編者按：本文來(lái)自微信公眾號(hào) 騰訊研究院（ID：cyberlawrc），作者：尼科萊利斯，創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。

機(jī)器接管地球？

在過(guò)去30年中，每當(dāng)我的科學(xué)論文被退稿時(shí)，我都不得不應(yīng)付那些勸告，他們不確定我將大腦和機(jī)器結(jié)合起來(lái)的設(shè)想是否正確，認(rèn)為應(yīng)該把這部分從論文中刪掉。在那些令人痛苦的經(jīng)歷中，我會(huì)幻想有一天自己能夠拯救這些充滿疑問(wèn)的想法，把其他人從這種想法中解放出來(lái)。這個(gè)機(jī)會(huì)終于來(lái)了。

在我應(yīng)對(duì)超級(jí)保守的學(xué)術(shù)文化期間，一些科幻作家和電影導(dǎo)演天馬行空的猜想?yún)s展示在大眾面前。單單在2009年，兩部好萊塢巨制——《未來(lái)戰(zhàn)士》和詹姆斯·卡梅隆的《阿凡達(dá)》，都描繪了有關(guān)科學(xué)的刻板印象。通過(guò)技術(shù)巫術(shù)，科學(xué)被用來(lái)控制、征服、傷害、屠殺他人。在這些影片中，腦機(jī)接口技術(shù)使人類能夠通過(guò)替代物去生活、去愛(ài)、去戰(zhàn)斗。他們的化身被用來(lái)做艱苦的工作，比如在宇宙中漫游，代表人類消滅外星人種。流行文化中這類暴力思想的演繹，從《火狐》到《黑客帝國(guó)》三部曲，都進(jìn)一步強(qiáng)化了“未來(lái)學(xué)家”所散布的擔(dān)憂與恐懼。未來(lái)學(xué)家警告我們，人類的世界末日即將來(lái)臨，機(jī)敏、革命性的機(jī)器將接管地球，把我們都變成他們的奴隸。

在這里，我想提出另一種觀點(diǎn)。對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間、艱苦的研究和思考后，我看到了一個(gè)樂(lè)觀、令人期待，而不是陰暗與充滿災(zāi)難的未來(lái)。也許正因?yàn)槲磥?lái)真實(shí)的面目很難被確定地構(gòu)想出來(lái)，因此我感到了這個(gè)誘人機(jī)會(huì)的強(qiáng)烈召喚，那就是將大腦從身體的局限中解放出來(lái)。事實(shí)上，鑒于腦機(jī)接口技術(shù)研究注定會(huì)帶來(lái)的巨大的人文前景，因此我猜想沒(méi)人會(huì)和我的想法不同。

不過(guò)，在探討我對(duì)未來(lái)的設(shè)想之前，我想先消除有關(guān)智能機(jī)器將模擬、超越并主宰人類頭腦的許多擔(dān)憂。盡管我不懷疑某一天會(huì)出現(xiàn)非常復(fù)雜的機(jī)器智能，而任何制造這類機(jī)器的人都將面對(duì)難以逾越的障礙，即任何計(jì)算程序都不可能在個(gè)人或進(jìn)化的時(shí)間標(biāo)尺上，捕捉到歷史偶然性的準(zhǔn)確時(shí)間序列，而這些偶然性共同創(chuàng)造出了人類的大腦。在史蒂芬·古爾德突破性的著作《奇妙的生命》（Wonderful Life）中，通過(guò)提出他命名為“重播生命錄像帶”的思維實(shí)驗(yàn)，古爾德巧妙地指出了這種主張的偏見(jiàn)。在他看來(lái)，無(wú)論人們能支配多少億的微處理器、浮點(diǎn)運(yùn)算以及多少兆字節(jié)，或者幾百萬(wàn)的人造核苷酸，如果創(chuàng)造人工智能的主要目的是建成一個(gè)與我們自己的頭腦相類似的頭腦，那么這種巨大的努力終將面臨悲慘的失敗。古爾德思維實(shí)驗(yàn)是這樣的：

確定你把實(shí)際發(fā)生的事情已經(jīng)徹底抹掉后，按下倒帶鍵，然后回到過(guò)去任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)或地點(diǎn)，讓錄像帶再轉(zhuǎn)一遍，看一看副本跟最初的版本是否完全一樣。如果每一段重放都與實(shí)際的生活路徑非常相似，那么我們只能說(shuō)，真實(shí)發(fā)生的事情幾乎必然會(huì)發(fā)生。但是，假設(shè)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果與實(shí)際的生活歷程明顯不同，那我們的結(jié)論會(huì)是什么？對(duì)于有自我意識(shí)的智能的可預(yù)測(cè)性我們能說(shuō)什么？

接下來(lái)，古爾德為這個(gè)實(shí)驗(yàn)最可能的結(jié)果提供了他最喜歡的預(yù)測(cè)：

“重播生命錄像帶”將把進(jìn)化引入一條與實(shí)際路徑完全不同的道路。然而，不同的結(jié)果并不表示進(jìn)化是愚蠢的、沒(méi)有意義的。重放時(shí)出現(xiàn)的岔路就像實(shí)際路徑一樣，是可以事后進(jìn)行解釋的。不過(guò)，可能路線的多樣性并不表明在一開(kāi)始就能預(yù)測(cè)最終的結(jié)果。每一步都事出有因，但在開(kāi)始時(shí)，結(jié)局是無(wú)法確定的……改變?cè)缙诘娜魏问录?，即使是非常輕微的改變，在當(dāng)時(shí)看來(lái)或許并不重要，之后的進(jìn)化都會(huì)將它逐步帶入完全不同的軌道。

決定人類大腦進(jìn)化的大量偶然性，也許不會(huì)在宇宙中任何地方再次出現(xiàn)。以硅為基礎(chǔ)的意識(shí)，即使能夠出現(xiàn)，也幾乎可以肯定，它的表現(xiàn)形式與人類的意識(shí)會(huì)截然不同。同樣，特定的歷史也不能被概括為計(jì)算算法，而希望機(jī)器、計(jì)算機(jī)程序或人造生命形式能夠經(jīng)受住同樣的進(jìn)化壓力的愿望也必然會(huì)落空。有人可能會(huì)說(shuō)，作為將歷史遺產(chǎn)載入大腦回路中的交換條件，大腦已經(jīng)被賦予了避免模擬或再造最隱秘的秘密及技能的免疫能力。

然而，這種歷史偶然性提供的屏蔽作用并不能保證先進(jìn)的機(jī)器有朝一日不會(huì)控制，甚至屠殺人類。不過(guò)我認(rèn)為，這類事件發(fā)生的可能性，遠(yuǎn)比大量災(zāi)難造成人類最終滅亡的可能性低得多。環(huán)境破壞、傳染病、饑荒、核戰(zhàn)爭(zhēng)、氣候變化、淡水缺乏、流星碰撞、臭氧層的耗盡，甚至外星人入侵顯然都比機(jī)器可能發(fā)動(dòng)的軍事政變更有可能導(dǎo)致人類的滅亡。假設(shè)“重播生命錄像帶”會(huì)帶給我們這種可怕的命運(yùn)，那么在這個(gè)非常不可能的大變動(dòng)事件中，我們至少可以確信，正如約翰·巴羅所斷言的那樣，源于硅元素的征服者永遠(yuǎn)也無(wú)法理解以下人類詩(shī)句的不朽含義：

恐懼，阿喀琉斯，上天的憤怒；

思量一下你自己的父親，并給予我同情，我更值得可憐，

因?yàn)槲易屪约鹤兊美淇釤o(wú)情，而我之前沒(méi)有任何人曾讓自己變得冷酷無(wú)情，

并把殺我兒子的人的手舉到了我的唇邊。

普里阿摩斯（Priams）說(shuō)，當(dāng)他讓阿喀琉斯思量自己的父親時(shí)，阿喀琉斯的心中充滿了渴望。

醫(yī)療前景：重新行走項(xiàng)目與外骨骼

就我個(gè)人來(lái)說(shuō)，我更愿意探討人類未來(lái)將如何充分利用相對(duì)性大腦的才智——模擬現(xiàn)實(shí)的能力、同化人造工具的貪婪胃口，繞開(kāi)神經(jīng)上的損傷，擴(kuò)大我們的知覺(jué)與觸覺(jué)范圍。就像在實(shí)驗(yàn)中記錄神經(jīng)元集群，時(shí)間會(huì)成為可靠的向?qū)?。我將從描述腦機(jī)接口在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用開(kāi)始探討，這方面的應(yīng)用可能會(huì)在未來(lái)10～20年中出現(xiàn)；之后我會(huì)探討更遙遠(yuǎn)的未來(lái)，也許距離現(xiàn)在幾十年。到那時(shí)，腦機(jī)接口技術(shù)將變得更加普遍，它可以使我們將計(jì)算與虛擬工具、裝置及環(huán)境融合起來(lái)。我將以探討非常遙遠(yuǎn)的未來(lái)會(huì)給人類帶來(lái)什么來(lái)結(jié)束我的探險(xiǎn)之旅。到那時(shí)，頭腦對(duì)肉體的忠誠(chéng)將越來(lái)越少牽涉我們的生活方式。在展望未來(lái)的時(shí)候，盡管我不會(huì)深入探討想象中的神經(jīng)工程的細(xì)節(jié)，但我相信人們能夠找到實(shí)現(xiàn)這些設(shè)想的技術(shù)解決方案。

在接下來(lái)的20年中，大腦–機(jī)器–大腦界面通過(guò)雙向連接將大腦連接在一起，它也許能恢復(fù)被神經(jīng)障礙壓垮的人性的某些方面，比如我的祖母莉吉婭和我的導(dǎo)師艾瑞爾博士的情況。也許在一二十年后，腦機(jī)接口技術(shù)有望能夠恢復(fù)數(shù)百萬(wàn)不能聽(tīng)、不能看、不能摸、不能抓、不能走或不能說(shuō)的病患的神經(jīng)功能。

國(guó)際研究聯(lián)盟的重新行走項(xiàng)目（Walk Again Project，我是該項(xiàng)目的聯(lián)合創(chuàng)始人）可以讓我們對(duì)未來(lái)有一點(diǎn)初步的認(rèn)識(shí)。在貝拉和奧羅拉證明了將活的腦組織與各種人造工具進(jìn)行連接的可行性后，該項(xiàng)目便把目標(biāo)設(shè)定為開(kāi)發(fā)、建構(gòu)第一個(gè)能夠幫助重度癱瘓患者恢復(fù)全身活動(dòng)能力的腦機(jī)接口，無(wú)論癱瘓是由脊髓創(chuàng)傷引起的，還是源于神經(jīng)退行性疾?。ㄒ?jiàn)圖1）。為了實(shí)現(xiàn)這一崇高的目標(biāo)，我們正在設(shè)計(jì)神經(jīng)假肢器官，以使癱瘓患者能夠使用腦機(jī)接口控制全身外骨骼的運(yùn)動(dòng)（見(jiàn)圖2）。戈登·程（就職于慕尼黑技術(shù)大學(xué)的機(jī)器人專家，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)制造了能夠在伊多亞運(yùn)動(dòng)意念控制下進(jìn)行行走的CB-1機(jī)器人）設(shè)計(jì)的這種“可穿戴機(jī)器人”，可以使患者控制自己的上肢和下肢，支撐并搬運(yùn)自己的身體，就像在他們的自主意愿的支配下運(yùn)動(dòng)一樣。

圖1　恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能的皮層神經(jīng)假體，注：這幅圖顯示的是，有朝一日皮層神經(jīng)假體如何幫助因脊髓受損而癱瘓的患者。

圖2　重新行走項(xiàng)目所使用的全身外骨骼設(shè)計(jì)（外骨骼是一種能夠提供對(duì)生物柔軟的內(nèi)部器官進(jìn)行保護(hù)和驅(qū)動(dòng)的堅(jiān)硬）

這些神經(jīng)工程方面的壯舉是以10個(gè)神經(jīng)生理學(xué)原則為基礎(chǔ)的。這些原則源于我們對(duì)愛(ài)莎、奧羅拉、伊多亞以及許多其他動(dòng)物進(jìn)行的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)重新行走項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)，其他方面的研究開(kāi)始顯示出開(kāi)發(fā)模擬裝置治療神經(jīng)疾病癥狀的光明前景。例如，我在第12章中提到，我和羅慕洛·富恩特斯、佩爾·彼得森發(fā)現(xiàn)，對(duì)脊髓背側(cè)面的高頻電刺激能夠恢復(fù)大鼠和小鼠的運(yùn)動(dòng)能力，之前它們已經(jīng)耗盡了多巴胺神經(jīng)遞質(zhì)。在耗盡多巴胺之后，嚙齒類動(dòng)物的身體會(huì)變得非常僵硬，很難進(jìn)行各種自主的身體活動(dòng)，這些都是帕金森病的典型癥狀。由于記錄了這些動(dòng)物分布在多個(gè)大腦皮層及皮層下結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)元集群的電活動(dòng)，因此我們觀察到，當(dāng)小鼠和大鼠的身體變得僵硬時(shí)，位于運(yùn)動(dòng)皮層和紋狀體中的神經(jīng)元集群開(kāi)始同時(shí)放電。這些同步的電活動(dòng)產(chǎn)生了一種類似癲癇發(fā)作的低頻神經(jīng)元振蕩（見(jiàn)圖3）。有趣的是，當(dāng)我們給大鼠和小鼠服用左旋多巴（L-DOPA，治療早期帕金森病的一種藥物）時(shí)，幾分鐘后這些振蕩被中斷了。它們僵硬的身體逐漸變得柔軟，又能四下活動(dòng)了。當(dāng)左旋多巴的作用消失后（藥效通常持續(xù)數(shù)小時(shí)），或者動(dòng)物產(chǎn)生了耐藥性（通常在幾周后出現(xiàn)），僵硬感又會(huì)卷土重來(lái)。

圖3　用脊髓電刺激的方法來(lái)治療與帕金森病類似的綜合征，注：在最上面的圖中，刺激電極與植入物被放在了脊髓的背側(cè)面。中間圖顯示的是，表現(xiàn)出帕金森病跡象的大鼠被植入了刺激電極。在最下面的圖中，兩個(gè)圓圈被用來(lái)標(biāo)示在大鼠大腦活動(dòng)的譜圖中觀察到的癲癇性活動(dòng)，這些活動(dòng)與帕金森病造成的運(yùn)動(dòng)可能有關(guān)。在時(shí)間為0時(shí)，開(kāi)始用植入的電極進(jìn)行脊髓電刺激。注意，刺激后癲癇活動(dòng)消失了，大鼠又能夠自由行走了（圖中沒(méi)有顯示）。譜圖的X軸代表時(shí)間（時(shí)間為0時(shí)開(kāi)始刺激），Y軸代表頻率，Z軸灰色的深淺代表給定頻率上的腦活動(dòng)強(qiáng)度或大?。ㄒ?jiàn)右側(cè)的標(biāo)尺）。

10年前，我和埃里卡·范澤洛研究了抑制大鼠癲癇發(fā)作的方法。在那時(shí)，我們已經(jīng)證明，對(duì)三叉神經(jīng)進(jìn)行電刺激能夠干擾標(biāo)志癲癇發(fā)作的同步振蕩。這使大鼠避免了癲癇發(fā)作時(shí)的行為抑制，甚至阻止了新的癲癇發(fā)作。當(dāng)看到導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)帕金森病似的僵硬的同步振蕩與癲癇發(fā)作的神經(jīng)元振蕩非常相似時(shí)，我向富恩特斯和彼得森建議：對(duì)多巴胺耗盡的大鼠也嘗試使用相同的方法。

我們首先嘗試對(duì)三叉神經(jīng)進(jìn)行電刺激。這稍微減輕了大鼠臉部的僵硬感，但對(duì)身體其他部分沒(méi)有顯著效果。一些初看起來(lái)像是失敗的做法，最后卻證明它們正是我們需要的寶貴線索。不久之后，我們將電刺激的目標(biāo)轉(zhuǎn)向了脊髓的背側(cè)面。這種改變具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：更容易實(shí)現(xiàn)，外科手術(shù)過(guò)程的侵入性更小，可以有機(jī)會(huì)刺激大量經(jīng)過(guò)這個(gè)區(qū)域進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)纖維。而這些神經(jīng)纖維會(huì)影響大鼠大片的頂葉皮層及額葉皮層。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)短的驗(yàn)證，我們便意識(shí)到這是一種最佳的解決方案。只要我們持續(xù)進(jìn)行刺激，大鼠就會(huì)在籠子里四處活動(dòng)，完全沒(méi)有出現(xiàn)帕金森病似的僵硬。另外，有了持續(xù)的電刺激后，治療多巴胺嚴(yán)重耗盡的動(dòng)物所需的左旋多巴的劑量會(huì)少很多。而較低的劑量降低了藥物的副作用，也降低了耐藥的風(fēng)險(xiǎn)。

出乎意料的是，我們發(fā)現(xiàn)了一種非常簡(jiǎn)單、侵入性最小且廉價(jià)的方法——脊髓刺激，它有可能成為治療帕金森病的新選擇。全世界正在狂熱地進(jìn)行類似的研究，希望開(kāi)發(fā)一種能夠與活的腦組織進(jìn)行聯(lián)系的神經(jīng)假肢器官，從而治療諸如癲癇、抑郁等嚴(yán)重的神經(jīng)疾病，以及幫助人類恢復(fù)視力、聽(tīng)力及語(yǔ)言功能。

認(rèn)識(shí)神經(jīng)及精神疾病的本質(zhì)

在不遠(yuǎn)的未來(lái)，大多數(shù)腦機(jī)接口技術(shù)研究可能會(huì)專注于創(chuàng)造新的治療及康復(fù)工具。然而，在所有的可能性中，該領(lǐng)域也會(huì)有助于對(duì)神經(jīng)生理學(xué)原則達(dá)成更深入的理解。這些原則是相對(duì)性大腦構(gòu)成或扭曲它的現(xiàn)實(shí)模型的功能基礎(chǔ)。

我完全相信，在我們的一生中，腦機(jī)接口技術(shù)將以嚴(yán)密而有結(jié)合力的方式，闡釋神經(jīng)元時(shí)空連續(xù)體是如何形成及運(yùn)作的。從某種程度上看，這個(gè)問(wèn)題隸屬于第4章所描述的著名的捆綁問(wèn)題，也是困擾神經(jīng)科學(xué)家很長(zhǎng)時(shí)間的難題。只是改變傳入刺激的參考框架，從大腦自己的觀點(diǎn)的視角來(lái)看待問(wèn)題，捆綁問(wèn)題便會(huì)完全消失。因?yàn)樵谙鄬?duì)性大腦中，不存在捆綁任何事物的必要，因?yàn)閭魅氪碳](méi)有被分解成離散的感覺(jué)信息。相對(duì)性大腦中只存在一種關(guān)于世界的簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)模型。大腦內(nèi)部的動(dòng)態(tài)與周圍神經(jīng)所感知到的一致及不一致的信息進(jìn)行碰撞，不斷更新著這個(gè)模型。

除了解決捆綁問(wèn)題之外，相對(duì)性大腦理論還有可能終結(jié)局部論者與分布論者之間的學(xué)術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)。如果神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)可大腦皮層功能的嚴(yán)格局部化以及純粹單一模式的皮層表征，都只在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的早期或者只在大腦內(nèi)部動(dòng)態(tài)的簡(jiǎn)化或仿真狀態(tài)下才會(huì)有蓬勃的發(fā)展，那么我相信最終雙方會(huì)達(dá)成妥協(xié)。例如，我們已經(jīng)看到麻醉如何引發(fā)了大腦內(nèi)部動(dòng)態(tài)的崩潰，人為地限制了單個(gè)神經(jīng)元感覺(jué)反應(yīng)以及整個(gè)皮層表征的復(fù)雜性。另外，只有當(dāng)動(dòng)物主動(dòng)探索周圍環(huán)境時(shí)，大腦皮層的動(dòng)態(tài)美妙景象才會(huì)展現(xiàn)出來(lái)。在我所提出的折中方案中，功能的局部性以及單一模式的表征，在人（或動(dòng)物）出生后早期的大腦皮層發(fā)育中占主導(dǎo)地位，這很可能是因?yàn)樵谶@段時(shí)期中，大腦的連接正被加固，中樞神經(jīng)系統(tǒng)正小心翼翼地“制作”關(guān)于現(xiàn)實(shí)的內(nèi)在模型。模擬器及現(xiàn)實(shí)的模型需要逐步建立起來(lái)，這也許可以解釋為什么人類的童年及青少年時(shí)期相對(duì)比較長(zhǎng)。這也許還可以解釋，為什么兒童需要花幾年的時(shí)間才能融合同一個(gè)物體的多通道信息，比如將母語(yǔ)的某種聲音與相應(yīng)的字母或數(shù)字聯(lián)系起來(lái)。

在解剖功能成熟過(guò)程的最后，多個(gè)多突觸皮層及皮層下回路將大腦皮層中的神經(jīng)元集群連接起來(lái)，構(gòu)成了單個(gè)神經(jīng)元的海洋，為處理神經(jīng)元時(shí)間的波浪做好了準(zhǔn)備。隨著大腦自己的觀點(diǎn)的發(fā)展，地形圖、皮層結(jié)構(gòu)以及嚴(yán)格的皮層等級(jí)逐漸失去主導(dǎo)地位，直到成年早期，這種主導(dǎo)地位便一去不復(fù)返了。到那時(shí)，腦組織仍會(huì)泄露出其解剖組件退化殘余物的跡象，比如嚙齒類初級(jí)軀體感覺(jué)皮層中的桶狀皮層、眼優(yōu)勢(shì)柱以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)邊界。它們就像有機(jī)腳手架留下的發(fā)展性傷疤，大腦通過(guò)在這些腳手架上攀爬，把自己武裝了起來(lái)?，F(xiàn)在這些結(jié)構(gòu)只是對(duì)神經(jīng)元時(shí)空連續(xù)體的功能設(shè)定了一些限制條件。因此，為了獲得對(duì)產(chǎn)生自我意識(shí)的大腦機(jī)制令人滿意的理解，系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)家必須將他們的注意力從這些過(guò)往發(fā)展的幻影中轉(zhuǎn)移開(kāi)，更密切地注意大腦電海洋中起伏的波浪和漣漪。

我相信這種對(duì)新出現(xiàn)的大腦內(nèi)部動(dòng)態(tài)的依賴，而不是對(duì)布洛德曼皮層分區(qū)圖的絕對(duì)忠誠(chéng)，會(huì)讓我們對(duì)神經(jīng)疾病有更全面的理解，因?yàn)榇竽X動(dòng)態(tài)將成為我們考察所有人類心智錯(cuò)亂的媒介。神經(jīng)及精神疾病會(huì)與大腦回路的時(shí)間安排以及回路間的互動(dòng)發(fā)生聯(lián)系。如果大腦常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中只出現(xiàn)了微小的同步波，那么當(dāng)大腦改變狀態(tài)時(shí)，神經(jīng)元的海洋中就會(huì)出現(xiàn)奇怪的漩渦，這是神經(jīng)元時(shí)空連續(xù)體在極度混亂地放電。就像同步大腦活動(dòng)的不同模式定義了典型的癲癇一樣，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的很多其他功能紊亂有一天也會(huì)被根據(jù)大腦中病態(tài)的連續(xù)放電水平來(lái)評(píng)估其嚴(yán)重程度。從這一角度來(lái)考慮，神經(jīng)疾病與精神疾病之間的經(jīng)典差別也會(huì)因此而消失。同樣，對(duì)神經(jīng)元集群生理學(xué)原則更好的理解，會(huì)使我們擺脫集體忽視某些精神狀態(tài)的恥辱，擺脫神經(jīng)疾病與精神疾病患者所背負(fù)的社會(huì)污名。最后，我們也許能夠認(rèn)識(shí)到這些疾病的本質(zhì)：它們只不過(guò)是大腦內(nèi)部動(dòng)態(tài)出現(xiàn)了混亂。

我以前的研究生兼博士后，杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)副教授齊拉薩（Kafui Dzirasa）的研究工作已經(jīng)對(duì)這個(gè)大膽主張?zhí)峁┝顺醪降闹С帧｝R拉薩系統(tǒng)地研究了各種轉(zhuǎn)基因大鼠［多數(shù)是由杜克大學(xué)馬克·卡隆博士（Dr. Marc Caron）的實(shí)驗(yàn)室提供的］所誘導(dǎo)出的大腦內(nèi)部動(dòng)態(tài)的變化性。這些大鼠中的每一只都被選擇性地去除了一個(gè)基因。成年后，這些大鼠會(huì)接受一系列的藥理學(xué)處理。這使齊拉薩可以在大鼠身上誘發(fā)出在患有各種認(rèn)知機(jī)能障礙及精神疾病的患者身上能夠觀察到的常規(guī)行為集合。通過(guò)記錄大鼠的局部場(chǎng)電位以及10個(gè)不同大腦結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)元集群，齊拉薩在動(dòng)態(tài)的大腦互動(dòng)中辨別出了特定的改變。這些改變似乎與動(dòng)物出現(xiàn)的異常表現(xiàn)存在著密切的相關(guān)性。

盡管仍很難在這些神經(jīng)生理學(xué)改變與表現(xiàn)出來(lái)的行為之間建立因果關(guān)系，但齊拉薩得到了一些驚人的證據(jù)，這些證據(jù)也許超越了相當(dāng)高的閾限，其中包括確認(rèn)一些與強(qiáng)迫癥及躁郁癥相關(guān)的常規(guī)運(yùn)動(dòng)行為的潛在神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)。就像對(duì)多巴胺耗盡的嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)一樣，這些轉(zhuǎn)基因大鼠的大腦表現(xiàn)出了神經(jīng)元時(shí)空連續(xù)體上連續(xù)同步放電水平的差異。由于目前我們能夠記錄這些大鼠長(zhǎng)達(dá)一年的大規(guī)模腦活動(dòng)，因此我們?cè)谏窠?jīng)科學(xué)歷史上第一次記錄了漸進(jìn)的、不可避免的神經(jīng)生理改變，即健康的大腦向著末路發(fā)生了決定性的轉(zhuǎn)變，在這種轉(zhuǎn)變中，思維有時(shí)會(huì)被卡住。

未來(lái)，我們希望將從轉(zhuǎn)基因大鼠身上收集的信息整合到新的框架中，形成一個(gè)更詳盡、更多維的狀態(tài)–空間圖。這種對(duì)正常的以及發(fā)生變化的動(dòng)態(tài)大腦狀態(tài)的完整描述，也許可以幫助我們對(duì)多數(shù)傳統(tǒng)的神經(jīng)及精神疾病進(jìn)行分類。這就與我們現(xiàn)在將大鼠不同的行為與三維狀態(tài)–空間圖上不同的點(diǎn)叢聯(lián)系在一起相類似。長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，這個(gè)研究可以使神經(jīng)科學(xué)家判斷患者的大腦動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)得如何，并在出現(xiàn)癥狀之前就預(yù)測(cè)出某人將有很大的概率患帕金森病、抑郁癥或因?yàn)榭裨?、妄想或精神錯(cuò)亂，而生活在完全不同的現(xiàn)實(shí)中。同樣，這種統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)框架可以使醫(yī)生進(jìn)行量化的評(píng)估，評(píng)估他們的治療對(duì)患者是否有效或有益。

社會(huì)前景：“大腦校園”與數(shù)字化永生

基礎(chǔ)腦機(jī)接口的應(yīng)用及神經(jīng)科學(xué)研究的近期前景，將引起各學(xué)科原理，從計(jì)算機(jī)科學(xué)到生物學(xué)，從工程學(xué)到醫(yī)學(xué)，從數(shù)學(xué)到哲學(xué)的加速匯聚。隨著年輕一代的神經(jīng)科學(xué)家開(kāi)始采用更廣泛的技術(shù)與智能工具，技術(shù)變革的多樣性將顯現(xiàn)出來(lái)。為了提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的自由互動(dòng)、大規(guī)模的計(jì)算機(jī)模擬，以及將成為慣例而非特例的理論工作，傳統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)系與大腦研究機(jī)構(gòu)將不得不做出調(diào)整。

“大腦校園”與多學(xué)科合作

為了適應(yīng)未來(lái)的神經(jīng)科學(xué)，許多大腦研究方面的合作已經(jīng)啟動(dòng)。事實(shí)上，在2003年3月，我啟動(dòng)了一項(xiàng)大規(guī)模的科學(xué)研究：創(chuàng)立了“大腦校園” （Campus of the Brain） 。如今它被稱為埃德蒙與莉莉·薩夫拉國(guó)際納塔爾神經(jīng)科學(xué)研究所 （ELSIINN） ，是一家位于巴西東南部沿海欠發(fā)達(dá)地區(qū)馬卡伊巴 （Macaiba） 的非營(yíng)利性學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。該項(xiàng)目有三個(gè)使命：將大腦研究推向極限；從藝術(shù)、科學(xué)及文化方面來(lái)慶祝人類大腦驚人的成就；通過(guò)一系列社會(huì)及經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目 （包括兒童科學(xué)教育項(xiàng)目、女性健康計(jì)劃以及工業(yè)研究和技術(shù)園區(qū)） 向當(dāng)?shù)孛癖娦麄鞔竽X知識(shí)，目的是提升校園附近城鎮(zhèn)和社區(qū)的教育、健康及生活標(biāo)準(zhǔn)。神經(jīng)科學(xué)是社會(huì)變革的一種原動(dòng)力。我敢打賭，你以前從沒(méi)想象過(guò)存在這種理念。我最有雄心的項(xiàng)目之一是建立“大腦校園”附屬的公立學(xué)校。在這所學(xué)校里，孩子們?cè)谒麄儜言械膵寢寗傞_(kāi)始參加校園健康中心提供的產(chǎn)前保健計(jì)劃時(shí)便已經(jīng)入學(xué)了。你也許已經(jīng)猜到了學(xué)校的名稱——莉吉婭·拉波爾塔公立學(xué)校。

在未來(lái)的幾年內(nèi)，我真誠(chéng)地希望巴西的“大腦校園”能成為多學(xué)科合作的典范，實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口的未來(lái)需要這樣的合作。類似“大腦校園”的科學(xué)網(wǎng)絡(luò)會(huì)大大促進(jìn)腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用，而不只讓它局限在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域。例如，如果我們掌握了可以讓人類利用大腦電活動(dòng)來(lái)與各種計(jì)算設(shè)備進(jìn)行交互的技術(shù)，那么將會(huì)發(fā)生什么？從我們攜帶的或者可能位于我們身體中的個(gè)人計(jì)算機(jī)，到作為數(shù)字社會(huì)互動(dòng)中介的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)；從最平淡無(wú)奇的文本處理，到對(duì)私密的夢(mèng)境最細(xì)致的模擬，未來(lái)的日常生活將與今天我們已經(jīng)習(xí)慣了的生活大相徑庭。

一開(kāi)始，與個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)及軟件進(jìn)行互動(dòng)，可能會(huì)成為一種冒險(xiǎn)，而我們的大腦會(huì)逐漸習(xí)慣于抓握虛擬的物體，啟動(dòng)程序、書(shū)寫(xiě)備忘錄，尤其是與我們最喜歡的大腦網(wǎng)絡(luò)中的成員進(jìn)行自由溝通（這是社交網(wǎng)絡(luò)了不起的升級(jí)版本）。英特爾、谷歌和微軟都已經(jīng)創(chuàng)立了它們的腦機(jī)部門，這一事實(shí)說(shuō)明這種想法并非遙不可及。其主要障礙在于開(kāi)發(fā)非侵入性的方法，以獲取腦機(jī)接口所需的高分辨率的大腦活動(dòng)。我相信，克服障礙的方法將在幾十年后被找到。

通過(guò)意念來(lái)控制人造工具，人類會(huì)出現(xiàn)在各種遙遠(yuǎn)的環(huán)境中。如今聽(tīng)起來(lái)無(wú)法想象的事情，未來(lái)會(huì)司空見(jiàn)慣。從海洋深處到超新星禁區(qū)，甚至到我們體內(nèi)細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的微小裂縫，人類的觸及范圍最終將追上我們探索未知領(lǐng)域的野心。正是在這種背景中，我設(shè)想我們的大腦將完成它史詩(shī)般的解放之旅，從它棲息了幾百萬(wàn)年、生活在地球上的身體中解放出來(lái)，使用雙向的、腦機(jī)接口技術(shù)來(lái)操作五花八門的工具，它們將在自然創(chuàng)造的微小世界中，成為我們新的眼睛、耳朵和雙手。世界是由一團(tuán)團(tuán)原子或細(xì)胞組成的，我們的身體永遠(yuǎn)無(wú)法進(jìn)入原子或細(xì)胞，但我們的思想?yún)s可以暢通無(wú)阻、毫不猶豫地進(jìn)入。向著相反的方向，我們也許能夠遠(yuǎn)程操作各種形狀、各種大小的機(jī)器人和飛船，讓它們代表我們?nèi)ヌ剿饔钪姹M頭的其他星球，并把陌生的地區(qū)和風(fēng)景儲(chǔ)存在我們的思維觸手可及的地方。隨著探索中我們邁出的每一步，后代子孫所創(chuàng)造的工具將繼續(xù)被他們的大腦同化，進(jìn)一步擴(kuò)展他們的自我，定義大腦自己的觀點(diǎn)，這一切將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象。必須承認(rèn)，這種想法給我?guī)?lái)了巨大的快樂(lè)與敬畏之情。這是一種深切的情感，我猜想它類似于500年前當(dāng)葡萄牙的船員在危及生命的漫長(zhǎng)旅行結(jié)束時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己看到了新世界的沙灘時(shí)所產(chǎn)生的情感。

在對(duì)未來(lái)的想象之旅中，我們也許會(huì)驚訝于人類行為及知覺(jué)的巨大擴(kuò)展將如何影響后世子孫對(duì)現(xiàn)實(shí)的演繹。他們所見(jiàn)、所理解的宇宙與現(xiàn)在一樣嗎？他們每天的經(jīng)歷、倫理、文化及科學(xué)是否與我們的非常不同，以至于他們不可能與當(dāng)今的人類探討世界經(jīng)濟(jì)狀況？他們的對(duì)話對(duì)我們來(lái)說(shuō)是否毫無(wú)意義？

人類大腦從身體中解放出來(lái)的最驚人結(jié)果可能會(huì)是釋放出許多很有影響力的偶然性，這些偶然性會(huì)對(duì)未來(lái)人類的“生命錄像帶”的播放方向和速度產(chǎn)生決定性的影響。換句話說(shuō)，大腦從身體強(qiáng)加給它的限制與脆弱性中解放出來(lái)后，它便有可能獲得宇宙中最令人垂涎的獎(jiǎng)賞：在一定程度上掌控人類的進(jìn)化。

大腦這種完全的解放是否能讓我們模糊，甚至消除定義個(gè)人與個(gè)人之間的牢不可破的身體邊界？在未來(lái)的某一天，我們能否體驗(yàn)到成為大腦意識(shí)網(wǎng)絡(luò)（真正的集體思維大腦網(wǎng)絡(luò)）的一部分的感受？假設(shè)在未來(lái)，通過(guò)某種驚人而無(wú)害的技術(shù)，人類實(shí)現(xiàn)了這種腦聯(lián)網(wǎng)，那么網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)人是否不僅能只通過(guò)思考來(lái)與另一個(gè)人交流，還能生動(dòng)地體驗(yàn)到對(duì)方的所知所感，就像他們實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫的“思維融合”？對(duì)于這種令人難以置信的體驗(yàn)，如今很少有人會(huì)選擇冒險(xiǎn)進(jìn)入這片未知的領(lǐng)域，我們也不可能知道后世子孫會(huì)作何反應(yīng)。

假設(shè)所有這些令人震驚的場(chǎng)景都會(huì)成真，這種集體的思維融合真的成了一種被子孫后代普遍接受的、合乎倫理的互動(dòng)方式，那么他們?cè)谠缟闲褋?lái)時(shí)，是否會(huì)意識(shí)到自己已經(jīng)變成了完全不同的人類物種？不難想象，人類的后代確實(shí)能夠掌握建立大腦網(wǎng)絡(luò)所需的能力、技術(shù)和道德水準(zhǔn)。通過(guò)這個(gè)媒介，數(shù)十億人與其他人建立起了可以只利用思考就進(jìn)行的暫時(shí)的、直接的聯(lián)系。這種集體意識(shí)的龐然大物看起來(lái)、感覺(jué)起來(lái)會(huì)是什么樣以及它能做什么，是我或目前任何人都想象不出來(lái)的。就像1970年世界杯時(shí)巴西足球隊(duì)的那個(gè)進(jìn)球一樣，我們只有體驗(yàn)了它逐漸呈現(xiàn)結(jié)果的過(guò)程，才能充分感知它的偉大。它也許會(huì)提供終極的人類知覺(jué)經(jīng)驗(yàn)，即發(fā)現(xiàn)我們每一個(gè)人并不孤單，因?yàn)閿?shù)十億兄弟姐妹可以分享我們最私密的想法、體驗(yàn)、痛苦、激情和愿望，以及我們之所以成為人類的基本要素。它將給被孤獨(dú)感、自卑感、偏見(jiàn)、誤解以及社交不適所困擾的許多人帶來(lái)巨大的寬慰，這種作用是難以想象的。

盡管我非常清楚，即便是特別樂(lè)觀的想法也不能平息所有的焦慮，但我相信，如今人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上分享個(gè)人生活的巨大熱情，暗示了人類本性中的社交饑渴。因此，如果腦聯(lián)網(wǎng)成了可行技術(shù)，那么我想它會(huì)像超新星爆炸一樣，迅速滲透到人類社會(huì)的方方面面。當(dāng)人們開(kāi)始用思想來(lái)控制大量的人工設(shè)備，并進(jìn)行彼此溝通時(shí)，他們將不再像我們今天所稱的人類。對(duì)此，我要說(shuō)，既然人類的生命錄像帶會(huì)繼續(xù)播放不可預(yù)測(cè)的歌曲，完全獨(dú)立于我們對(duì)未來(lái)的想象；既然進(jìn)化不會(huì)停留在某個(gè)階段，那么我們?yōu)槭裁匆獡?dān)憂誰(shuí)或者什么將在幾千年甚至幾百萬(wàn)年后接替我們呢？

為這個(gè)問(wèn)題糾結(jié)了很長(zhǎng)時(shí)間之后，我認(rèn)為我們擔(dān)憂未來(lái)的主要原因既不是基于對(duì)人類特定命運(yùn)的擔(dān)憂，也不是基于對(duì)人類及人類的生活方式在未來(lái)的某一天會(huì)被替代的想法的排斥。相反，我認(rèn)為我們應(yīng)該歸因于人類遺產(chǎn)的保護(hù)，應(yīng)以保護(hù)道德倫理準(zhǔn)則的高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保護(hù)人類遺產(chǎn)。但不幸的是，我們并不會(huì)這樣來(lái)保護(hù)生存在地球上的每一種生命形式。從成群的昆蟲(chóng)、植物群落、一只只的藍(lán)色金剛鸚鵡以及在廣闊的熱帶雨林中漫步的水豚，到北極熊、北美洲西部的斑點(diǎn)貓頭鷹，甚至是可怕的天花病毒最后的病毒株，保護(hù)地球生命展示自我多樣性的方式，是我們向產(chǎn)生有意識(shí)思維的獨(dú)特環(huán)境表達(dá)敬意的最佳方式。保護(hù)這些生物遺產(chǎn)是我們將道德傳統(tǒng)贈(zèng)予后世子孫的第一步，這些遺產(chǎn)不僅不可避免地包含了情境痕跡，而且包含了每一點(diǎn)思維、每一次想象出來(lái)的行動(dòng)（或好或壞），以及每一個(gè)賦予我們存在感的荒謬的神經(jīng)元。

我們?nèi)绾文艹晒Φ孛枥L出人類經(jīng)歷的非凡多樣性，而這些經(jīng)歷構(gòu)成我們這個(gè)物種獨(dú)特的冒險(xiǎn)之旅？這個(gè)答案可能存在于我們相對(duì)性大腦的才能中。

追溯到1945年，偉大的數(shù)學(xué)家哥德?tīng)柫羁茖W(xué)界為之震驚，他再一次提出了對(duì)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論方程的新解。根據(jù)哥德?tīng)柕慕獯穑瑫r(shí)光倒流應(yīng)該被視作相對(duì)性宇宙中的一個(gè)不同而真實(shí)的可能性，時(shí)空連續(xù)體和黎曼幾何支配著這個(gè)相對(duì)性宇宙。然而，盡管時(shí)間倒流在數(shù)學(xué)上是可能的，但實(shí)際上它非比尋常。就我們所知，宇宙中并不存在這類經(jīng)驗(yàn)。也就是說(shuō)，除非你將參照框架更換成另一個(gè)宇宙、另一個(gè)時(shí)空連續(xù)體，即大腦，在那里，在神經(jīng)元宇宙的范圍內(nèi)，時(shí)間旅行成了一種相當(dāng)微不足道的經(jīng)驗(yàn)。如果時(shí)間旅行發(fā)生在星球的時(shí)空構(gòu)架中，物理學(xué)家一定會(huì)認(rèn)為這是驚人的壯舉。而我們中的任何人只要在大腦時(shí)空連續(xù)體的波浪中穿行，只要游過(guò)神經(jīng)元交響樂(lè)的音符所積累并小心保存的記憶，便可以實(shí)現(xiàn)這一壯舉。

數(shù)字化永生

如果我在這里描述的未來(lái)成為現(xiàn)實(shí)，那么稍微再多想象一下，我們便能想到，獲得新智慧的人類后代同樣會(huì)決定穿越人類歷史上另一條盧比孔河，并且為了后世子孫的利益，努力記錄人類遺產(chǎn)的豐富性與多樣性。我認(rèn)為，只有通過(guò)保存對(duì)每個(gè)個(gè)體人生故事的第一人稱敘述，這種無(wú)法估量的財(cái)富才能被匯聚起來(lái)。我們作為凡人的獨(dú)特?cái)⑹鰰?huì)在大腦中存在很短暫的一段時(shí)間，然后隨著個(gè)體生命的結(jié)束而永遠(yuǎn)遺失，這是大自然中罕見(jiàn)的浪費(fèi)。

我可以想象出來(lái)，一個(gè)考慮更周全的未來(lái)社會(huì)，將“下載”并保存一個(gè)人一生的記錄，不僅將它當(dāng)作生命終點(diǎn)的儀式，而且當(dāng)作對(duì)在宇宙中其他獨(dú)特人類生命的最后致敬。此后，這些永恒的記錄會(huì)像獨(dú)一無(wú)二的珍貴珠寶一樣受到珍視。曾經(jīng)活過(guò)、愛(ài)過(guò)、痛苦過(guò)、成功過(guò)的數(shù)十億同樣獨(dú)特的心靈，也會(huì)得到永生，它們不是被銘刻在冰冷而寂靜的墓碑上，而是通過(guò)生動(dòng)的思想、熱烈的愛(ài)以及忍受的痛苦，而被釋放出來(lái)。

到那時(shí)，可以永久保存思想的奇妙技術(shù)和道德盟約，也將可以把這些思想傳播到宇宙的邊緣，最終帶來(lái)終極的解脫和慰藉，這是我們重返母親的子宮才會(huì)有的感覺(jué)。對(duì)于遙遠(yuǎn)的未來(lái)，我仍能想象出一個(gè)重大的改變，即相對(duì)性大腦會(huì)被加冕為唯一充滿意義并賜福于我們的上帝，這是對(duì)人類經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)古時(shí)期偶然的奇異旅行的公正而恰當(dāng)?shù)捻灀P(yáng)。大腦中除了住著現(xiàn)實(shí)感與自我感的高超雕塑家以及記憶的忠實(shí)守衛(wèi)之外，它還毫不費(fèi)力地以光速與任何有興趣的人和事物，在廣闊宇宙中的任何地方，分享著人類在一生中創(chuàng)作的交響樂(lè)！

坐在小山上，在“大腦校園”的建筑工地，當(dāng)夕陽(yáng)西下時(shí)，我想到的只是遙遠(yuǎn)未來(lái)的某個(gè)人，他在平靜的生活中第一次體驗(yàn)到，透過(guò)凡胎肉眼，看到成片的棕櫚樹(shù)在風(fēng)中搖曳，就好像它們打算和拜倒在自己腳下的仙人掌花朵揮手道晚安時(shí)，會(huì)有怎樣的反應(yīng)。如果仔細(xì)聆聽(tīng)，我們遙遠(yuǎn)的同胞也許會(huì)注意到，吹過(guò)莉吉婭·拉波爾塔公立學(xué)校鋼筋混凝土地基的風(fēng)，似乎在我耳邊低語(yǔ)：“你又要遲到了，別再在泥濘的街道上玩耍了，趕緊跑回那間始終開(kāi)著門的房子，去聆聽(tīng)肖邦的音樂(lè)，有人在那兒等你?！?/p>

*本文內(nèi)容節(jié)選自《腦機(jī)穿越》

作者簡(jiǎn)介

米格爾?尼科萊利斯是世界頂級(jí)科研機(jī)構(gòu)巴西埃德蒙與莉莉?薩夫拉國(guó)際納塔爾神經(jīng)科學(xué)研究所聯(lián)合創(chuàng)始人，美國(guó)杜克大學(xué)神經(jīng)工程研究中心創(chuàng)始人，現(xiàn)任杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)教授。他還是法國(guó)科學(xué)院院士、巴西科學(xué)院院士，常在《自然》 《科學(xué)》等國(guó)際一流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文。2004年被美國(guó)科普雜志《科學(xué)美國(guó)人》評(píng)為全球最具影響力的20位科學(xué)家之一，其研究被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)為10大最具突破性的科技創(chuàng)新之一。

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