大脑X电脑！人类对脑机接口的演绎，技术难度与夸张程度比科幻还科幻随着“科技狂魔”马斯克的N

随着“科技狂魔”马斯克的Neuralink团队不断公布惊人的项目进展，公众对脑机接口（brain-computerinterface,BCI）的热情再度高涨起来。这一游走在科幻与现实交界区的技术，承载了太多的期望和误解。在纷繁热烈的议论与科幻演绎中，它的真面目却被彻底神隐了。
然而，真正决定历史与命运的力量，永远是潜藏在表面话语之下的真实。

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在各种议论和科幻演绎中， “脑机接口”的真面目神隐了|Pixabay
起始之源
要了解真正的脑机接口，就要先了解大脑。
我们的大脑，由大约860亿神经细胞组成。在这其中，大约有十分之一的细胞，是负责加工信息、承载思维活动的神经元（neuron）。这些造型“张牙舞爪”的神经细胞，会从胞体伸出细长的树突（信息输入）与轴突（信息输出），与其他神经元形成上百甚至上千个名为突触（synapse）的信息交流接点，在脑中搭建起一张超级神经网络。
当神经元从突触接受的兴奋性刺激积累到突破反应阈值的水平时，就会爆发出脉冲尖峰极其高耸的“动作电位（actionpotential）” ，并沿着轴突飞速向下游传输，最终通过末梢的突触结构，将信息传递给其他神经元。有时候，一些神经元即便不接受外部输入，也会有自发的放电，持续对其他神经元施加调控信号。
对于单个神经元而言，这几乎就是它们仅有的信息加工能力。不过，正如单个的石头组合在一起就能建成壮美的殿堂一般，当这些神经元以庞大的规模构建起极为复杂的神经网络后，名为“知觉”甚至“意识”的奇妙存在，就会从认知功能的深渊中涌现而出。

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我们大脑中的神经细胞搭建了一张超级神经网络|Pixabay
因此，如果能想办法读取这些神经元的电信号，那么我们就能在幽邃的“脑海”之中，窥探到“灵魂”潜龙的一鳞半爪。这门专注于通过解读神经元电信号来理解大脑功能的学科，便是神经电生理学（electrophysiology）。
【大脑X电脑！人类对脑机接口的演绎，技术难度与夸张程度比科幻还科幻】迄今为止，研究者获取高质量神经元电信号的主要手段，依然是将包有绝缘涂层的金属电极植入实验动物的大脑之中，用电极尖端暴露的金属位点记录临近的神经元活动。
随着电极制造工艺的成熟，在二十世纪60年代兴起的电生理研究热潮中，研究者们发现，很多神经元的活动状态与特定的感官刺激输入或者行为动作输出高度相关。比如说，在位于后脑勺的初级视觉皮层内，负责对双眼输入的视觉信息进行第一手加工的神经元，就往往只会对出现在视野中特定位置的特定视觉特征（比如角度或者颜色）起反应。在其他的感觉皮层与运动皮层中，研究者们也都观察到了类似的现象。
依靠这种输入/输出信息与神经元之间客观存在的投射对应关系，研究者们逐渐画出了大脑皮层详细的功能地形图。
这就是脑机接口技术的理论基础。
人机合一
随着电生理研究的狂飙突进，在上个世纪70年代，一向以“黑科技”著称的美国国防部先进研究项目局（DARPA）启动了一个项目，希望通过对脑电图（electroencephalogram,EEG）的信号分析，解读出人脑思维活动的特征性信号，并将其输出为控制电子设备的数字化指令，实现作战人员通过脑电信号直接操纵军用装备的“人机合一”设想。