那是一个普通发工作之夜，我在床上看一本关于新自由主义的书。作者对当前章节的陈述目标是让普通观众能够理解福柯的某些晚期思想，但他似乎很长一段时间都没有看到这个目标，迫使我一遍又一遍地浏览同样的三页，希望感觉之类的东西可能会实现。在经历了一次短暂的惊恐发作后：我需要阅读的所有东西只是为了开始掌握我不知道的一切的轮廓，我陷入了一个想法：如果我能不能把这些东西注入我的大脑？

因此，本周讨论的主题是：今天或（更有可能）将来将信息直接上传到一个人的头骨的可能性。有人正在研究这个问题，你可以在下面阅读他们的一些见解。

加州大学圣巴巴拉分校心理与脑科学助理教授和计算机科学、心理与脑科学助理教授，加州大学圣巴巴拉分校

“虽然实际的解决方案可能不像将 USB 驱动器插入我们的大脑那么简单，但我认为通过大脑设备增强我们的感官和智力的前景肯定是我们触手可及的。”

我们已经可以植入感觉神经假体，例如，让盲人恢复某种形式的视力，那么为什么我们不能将整个百科全书的内容上传到我们的大脑，或者植入一个可以立即转动的设备？我们成为钢琴大师？虽然实际的解决方案可能不像将 USB 驱动器插入我们的大脑那么简单，但我认为用大脑设备增强我们的感官和智力的前景肯定是我们触手可及的。然而，在这成为可能之前，我们需要克服几个挑战。

一个明显的障碍是工程。我们需要能够制造和植入能够安全有效地与大脑连接的生物相容性设备。尽管技术正在迅速发展，但当前的可植入技术通常仅限于少数电极，这些电极比它们试图瞄准的神经元大几个数量级。我们可能需要更小、更灵活的设备，这些设备可以植入大脑深处，并与调节不同行为和记忆的特定神经元亚群相互作用。

然而，我看到的最大挑战是我们对大脑的理解还不足以使大脑上传变得可行。我们需要更好地了解信息是如何在大脑中存储和访问的。例如，没有一个大脑区域可以存储您的钢琴或西班牙语技能。据我们了解，内隐记忆（例如在大师级别弹奏钢琴所需的运动记忆）需要基底神经节和小脑等多个大脑区域的共同努力。其他信息，例如语义记忆（例如，一般事实和信息）依赖于海马体、杏仁核和整个新皮层之间的相互作用。因此，您的大脑中可能根本没有一个地方可以插入

最终，解决方案可能必须比植入式芯片更具创意。另一种选择可能是找到帮助大脑学习或记忆事物的方法。深部脑刺激 (DBS) 已经利用这一原理来改善与记忆相关的障碍，如焦虑和痴呆。因此，也许您仍然需要练习一点钢琴，但与其投入1000 小时成为一名音乐会钢琴家所需的时间，不如在几个小时内完成。

最后但并非最不重要的一点是，此类技术存在伦理和哲学方面的考虑。谁可以访问它？怎么可能被滥用？即使我们可以，我们是否应该仍然是一个悬而未决的问题。

西雅图华盛顿大学计算机科学与工程和电气工程教授兼神经技术中心联合主任

“我们还表明，可以使用非侵入性脑磁刺激将来自简单虚拟现实视频游戏的信息直接发送到人脑，让玩家在没有视觉反馈的情况下成功玩游戏。”

我们已经处于将信息直接发送到人类大脑的“小鹰”时代。例如，我的实验室与认知神经科学家合作，表明可以使用非侵入性脑对脑接口和“脑联网”将来自一个或多个人脑的基本信息直接传输到另一个大脑。我们还展示了来自简单虚拟现实视频游戏的信息可以使用非侵入性脑磁刺激直接发送到人脑，让玩家在没有视觉反馈的情况下成功玩游戏。最后，我们与神经外科医生合作，证明了人体的电刺激体感皮层上的大脑表面可用于发送有关触摸的信息，让人类可以根据此信息调整其手部姿势。

我的实验室和神经工程领域的许多其他实验室的这些早期结果表明，人类大脑以其非凡的适应能力，可以利用直接传递到不同大脑区域的新形式的信息。推断未来，将更复杂的信息上传到大脑至少需要在三个领域取得进步：（1）神经科学，具体而言，更深入地了解抽象信息如何在大脑中处理和存储，（2）神经技术，尤其是更多精确、微创和更大规模的大脑记录和大脑刺激方法，以及 (3) 人工智能来计算适当的刺激模式，从而能够上传信息。

为了应对这一挑战，我们最近提出了大脑协处理器的概念，这是一种新型的脑机接口，可以与大脑一起处理信息并充当“大脑助手”。大脑协处理器利用人工神经网络自适应地将外部信息（例如来自传感器或互联网）在正在进行的大脑活动的背景下转换为适当的刺激模式，从而使大脑能够解析并可能存储这些信息以备将来使用。这种协处理器最终可能允许将复杂信息直接上传到大脑中，如果设计和部署在一个道德负责的框架内，则有可能改变人类努力的许多领域，从教育和交流到神经精神疾病的康复和治疗。

03.斯宾塞·拉维尔·史密斯

加州大学圣巴巴拉分校副教授兼大脑计划联合主任

“我们可以操纵许多涉及改变大脑回路的过程。使用我们今天拥有的原始工具精确地做到这一点是具有挑战性的。”

使用当今的技术，应该可以上传非常少量的信息。少量的意思是 1 位左右。（取决于我们对这个问题的包容程度，也许我们已经这样做了。）但是，任何复杂的事情都要困难得多。上传一种新语言的专业知识或详细的记忆——这在短期内是不可能的，原因有两个：（1）我们操纵神经回路的技术太粗糙，（2）我们对操纵什么以及如何操纵的理解太原始了。

然而，这在未来是可能的。如果有一百万年的技术发展（它可能不会花那么长时间，但为了争论），它应该是可行的。说这完全不可能意味着大脑中有一些无法测量和操纵的东西，这对于学习语言或存储记忆是必不可少的，这不是一个有据可查的立场。基础物理学有一些限制，但我怀疑它们会阻止我们在这项任务中取得成功。大脑可以学习，它使用物理上可能的过程。我们可以操纵许多涉及改变大脑回路的过程。使用我们今天拥有的原始工具精确地做到这一点是具有挑战性的。另外，即使我们可以，我们也不确切知道如何操纵它们以获得所需的结果。但这些都是可以解决的问题。

我的实验室专注于了解神经回路并开发更好的工具来测量和操纵它。进一步进步的潜力巨大，但我们不会很快将复杂的信息上传到大脑。没关系。这是我工作双方的工作保障：研究和教学。

让我借此机会将注意力集中在比一般公众想象的更接近的事情上。我敢打赌，在我们有生之年，神经技术将为治疗抑郁、焦虑和强迫行为等疾病提供彻底改进的策略。不是新药丸，而是新的神经接口。神经科学家在理解该电路方面取得了长足的进步，我们最新的工具在技术上能够专门操纵这些电路。这些工具对于复杂的信息来说太粗糙了，但它们可以通过这种电路完成工作并改善人们的生活。用于假肢装置的脑机接口技术也在进步。但是，我预计不会很快将有用的复杂信息上传到我的大脑。我将不得不继续学习老式的方法。

亚利桑那州立大学未来社会创新学院副院长兼教授

“我们已经有能力改变神经元簇中的电信号——这意味着我们可以做非常粗糙的事情，比如将图像注入某人的头部。但这与新技能或知识库无关。”

这是一个经典的科幻比喻：将东西直接注入大脑，这样我们就突然知道广泛的材料或拥有广泛的技能。这是一个非常有吸引力的概念，当然这也是推动像 Elon Musk 的 Neuralink 这样的公司的动力，这些公司正在处理非常先进的脑机接口。但是这里有很大的问题。

首先：是的，我们将能够在非常非常粗糙的水平上做到这一点。我们已经有能力改变神经元簇中的电信号——这意味着我们可以做非常粗糙的事情，比如将图像注入某人的头部。但这与新技能或知识库无关。

就科幻内容而言——即立即上传 15 周的课程——这几乎是不可能的，原因有很多。首先，大脑不像计算机，我们不能像计算机一样对其进行编程。想象一下：你把芯片放在你的智能手机上，然后问芯片设计师他们是否可以在不使用任何标准材料的情况下对它重新编程——换句话说，他们不会编写应用程序，而是用一个超精细的钻头在上面钻孔。它并插入电极并以这种方式重新编程。芯片设计师会当着你的面笑，告诉你地球上没有办法——它太复杂了。然而，你手机中的芯片比你的大脑简单得多。如果你手机中的芯片很可笑，我们到底怎么才能对我们的大脑做到这一点？

大脑是有机的——除了通过我们的感官之外，它还没有进化到可以轻松地将东西写入其中。我们必须以某种方式在其中构建一个二级系统，每个神经元和每个突触都需要自己的连接。做到这一点的唯一方法是从出生开始就真正培养这个二级系统。是的，我们可能会在遥远的未来做到这一点。但即使我们可以，那也只涉及电子方面的东西——它不考虑也决定我们记忆如何工作的生化系统。

即使我们可以做到这一点，我们几乎肯定不应该这样做。我们的大脑已经进化到非常高效——我们使用每一盎司的灰质来做事，这意味着如果我们把大脑的某些部分弄乱，我们很可能会干扰我们的身份。因为我们的大脑非常复杂，向它们上传材料可能会取代定义你是谁的东西——你最终会变成一个不同的人。因此，尽管有潜在的好处——例如，知道你的外科医生已将最新技术上传到他们的大脑会很棒——我认为风险要大得多。

考文垂和雷丁大学工程学名誉教授，在别处被描述为“世界上第一个人机混合体”

我们已经通过正常的感官途径将信息上传到大脑中。在研究中，我们已经可以直接将信号传输到大脑中，用于通信目的或运动控制——通过像 Braingate 这样的端口。至于将记忆之类的东西（你实际上没有）下载到大脑中，我看不出有什么理由在未来这不可能实现，但要做到这一点，我们需要更多地了解记忆是如何产生的存储和调用的过程。

南加州大学生物医学工程研究副教授兼神经建模与接口实验室主任

“将更多信息上传到大脑不太可能成为提高人类智力的优先事项。相反，整合信息和做出更好判断的能力似乎更为重要。”

如果我们将“将信息上传到我的大脑”定义为使用脑机接口技术将信息快速方便地直接写入大脑，从而使传统的学习形式变得不必要——就像在黑客帝国一样——我的答案是：它很复杂.

首先，我认为这在理论上绝对是可能的。科学界的共识是，信息以突触权重和/或神经活动的形式存储在大脑中，并且这些可以通过多种不同方式从外部改变，包括通过脑机接口。如果它们以正确的方式被改变，信息就会被上传到大脑中。

也就是说，这仍然会非常困难。要实现这一目标，需要更好的基础神经科学、接口技术和计算模型。我们离能够做到这一点还很遥远。当前的大多数脑机接口或皮质假体旨在恢复受损的记忆功能，而不是增强它们。一些记忆增强的案例，包括我自己的研究，是用非常具体的实验范式和非常具体的信息/记忆形式进行的。类似Matrix的信息上传在不久的将来不会发生。

即使技术成熟到足以允许这种情况发生，我也不确定是否有必要，因为通知存储不再是人类智能的瓶颈。借助互联网和搜索引擎，人们现在可以轻松访问几乎无限量的信息。将更多信息上传到大脑不太可能成为提高人类智力的优先事项。相反，整合信息和做出更好判断的能力似乎更为重要。然而，人类大脑如何实现这种能力仍然未知。

07.戈帕拉·克里希纳·阿努曼奇帕利

加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学助理教授

这取决于信息的复杂程度。我们（今天）可以让人们产生幻觉，不由自主地进行运动，通过直接刺激皮层的特定区域来扰乱癫痫发作或改变情绪体验。有一天，我们可以“上传”更复杂的信息，例如一项新技能或从记忆中删除创伤事件，这并非不可想象。这很明显可以用于错误的原因（很像基因编辑），并且显然需要强调神经伦理，就像我们专注于推进人类大脑的科学和工程一样。

08.威廉·尤金·毕晓普

霍华德休斯医学研究所 Janelia 研究园区理论研究员，其研究包括稳定脑机接口等

“如果信息可以上传，我们很可能也可以下载。谁将获得这些信息？”

简短的回答是肯定的。事实上，如果你愿意接受对“信息”的有限定义，它已经在人类身上得到了证明。最近的研究使用皮层内微刺激 (ICMS) 直接刺激大脑。这些研究的参与者将刺激视为来自身体不同部位的压力、振动、刺痛或触摸的感觉。当然，他们的身体没有做任何事情——这些感觉完全被ICMS“写入”大脑。匹兹堡大学的一个团队最近使用这项技术将信息从假肢中的传感器直接传输到控制它的人的大脑。

虽然这令人兴奋，但更完整的答案是，我们还有很长的路要走，才能将我们通常认为的“信息”、不同主题领域或事实的知识直接上传到一个人的记忆中。使用计算机的类比，要将信息上传到计算机，你至少需要知道计算机用来表示信息的二进制代码，并具有设置用于存储该信息的硬盘驱动器上的各个位的方法。在神经科学中，我们知道大脑的哪些广泛区域处理某些类型的信息，但我们对表示信息的代码以及该代码如何持久地存储在大脑中的知识——这将归结为个人层面神经元及其连接方式非常有限。虽然 ICMS 可以激活大脑中的神经元，但这是一种粗略的方法——一次刺激大量神经元。我们需要以精细控制的方式激活单个神经元的方法，以便将详细信息写入大脑。

此外，在我们开始将信息上传到我们的大脑之前，我们需要考虑这种能力带来的伦理问题。在什么情况下我们应该这样做，这个自由意志将如何接口？如果信息可以上传，我们也很可能能够下载它。谁将获得这些信息，而且由于这些技术可能很昂贵，我们如何确保富人不会获得相对于资源较少的人的不公平的认知优势？

尽管如此，神经科学领域正在迅速发展。最近一项称为光遗传学的技术使用光来激活神经元，研究人员正在开发将光引导到单个神经元的方法。随着更多的工作，像这样的技术有一天可能会提供工具，将更详细的信息直接传输到人脑。我们对信息如何在大脑中表示和存储的知识肯定也会进步，并且已经开始认识到与大脑交互的技术所带来的伦理问题。

因此，虽然我们肯定需要很多年，也可能是几十年，远离可以常规用于将信息上传到我们大脑的系统，但似乎有朝一日这将成为可能。

09.约书亚·R·史密斯

华盛顿大学计算机科学与工程教授，其研究应用于人机界面等领域

实验已经在进行现在通过对大脑表面的直接电刺激来提供感觉输入。除了通过植入电极（插入大脑的电线！）进行直接电刺激外，经颅磁刺激 (TMS) 还使用强磁场从外部刺激大脑——无需手术。我敢打赌，有可能直接向大脑提供某些形式的感官输入。例如，假肢手或脚可能能够产生某种触觉，或者可以产生音频警报声的感知。也许可以直接在大脑中生成可解释的语音。也就是说，我发现很难想象一个人能够成功地在大脑中生成更高级别的认知输入，例如单词或想法，甚至是可读文本级别的复杂视觉信息。

*本文由CyberDaily 作者See编译，转载请联系后台。

See|CyberDaily作者，关注脑机接口、人工智能及机器人，挖掘科技故事、人文及思想。

-未来已来，只是分布不均匀-

超越马斯克！脑机AR头显即将面世：不用开颅，也能意念操控

  「脑机接口+AR头显」是未来？

不用等，今年就能实现。简直比马斯克还超前！

近日，一家国外公司Cognion宣布在今年晚些时候推出Cognixion ONE，一个可以将思想转化为设备指令的脑计算机接口（BCI）。

没错，这是一种用意念控制的AR耳机！

Cognixion是一家专注于服务于有沟通障碍的人士提供相关解决方案的公司。

在此之前，已推出基于苹果原深感相机的眼神追踪AI软件，以及用于情感表达训练的iOS应用等。

这款脑机AR头显外观看似像个头盔，一体式无线设计，独立工作，不需要连接计算机或电源。

据开发团队介绍，它的设备顶部有一根可调节的带子，能够适应任何头型，并部署了机器学习算法来优化BCI的速度。

眼镜内部四周都有软填充物，即便佩戴时间长一点，也不会感到特别难受。

Cognixion ONE前方还配备一块「双显屏」，你可以通过这块屏幕实现交互，涵盖了像通信、音乐、电影、游戏、电脑远程控制各种交互方式。

不仅如此，通过菜单提问或回答问题，所想表达的内容会以文字的形式在前端屏幕上呈现出来。

最重要的是，这个AR头显是如何工作的呢？

Cognixion ONE的工作原理与现有的脑机接口技术类似，依靠AR界面引导用户完成整个通信过程。

大脑通讯是通过6个非侵入性电极来实现，这6个非侵入性电极被放置在了头戴式耳机后部的带子上，位置可随意调节，电极是一次性的，需要时可更换。

通过确定信号来自大脑内部的具体位置，6个电极将意念转化成电信号，让佩戴者和设备之间建立一个实时的连接。

之后，用户可以通过上下文感知键盘（QWERTY，ABC，Linotype）、径向语句生成器工具、集成AI助手等功能来实现交互，比如通过集成AI助手控制智能家居。

除了脑机接口，这个独立设备还可以通过头部动作、语音指令和物理开关来实现控制。

目前，这一系统还不够智能，无法精确地识别某人在想什么，但它可以识别出与看和指向性有关的大脑活动，将思想转换为语音。

同样的也可以将语音转换为文字，并显示在镜面上，以此来满足沟通障碍患者的需求。

甚至有人担心，如果没有Wi-Fi该怎么办？

Cognixion ONE内置4G LTE 连接，这样设备就可以在无线网络覆盖范围之外保持在线。

专为沟通障碍的残障人士打造

据悉，Cognixion ONE是一款面向有沟通障碍的残障人士专门打造的AR眼镜。

由神经学家、生物信号工程师、语言语言病理学家和其他专家在过去四年中共同研发。

它能够满足绝大多数沟通障碍患者的需求，目前主要面向脑瘫、肌萎缩性嵴髓侧索硬化症（ALS）、闭锁综合症等复杂交流障碍患者。

目的是让有交流、认知障碍的人能更好的交流和生活。

Cognixion表示，几乎任何依赖于开关或者眼球进行交互的残障人士，都是Cognixion ONE的潜在用户。

据了解，Cognixion ONE预计在今年夏天发布，具体价格和细节尚未公布。

未来，脑机接口技术的应用场景将会非常广泛。

去年1月，浙江大学对外宣布「双脑计划」重要科研成果，72岁高位截瘫患者只靠意念喝可乐打麻将。

患者可以完全利用大脑运动皮层信号精准控制外部机械臂与机械手实现三维空间的运动，同时首次证明高龄患者利用植入式脑机接口进行复杂而有效的运动控制的可行性。

在去年马斯克召开Neuralink的发布会，通过直播的方式展示脑机接口新设备。设备只有一枚硬币大小，用手术植入头骨，就像安装在大脑上的Fitbit，充满电可用一整天。

在人类发现脑电波近100年后，脑机交互又迎来了跨时代的突破！

脑机接口的核心就是「在大脑和机器之间传输高保真的信息」，作用虽然没有用意念发电或变超人那么玄幻，但让四肢瘫痪的人使用大脑来控制仿生假肢，让语言障碍人士说话等，应该还是OK的。

未来，脑机接口很有可能利用脑机接口来对抗癫痫、重度抑郁、自闭症、阿尔兹海默症、帕金森综合症等目前难解的神经疾病。