府机构,都已经组建项目来测试脑机连接的可能性,据说它在现实世界中的实际应用也指日可待。。

因此,以下内容简要叙述了迄今为止人类在推动人机融合最终实现的进程中所做的努力,以及对这项突破在未来可能将我们带向何方的一些思考。

早期历史

早在20世纪60年代末,人们就开始尝试使用电极来控制灯泡等简单的电气设备,这些电极可以测量信号并对信号做出反应,当时,用于试验的信号首先来自猴子的大脑,然后是人类的大脑。

在最早的一批实验中,部分实验的目的是让截肢者能够控制合成肢体,直到今天,这仍然是脑机接口领域的一个研究焦点。1988年,罗切斯特大学(University of Rochester)首次成功演示了脑机接口,演示内容包括使用大脑信号在屏幕上移动计算机光标。

上世纪80年代,控制恒河猴运动功能的神经元被识别和分离出来;90年代末,通过解码猫大脑中神经元的放电模式,可以再现猫看到的图像。

多年来,外科手术方法不断发展,以至于从伦理的角度讲,通过侵入性方法在人脑内部植入传感器的实验已经变得可行,这使得研究者能够更准确地利用大脑信号进行研究,并对相关问题给出更可靠的解读。

在这些实验的推动下,我们对于如何解读大脑信号并用其控制机器或计算机的理解很快就取得了重大进展。

今日现状

从那时起,脑机接口取得了长足的进步。如今,最著名的脑机接口先驱之一是埃隆·马斯克创立的Neuralink。它开发了可植入的脑机接口(BMI)设备,例如N1芯片,该芯片能够直接与1000多个不同的脑细胞连接。它旨在使瘫痪患者能够使用机器和假肢恢复行动能力。Neuralink还在研究自身技术在探索阿尔茨海默和帕金森病症治疗方法中的应用。

另一家脑机接口公司Bitbrain则开发了可穿戴的脑传感设备,可以在人工智能的帮助下监测脑电波信号。该公司的产品包括用于进行医学脑部扫描的应用程序,以及用于研究人类行为、健康和神经科学的各种实验室工具。

在这一领域将产品推向市场的另一家公司是NextMind,该公司最近被Snapchat的母公司Snap Inc收购。它开发了一种设备,可以将视觉皮层的信号转换为数字命令。除了创造可以用大脑信号控制计算机的工具外,他们还希望创造一种可以将视觉想象转化为数字信号的设备;换句话说,你想到的任何图像都可以在电脑屏幕上重现出来。

在学术界,研究领域进一步拓宽。例如,研究脑机接口技术的研究人员利用机器学习从额叶脑电波信号中提取数据,这些信号已被用于对精神状态(如一个人的放松或压力水平)进行高精度分类。

而基于扩散的神经网络模型——包括DALL-E和Midjourney在内的人工智能应用程序使用的图像生成模型——已被用于根据脑电波活动再现人们看到的图像或是某人听过的音乐。

接下来是什么?

显然,这是一项非常先进的技术,我们才刚刚开始掌握它。最终,它可能会带来一些现在看来完全是天方夜谭的可能性——比如能够以数字方式“记录”一个人的所有生活经历,只需通过思考就可以创建任何人或物体的数字显示,或者甚至允许我们“精神控制”另一个人(暂时抛开这是否真的是一件好事不谈)。

在不久的将来,我们可以期待采用一些侵入性更小的方法来捕捉脑电活动,这意味着该技术将有更广泛的应用,而无需用户接受植入手术。这可能包括在使用近红外光谱学方面的进步,这种光谱学利用光来检测大脑血流的变化。

此外,通过更有效地将特定脑电波信号与大脑伴随的背景“噪音”隔离开来,也将有可能更准确地理解脑电波信号的意义。

我们还可能有望看到脑脑接口的出现——这使我们能够有效地发送和接收“心灵感应”信息,这要归功于一种电子“中介”设备,该设备将记录从一个人的脑电波活动中解码的信息,并将其直接传输给另一个人。这甚至可以扩展到对他人身体的控制——华盛顿大学的研究人员已经证明了一种方法,可以让一个人用大脑控制另一个人的手部运动。

很明显,这项技术有可能在许多领域都带来巨大变革,比如能方便我们使用精确控制的机器,让那些失去活动能力的人康复,以及创造交流和共享信息的新方式。

当然,这一切都有巨大的伦理问题——我们完全忽略了这样一个问题:如果技术能够解码并且像电影一样栩栩如生地观看一个人最私密的想法,这对社会意味着什么?这些电影能“倒带”回到多早的时候?我们都知道,人类大脑会突然回忆起遥远过去的某些人、某些地点或某些经历的信息,这是很常见的,即使我们很长时间都没有想起过他们。心理学家还告诉我们,如果这样做会造成创伤或痛苦,大脑有能力阻止我们思考或记忆特定的经历或事件。这项技术的发展将教会我们记忆是如何工作的,在道德层面上,我们是否有责任制定保障措施,以防止对大脑的信息提取产生危险后果?

毫无疑问,在我们取得比今天更大的进展之前,这些问题必须得到解决。然而,该技术的研究和发展也展示出了大量令人振奋的潜力,可能有无数积极的用途等待着人们挖掘。■ 
                                                                                          
 
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