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( 二 ) 随着“科技狂魔”马斯克的N

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脑机接口演示|Flickr,AndersSandberg/CCBY2.0(https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
这个如今看来过于乐观的项目，便是脑机接口技术的起点。
从概念上看，脑机接口是一个通过电生理学技术采集神经元电信号、再经过计算机处理分析、最终向设备终端输出程序指令的系统。但相比于理想中的概念设计，在实际的科学探索和技术发展中，一个又一个具体的问题出现在了前进的道路上。
首先，需要想办法从脑子里尽可能多地采集神经信号作为原始数据。
仅凭单根金属电极，研究者在运气最好的情况下，也只能同时记录到屈指可数的几个神经元。于是，简单粗暴但有效的“排枪战术”便应运而生。通过将大量电极集成、并联为阵列甚至芯片，人类从技术层面大大增加了能同时记录的神经元数量。马斯克团队研发的新一代植入式神经芯片，已经可以在方寸之间集成布设上千个记录位点。而他们同步研发的柔性电极与酷似缝纫机的专用手术机器人，则可以将大量记录位点快速、精确、个性定制化地部署于大脑的各个区域。虽然相对大脑无比庞杂的神经网络来说，这些神经元的信号依然只是沧海一粟，但是对于脑机接口来说，却足已操纵一些设备了。
当然，若要获取这样近距离收录的“超清无损”神经元信号，就需要将电极长期埋置于大脑之中，和神经元保持物理层面的近距离接触。这种操作对于实验动物来说倒也罢了，但如果用在人类身上，就有着无法回避的手术与感染风险。因此，这种侵入式脑机接口目前只能用于改善个别重度瘫痪患者的生活状态，为这些身体活动不便的使用者释放出那只被潜水钟囚禁的蝴蝶。

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侵入式脑机接口目前只能用于改善个别重度瘫痪患者的生活状态|Pixabay
此外，尽管我们都想实现电影中随心所欲操纵机械的梦想，但科学技术的发展从来都没有捷径。目前的植入式脑机接口，在把电极阵列插到脑子里之后，还需要被试者与分析程序共同进行长期的学习训练，如此才能使大脑顺利输出极为有限的数字化指令，而且“带宽”极其有限，往往只是几个引导机械臂末端或者屏幕光标的坐标、角度信息，还有响应延迟与误码率的问题，与外人看来随心所欲、如臂使指的表现效果完全不同。
但即便有如此多的困难，脑机接口技术依然在不断推进。 2021年5月，《自然》杂志上发表的一篇研究论文中，研究者就通过精确捕捉动作皮层神经元的信号，让植入电极阵列的被试者能以近乎常人的速度向计算机输入字母，并且有着99%的惊人准确率。
而相比于多少还可以想想办法的“输出指令”环节，如何向大脑有效地输入反馈信息，形成完整的信息流闭环，才是最令研究者与工程师们头疼的难题。在我们运动时，大脑时时刻刻都在根据各种反馈信息对动作进行调整。但时至今日，我们对大脑如何表征并认知输入的信息依然有太多不甚明了的地方，更不用说向大脑准确输入有意义的人工信号了。目前的侵入式脑机接口，主要依靠被试者的目视来调整移动的效果，远不足以支持基于闭环反馈的精细操作。
漫漫求索
相比于“电极入脑”的侵入式脑机接口，还有一类采用头皮电极的非侵入式脑机接口。
当年DARPA最早搞的那个脑机接口项目，就是基于脑电图的非侵入式脑机接口。这条技术路线最明显的好处，就是免去了手术的风险，可以无门槛普及到任何人身上。