肉體在現實中沉睡，意識卻在虛擬的文明裡蘇醒，當尼奧猛然睜眼看見自己滿身的接口，才恍然發覺那個“真實”的 1999 年，不過是一個程序。《黑客帝國》里，當現實社會走向覆滅，人類的身體成為了養料，意識則經由腦機接口上傳到“元宇宙”，不斷在“母體”里輪迴轉世。
這部科幻片承載了很多人對腦機互聯最初的想象，多年過去了，腦機接口還沒真正走入大眾，科幻片里的描述依舊神秘。就在前段時間，馬斯克的一句話將“意識上傳”的話題推向輿論熱潮。
事情起源於狗狗幣創始人比利·馬庫斯的Twitter一問：“如果將大腦上傳到雲端，並且與虛擬的自己交談，你們彼此會不會成為朋友？”本是一句“黑鏡式”的未來暢想，但馬斯克回復說，“已經做到了（Already did it）”。
話畢，不僅社會討論熱情高漲，資本市場也聞風而動，當天下午，人腦工程概念股持續走高。馬斯克之舉，也被很多人認為是在為他的腦機接口公司 Neuralink 造勢。
馬斯克是個有野心的企業家，Neuralink 也是一家有野心的腦機接口公司。圍觀者們一方面對馬斯克的發言嗤之以鼻，調侃操縱Twitter賬號的是“虛擬馬斯克”，質疑“一個億萬富翁哪有時間天天上Twitter”；一面又怕輕視馬斯克這個神奇男人的能量，錯過又一場逆風翻盤。
畢竟是馬斯克，他讓“上傳大腦”的神奇故事變得破朔迷離。大家不禁好奇，這件事情是真的嗎？Neuralink 是不是有了突破性進展？
“只是一句玩笑”
“馬斯克所說的上傳大腦指的是什麼？”當極客公園拿着這個問題問國內腦機接口創業公司 BrainCo 強腦科技創始人兼 CEO 韓璧丞時，他的回復是：這可能只是一句玩笑。
“你去翻他的Twitter，前段時間說收購 Twitter，後來說要收購可口可樂，他是一個有幽默感，經常開玩笑的人。”在韓看來，腦機接口的技術遠沒有進展到交互層面，以 Neuralink 目前的水平根本不可能實現意識上傳。
馬斯克曾計劃在 2023 年將腦機設備推向市場，然而推出尺寸更小的可穿戴設備 LINK V0.9 后，Neuralink 已經多年沒有實質性的進展，最為人樂道的突破還主要停留在手術機器人上。公司最近的新聞除了對其研究倫理的質疑，還有“技術大牛出走，研發團隊分崩離析”。
從在哈佛腦科學中心攻讀博士到自己創業，韓璧丞已經深入腦機接口領域近八年，在他看來，即使脫離開馬斯克這個熱點新聞，“上傳大腦”在目前這個階段也並不可能實現，首要的一點就是，我們尚且不了解大腦。
我們唯一已知的完成完整全神經網絡連接生物，是長度約 1 毫米的 C.elegans 秀麗隱桿線蟲，它的全身只有大約 900 多 個細胞，其中三分之一左右都是神經元。這項全連接研究在 2019 年才宣告達成。
而人類則擁有860 億個到上千億個神經元，神經元之間的連接更是不計其數，要想弄清楚所有神經元及其連接，幾乎不可能。
秀麗隱桿線蟲神經元連接 |《Nature》
2009 年，美國啟動了“腦計劃（Brain Initiative）”，最終目標是完成對人腦的“繪製”，此計劃被認為比花了 20 年才繪成草圖的人類基因組計劃還要困難。
除此之外，大腦還是一個混沌系統，當我們對其進行測量和預測時，初始條件即使發生極其微小的改變，結果就會產生巨大的偏差，可以說“牽一髮而動全身”。
斯坦福大學神經生物學教授比爾·紐瑟姆（Bill Newsome）曾在接受人工智能和腦機接口話題的採訪時說，“到現在我仍然無法回答意識來源的問題，能否在不遠的將來找到答案我也並不樂觀。”
Neuralink 或許是馬斯克“永生計劃”的一環，但在現在這個階段，上傳記憶和意識的設想顯然希望不大。
韓璧丞也表達了他的想法，在他看來，“想要活得更久，保存實體的大腦更可能是未來非常重大的一個方向。”
探索大腦，“內外”有別
當然，人腦的複雜與未知不意味着腦機接口技術不能有所發展。其實在腦機接口的研究與應用中，大家所關注的並非單個神經元的活動狀態，而是每個意圖產生后，整體腦活動所呈現出的、最容易被檢測的表徵，而這也構成了“腦機交互”鏈條的起點。
2021 年 4 月，Neuralink 發布一段猴子玩“意念乒乓”的實驗視頻，將 Neuralink 實驗拆解開來看：一隻猴子腦內嵌入電極和芯片，通過手搖搖桿將電腦上的光標移動到指定地方，並在完成後動作獲得食物獎勵。
與此同時，猴子腦內的芯片記錄下了活動對應的腦信號並進行解碼，建立猴子腦區信號與動作意圖之間的對應關係。多次訓練后，研究人員斷開搖桿和電腦之間的連接，猴子不進行任何接觸仍然能控制光標移動——這也就是馬斯克所吹噓的“意念控制”。
Neuralink 猴子腦控制實驗 | 網絡
在學術界看來，這其實算不上什麼突破，早在 1969 年埃伯哈德·費茲 (Eberhard Fetz) 的實驗室里，就有一隻猴子用大腦控制了儀錶器指針的轉動。但以此實驗為切口，我們可以了解腦機接口的工作方式：採集腦電信號——對信號進行處理（提取特徵信息、分類判斷）——信號輸出——控制外部裝置。
按照腦電信號採集位置及對人體侵入程度的不同，現在普遍將腦機接口簡單分為兩類：
植入式：需要打開顱骨，將設備插到大腦內部，可以直接採集單個神經元的 Spike 信號；
非植入式：直接在顱骨上採集場電位信號，即內部神經元在外部形成的綜合信號。
兩種方式的利弊也很明顯，植入式對人體侵害大，採集信號質量高；非植入式侵害小，相應的信號精度低，容易受外部影響。
Neuralink 採取的是植入式的路徑，需要將電極放入大腦。“要實現大腦意識的上傳，首先需要採集機到全腦的信號”，韓璧丞分析說，“這個過程需要在不同位置放入很多電極，顯然馬斯克目前並沒有在自己頭上做這件事。”
腦機接口初創公司 Synchron 的設備同樣需要進到人體，但他們創新了植入的方式。與開顱手術不同，醫生只需要在患者頸部切一個開口，就可以讓支架通過導管進入大腦運動皮層的血管中，並與血管外邊緣融合以採集腦信號。他們下一步的計劃是縮小設備尺寸以及提高算力，藉此，他們可以在大腦的不同部位放置大量的支架，執行更多的功能。
像 Synchron 和 Neuralink 這樣的腦機接口公司，旨在利用植入式腦機接口，幫助高度殘疾的人實現對外部器械的控制，以此提高生活的品質，他們代表了腦機接口在傳統治療退行性神經疾病（如癲癇）外的另一大趨勢。
植入式設備還有一個重要的問題亟待突破，即材料學問題。除了精妙的神經系統，人體還有一套負責任的免疫系統，由於人體免疫系統的攻擊，放入人體的電極周圍會被包裹上一層神經膠質細胞，使得採集到的神經信號變弱，這也就意味着，開顱放進腦子的東西還需要定期更換。
Nauralink 的設備採用了柔性電極材料，這種材料的使用除了減少對腦組織的損傷外，另一大作用就是提高生物相容性，但是現有的技術還遠遠不能讓開顱手術“一勞永逸”。
非植入式腦機接口目前的應用主要分為兩類，一是為殘疾人設計的智能手、智能腿等假肢，另一類則是為了實現專註度訓練，檢測腦電波評測焦慮程度，以及睡眠質量等教育、娛樂功能。BrainCo 則是其中的代表性企業。
韓璧丞將準確地採集腦電信號比喻為“在喧囂嘈雜的海邊聽 50 公裡外蚊子拍動翅膀的聲音，判斷蚊子是怎麼飛的”。
據他介紹，腦電是一個±50 微伏非常微弱的信號，如果在人的頭皮採集，信號周圍會混雜大量的噪音。所以非侵入式腦機接口技術，核心是通過傳感器和算法的突破，去過濾或尋找喧雜噪音中非常精細的腦電信號。
為了攻克這一難點，他們發明和革新電極材料，突破了生物電信號大規模採集難點，同時提升了微型設備信號採集準確率。
不管是植入式還是非植入式，面對精妙而複雜的大腦，如何進行有效的解碼都是需要解決的難題。
“我們最近學到，大腦是一個極其複雜宏大的動態系統，永遠不要試圖完美地了解和複製大腦”，韓璧丞對他們的經驗做出總結。與很多腦機接口公司一樣，他們也嘗試利用自適應算法、遺傳算法等，提高解碼的準確度和有效性。
就像每個新興科技一樣，腦機接口面臨的問題還有很多，就比如一家公司想在算法層面獲得突破，或許還先得為如何獲取足夠的數據頭疼好一陣子。
真正的“落地場景”
2019 年，BrainCo 的 BrainRobotics 被《時代》周刊評為“100 項最佳發明”，在那之前，一位中國殘疾人藝術團的女歌手林安露安裝上他們的仿生手，與朗朗一起彈奏了一曲《乘着歌聲的翅膀》。
對於截肢多年的人來說，重新使用手指並且完成鋼琴演奏是一件十分不可思議的事情，但在女孩的毅力和研發團隊的堅持下，這件事情實現了——林安露堅持每天戴着仿生手鍛煉 13 個小時，研發團隊的一眾工程師不斷調試，為她開發了一套自適應仿生手的算法。
一群人的努力並不以那場演奏會為終結。韓璧丞分享了一個故事，在他們深圳的辦公室里，有一位同樣失去了手的同事負責做產品的設計與優化，他只花了一周的時間，就在仿生手的幫助下學會了彈琴。
用 BrainCo 仿生手彈琴 | 網絡
韓璧丞向我們解釋了“快速學習”的原理：當一個殘疾人戴着我們的仿生手學會了游泳、彈鋼琴，他的這種潛意識的感知和協調性其實都被我們複製了過來，沉澱到算法里。當識別到另一個殘疾人想要游泳或彈鋼琴的意圖，我們就會在算法里迅速調取不同模型，適配手部的協調性完成快速學習與適應。
為了便於理解，他舉了游泳的例子，“把你的大腦放在菲爾普斯的身體上，然後突然扔水裡，儘管你的大腦告訴你不會游泳，但你的身體協調性會帶着你做游泳的動作。”這也是他們面對大腦這個動態複雜的宏大系統時的對策——讓大腦根據引導去進行適應和匹配。
腦機接口已經實現和正在突破的場景還有很多。
不久前，Synchron 宣布將其設備植入一名美國漸凍症患者體內，他們此前於澳大利亞四名患者體內植入的設備已經發揮作用，通過腦內植入的設備，患者能將想法轉化成指令發送到手機和電腦上，完成發 WhatsApp 消息、在線購物等以往不能實現的操作。
Anumanchipalli 團隊嘗試使用大腦數據合成實時語音，儘管患者 81 周學會才學會 50 個單詞進展緩慢，但團隊正在向準確性、可理解性與實時音頻的統一靠攏。
非常有意思的是，一心要打造自動駕駛和人形機器人的馬斯克，本人其實是個比較堅定的“AI 威脅論”信仰者。對於如何應對可能在未來出現的“母體”，馬斯克的答案不是尋找救世主尼奧，而是通過 Neuralink 這樣的腦機接口技術，讓人類吸收電腦的能力，成為“超人”，這樣才能避免被滅絕的結局。
不用說，我們目前實在無法預測，《黑客帝國》一樣的反烏托邦世界和移民火星，哪一個會先到來。但是至少看起來很神秘的腦機接口技術，是真正可以給有需要的殘障病人和患者，帶來幫助的。至於到底什麼時候才能上傳大腦，至少不是現在大家需要操心的。
畢竟，馬斯克只有一個就已經很熱鬧了，再多幾個“馬斯克 AI”，人們怕是吃不消。