《流浪地球2》的現(xiàn)實(shí)倒影（三）：從腦機(jī)接口到數(shù)字永生

是人，就會(huì)死。

這個(gè)事實(shí)聽(tīng)起來(lái)或許很悲哀，但電影《流浪地球2》在一開始，就給出了另一種可能性——瘋狂科學(xué)家進(jìn)行數(shù)字生命實(shí)驗(yàn)，通過(guò)連接大腦的電極片，將思維意識(shí)上傳到計(jì)算機(jī)，從而讓人永生。

電影開頭的這位印度裔科學(xué)家，看起來(lái)精神不太穩(wěn)定的樣子，但他這個(gè)想法，以數(shù)字化的形式把人留在世界上，還真挺務(wù)實(shí)的。

一來(lái)，數(shù)字化破除了肉身的天然限制——細(xì)胞會(huì)衰老，臟器要衰竭。數(shù)字永生無(wú)疑是更靠譜的永生方式。

二來(lái)，思維上傳，也被稱為全腦仿真（WBE，Whole Brain Emulation），將一個(gè)人的思想、個(gè)性、情緒、記憶都映射到其他載體上，比如計(jì)算機(jī)、機(jī)器人甚至克隆體上，是科幻作品中反復(fù)出現(xiàn)的題材，而且是一個(gè)令人信服的概念。

數(shù)字永生，聽(tīng)起來(lái)很玄幻，是連電信詐騙老頭老太太都不屑于使用的招數(shù)，但技術(shù)可能比我們想象的更近。

對(duì)于數(shù)字永生，原著作者劉慈欣在近期的一場(chǎng)訪談中提到：數(shù)字永生需要信息技術(shù)和腦科學(xué)的共同進(jìn)步，其中信息技術(shù)進(jìn)展很快而腦科學(xué)進(jìn)展較慢，如果腦子里的信息取不出來(lái)，就不可能實(shí)現(xiàn)永生。

這樣看來(lái)，數(shù)字永生是否能成真，關(guān)鍵證據(jù)是腦科學(xué)的進(jìn)展。

進(jìn)一步拆分這個(gè)問(wèn)題，數(shù)字永生有兩種形式：?jiǎn)蜗蚝碗p向，進(jìn)程也各不相同。

雙向永生，指的是數(shù)字化身還可以和人進(jìn)行互動(dòng)和回應(yīng)，就像《流浪地球2》中，圖丫丫的思維片段被轉(zhuǎn)移到數(shù)字生命卡上，在強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)加持下，可以與外界正在發(fā)生的人和事進(jìn)行互動(dòng)。

單向永生，指的是思維上傳到非生物媒介上，比如芯片、計(jì)算機(jī)，以被動(dòng)的“只讀”形式存在。

不難看出，雙向永生需要完成思維復(fù)制、思維上傳、思維保存、思維轉(zhuǎn)移等一整個(gè)大腦模擬過(guò)程，任一環(huán)節(jié)掉鏈子，都可能打斷數(shù)字化身的讀檔條，導(dǎo)致永生失敗。所以，圖丫丫那樣的雙向交互式數(shù)字生命，距離現(xiàn)實(shí)確實(shí)有些遙遠(yuǎn)。

而如果我們將目光放到單向永生，會(huì)發(fā)現(xiàn)腦機(jī)接口這一技術(shù)的最新趨勢(shì)，正在讓思維上傳走進(jìn)現(xiàn)實(shí)世界，成為揭開永生奧秘的階梯。

攀登永生天梯的第一步：給大腦放一個(gè)“信號(hào)塔”

愛(ài)好科幻或關(guān)注科技新聞的讀者，可能早就聽(tīng)過(guò)“腦機(jī)接口”這個(gè)名字。埃隆·馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink，可能是這個(gè)領(lǐng)域最火的公司。就在剛剛過(guò)去的2022年底，馬斯克在發(fā)布會(huì)上展示了猴子用腦機(jī)接口控制光標(biāo)打字的場(chǎng)景。

而神經(jīng)科學(xué)研究也已經(jīng)證明，電極和納米傳感器可以記錄神經(jīng)元，并創(chuàng)建大腦的完整地圖。

總而言之，通過(guò)BCI芯片獲取大腦信號(hào)，正是思維上傳的第一步，這在理論上是可行的。

(腦機(jī)接口（BCI）的實(shí)現(xiàn)方式)

BCI腦機(jī)接口芯片，就相當(dāng)于在大腦里放入一個(gè)“信號(hào)塔”，如同手機(jī)基站一樣，只不過(guò)接收的信號(hào)是大腦神經(jīng)元發(fā)送的電信號(hào)。

也可以通過(guò)非侵入式進(jìn)行，比如將傳感器和電極片直接放置在頭部，可以輕松地放置和移除。但就像手機(jī)信號(hào)一樣，基站離手機(jī)越近，信號(hào)就越強(qiáng)，非侵入式BCI會(huì)被頭骨阻擋，獲得的電信號(hào)是模糊且不精確的。大腦發(fā)出的信號(hào)，光標(biāo)、機(jī)械手臂等捕捉不到，自然無(wú)法控制自如。

當(dāng)然，馬斯克Neuralink的理念“在人腦和人工智能之間實(shí)現(xiàn)共生（symbiosis）”，還太過(guò)超前。腦機(jī)接口的下一步，可能是讓一部分人先“腦控”起來(lái)。

攀登永生天梯的第二步：讓一部分人先學(xué)會(huì)“腦控”

其實(shí)腦機(jī)接口最早的研究角度是軍事。加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）在1970年就開始研究BCI，由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助，隨后拿到了國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的合同。靠腦控來(lái)遙控直升機(jī)、解析密碼之類的操作，屬于大氣層的高端局，離普通人的生活很遙遠(yuǎn)，這些“科技軍事鬼故事”，咱們就不過(guò)多展開了。

目前來(lái)看，普通人能夠從腦機(jī)接口中很快受益的，主要是兩類：

第一類人——患者。

我們知道，一些疾病會(huì)導(dǎo)致某些神經(jīng)遭到破壞徹底失能，從而阻礙了很多正常生活功能，比如神經(jīng)受損導(dǎo)致的癱瘓，患者手臂或腿不能活動(dòng)；阿茲海默癥、癲癇等疾病，手部神經(jīng)末梢無(wú)法控制，劇烈抖動(dòng)而生活無(wú)法自理。這些情況，給患者及其家屬帶來(lái)了無(wú)盡的痛苦與折磨，腦機(jī)接口作為一種先進(jìn)的神經(jīng)通信形式，可以幫助患者恢復(fù)部分功能，比如腦控輪椅、 腦控機(jī)械手臂、腦控鍵盤等。

近年來(lái)，腦機(jī)接口的醫(yī)療應(yīng)用，也開始出現(xiàn)一些新的變化：從低效到高效。

以往我們認(rèn)為，患者使用BCI來(lái)控制復(fù)雜機(jī)械是非常消耗體力的，而且效率很慢，不過(guò)技術(shù)的準(zhǔn)確度、精度、計(jì)算速度都在提升，腦控已經(jīng)不再是一件獵奇新聞了。

2017年，彼得·斯科特確診漸凍癥，不得不進(jìn)行全喉頭切除手術(shù)，再無(wú)法發(fā)出自己的聲音。所以在手術(shù)前，他特地錄制了15個(gè)小時(shí)的音頻語(yǔ)料，并用AI進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，手術(shù)之后，通過(guò)腦機(jī)接口來(lái)采集腦電波，AI學(xué)習(xí)他的表述習(xí)慣，通過(guò)上下文感知來(lái)預(yù)測(cè)下一個(gè)詞會(huì)輸入什么，然后用合成語(yǔ)音講出來(lái)，大大提高輸出效率，減輕了患者的體力負(fù)擔(dān)。

從侵入式到非侵入式。腦控在專業(yè)醫(yī)療的應(yīng)用，長(zhǎng)期以來(lái)都是通過(guò)侵入式BCI來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不過(guò)，近年來(lái)，非侵入式BCI也開始在醫(yī)療場(chǎng)景下表現(xiàn)出一定的效果，這對(duì)于更多患者生活的改善會(huì)有很大的幫助，畢竟侵入式手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用都更高。

2022年發(fā)表在《iScience》雜志上的一項(xiàng)新研究顯示，幾名四肢癱瘓的患者成功操作一種腦控輪椅，通過(guò)了一個(gè)充滿障礙的房間。這是首次通過(guò)非侵入式BCI實(shí)現(xiàn)腦控輪椅的案例。

另一類人——極客。

非侵入式腦機(jī)接口采集信號(hào)是比較粗糙的，無(wú)法進(jìn)行精確的操作。作為可穿戴設(shè)備，進(jìn)行簡(jiǎn)單的交互和娛樂(lè)，倒是可以勝任的。腦控游戲、腦控元宇宙這些新鮮事物，未來(lái)主義者或極客們扮演著率先吃螃蟹的角色。

韓國(guó)的Looxid Labs，就在VR眼鏡中潛入了腦電波傳感器，用來(lái)收集用戶的情緒數(shù)據(jù)，以確定用戶在觀看廣告時(shí)的情緒狀態(tài)，從而支持更好的廣告投放策略。

Neurable公司則開發(fā)了世界上第一款腦控VR游戲，玩家坐在電腦前戴著腦電圖耳機(jī)，就能遙控駕駛汽車。2021年，這家公司又推出了Enten 耳機(jī)，用智能技術(shù)檢測(cè)注意力，幫助用戶培養(yǎng)專注的習(xí)慣。聽(tīng)起來(lái)似乎很適合用在學(xué)生教育場(chǎng)景上。

NextMind公司則在CES 2020上推出了一款可以記錄大腦電活動(dòng)的可穿戴設(shè)備NextMind Dev Kit，是非侵入性眼動(dòng)追蹤軟件的升級(jí)版，這家公司也在2022年被Snap收購(gòu)。

中國(guó)也有達(dá)摩院、天橋研究院、科大訊飛、漢王科技等一批先行者，圍繞腦機(jī)接口和人工智能等領(lǐng)域就開展研究。

正如霍金生前所說(shuō)，通信的未來(lái)是腦機(jī)接口，它可以利用新技術(shù)革命的各種工具，來(lái)改善人類的生活。

腦機(jī)接口的潛力，或許不是遙遠(yuǎn)的永生，而是充當(dāng)人腦與智能手機(jī)、耳機(jī)、VR等外部設(shè)備之間的橋梁，讓一部分人重新聽(tīng)到風(fēng)的聲音、發(fā)一條微博、給自己倒一杯水。

這或許是一個(gè)隱喻，唯有重視人們?cè)诖藭r(shí)此刻的幸福與舒適，才可能最終推開永生之門。就像劉慈欣曾說(shuō)的：給歲月以文明，而不是給文明以歲月。

攀登永生天梯的第三步：讓腦機(jī)接口更好用一點(diǎn)

那么，科技行業(yè)能夠做些什么，讓腦機(jī)接口在當(dāng)下更好地服務(wù)于人呢？

目前來(lái)看，有三個(gè)方向是值得期待的：

1.材料進(jìn)化。

以前，侵入式腦機(jī)接口采用剛性器件，比如金屬探針，BCI芯片體積較大，這些都可能給精密的腦組織帶來(lái)?yè)p傷，大部分人敬而遠(yuǎn)之。

2015年，麻省理工學(xué)院的研究小組在用電極測(cè)量大腦多巴胺水平時(shí)，該電極只維持了一天的工作，并且由于體積太大，大腦產(chǎn)生了瘢痕組織。

不過(guò)，現(xiàn)在侵入式BCI開始使用柔性材料、薄膜器件等新技術(shù)，制造方法不斷進(jìn)步，生物相容性極大提高，體積縮小，耐用性和可拉伸性也有了顯著進(jìn)展。讓侵入式BCI降低創(chuàng)傷，在體內(nèi)更加穩(wěn)定，甚至實(shí)現(xiàn)非侵入性神經(jīng)調(diào)控。

比如加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)研究小組，就制造出了一粒沙子大小的植入式傳感器，稱為“神經(jīng)塵埃”，這項(xiàng)技術(shù)也被馬斯克的Neuralink吸收。

麻省理工學(xué)院新開發(fā)出的10微米的探針傳感器，在每只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦中進(jìn)行了393天的可靠性測(cè)試，期間一直沒(méi)有中斷工作，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大腦瘢痕組織的產(chǎn)生。

這些突破，意味著侵入式BCI正在變得越來(lái)越安全。

2.AI增強(qiáng)。

很長(zhǎng)一段時(shí)間來(lái)，BCI研究處于“progress today, backlash tomorrow.”（今天進(jìn)步，明天反彈）的波折之中。2016年以深度學(xué)習(xí)為核心的AI走紅，在腦機(jī)接口領(lǐng)域不斷滲透，人工智能算法和算力可以幫助BCI系統(tǒng)提高性能，基于AI增強(qiáng)的下一代腦機(jī)接口越來(lái)越受到關(guān)注。

比如，采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）從大腦信號(hào)中提取特征并解碼大腦狀態(tài)，從而精確評(píng)估人的心理和認(rèn)知。人的意識(shí)活動(dòng)信號(hào)是高維、復(fù)雜的，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建基于腦電圖（EEG）的情緒識(shí)別轉(zhuǎn)移模型，對(duì)心理活動(dòng)進(jìn)行洞察。

另外，人的心理活動(dòng)會(huì)反映在多種維度的數(shù)據(jù)上，比如皮膚反應(yīng)、面部表情、眼球運(yùn)動(dòng)、體溫變化等，這些不同維度的龐大數(shù)據(jù)要進(jìn)行分類、處理、綜合分析，是一件非常龐大的工作，有了AI的加入，處理多模態(tài)數(shù)據(jù)將變得更高效，這也是目前BCI領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。

AI驅(qū)動(dòng)科學(xué)研究范式的轉(zhuǎn)換，也將給腦機(jī)接口這項(xiàng)高精尖技術(shù)帶來(lái)了顛覆性的變化。

3.商業(yè)產(chǎn)品加速創(chuàng)新。

以前，普遍認(rèn)為侵入式BCI投資回報(bào)比不高，受試者承擔(dān)了腦部植入手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，但科學(xué)家對(duì)大腦百億個(gè)神經(jīng)元的復(fù)雜運(yùn)作機(jī)制了解十分有限，腦機(jī)接口并不能極大地改善受試者的生活質(zhì)量，大多存在于實(shí)驗(yàn)室或臨床試驗(yàn)中。

但隨著技術(shù)的逐步發(fā)展，腦機(jī)接口展現(xiàn)出了極強(qiáng)的技術(shù)實(shí)用性，人們對(duì)于“腦機(jī)接口”這個(gè)概念的認(rèn)知也更加成熟和理性，比如人工耳蝸就是一種幫失聰者找回聽(tīng)覺(jué)的腦機(jī)接口，目前已經(jīng)深入人心，應(yīng)用很廣泛了。

麥肯錫《 The BioRevolution Report 》預(yù)計(jì)，未來(lái)10到20年，全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生700億至2000億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？梢灶A(yù)計(jì)，無(wú)論是醫(yī)療應(yīng)用還是日?？纱┐髟O(shè)備，會(huì)有更多機(jī)構(gòu)加入到BCI領(lǐng)域中來(lái)，加速產(chǎn)品創(chuàng)新優(yōu)化迭代，腦機(jī)接口產(chǎn)品會(huì)越來(lái)越多、越來(lái)越好用、普惠。

或許不遠(yuǎn)的將來(lái)，未來(lái)患者用大腦信號(hào)控制機(jī)械手臂，自己吃飯穿衣，與外界自如交流，也會(huì)像人工耳蝸一樣普及，不再是少數(shù)人的特權(quán)。

奇點(diǎn)大學(xué)創(chuàng)始人雷·庫(kù)茲韋爾（Ray Kurzweil）曾經(jīng)在《夢(mèng)幻之旅：活得足夠長(zhǎng)才能永遠(yuǎn)活下去》中，給出了大多數(shù)人能做的通向數(shù)字永生的辦法——你要生活得好，盡可能限制衰老和疾病的影響。

只要活得夠久，或許我們真能等到數(shù)字永生成為現(xiàn)實(shí)的那一天。

永生天梯之上的未知領(lǐng)域

說(shuō)了這么多現(xiàn)實(shí)中的事情，腦機(jī)接口的前景好像十分光明、一片坦途。

不過(guò)，科技行業(yè)從來(lái)都不只是技術(shù)本身。關(guān)于腦機(jī)接口的倫理道德挑戰(zhàn)，支撐普遍商用的產(chǎn)業(yè)鏈體系，成熟的商業(yè)模式等，還需要漫長(zhǎng)的反復(fù)、探索、博弈。

不得不說(shuō)，數(shù)字永生這一設(shè)想，提出了很多值得認(rèn)真考慮的問(wèn)題。植入某些設(shè)備之后，人能多大程度地保有自己？

技術(shù)延緩了衰老甚至死亡，會(huì)不會(huì)加劇社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和階級(jí)差異？

一個(gè)社會(huì)既有活生生的人類，又有永生的數(shù)字生命，它將如何運(yùn)作？

劉慈欣曾在《時(shí)間移民》中暢想了這樣的場(chǎng)景，1000年之后，人類社會(huì)進(jìn)入“無(wú)形時(shí)代”，有身體的真人生活在有形世界，但很大一部分人選擇了數(shù)字永生，連機(jī)器的身體也不要了，就生活在量子芯片里，活成了一些量子脈沖。

在數(shù)字世界里，人們可以真正隨心所欲，創(chuàng)造想要的一切，比神更有力量?！读骼说厍?》中，圖丫丫與圖恒宇獲得了永恒的生命，永遠(yuǎn)幸福地生活在一起，這個(gè)結(jié)局也安慰到了很多觀眾。

總之，和充滿煩惱的現(xiàn)實(shí)世界相比，無(wú)形世界如同毒品一樣有誘惑力。這究竟是全人類的天堂還是末日？這就是哲學(xué)家的領(lǐng)域了。

當(dāng)然，如果我們永遠(yuǎn)無(wú)法解決腦機(jī)接口乃至數(shù)字永生的一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，所有問(wèn)題都是沒(méi)有意義的。至少在技術(shù)領(lǐng)域，永生的大幕已經(jīng)掀開了一角。

審核編輯黃宇