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马斯克能打开“潘多拉宝盒”,实现数字永生和超级人类吗?

原标题:马斯克能打开“潘多拉宝盒”,实现数字永生和超级人类吗?| 超级观点

带着观点看商业。超级观点,来自新商业践行者的前沿观察。

带着观点看商业。超级观点,来自新商业践行者的前沿观察。

本期嘉宾:

李念真,36氪资深分析师

卢树强,脑陆科技创始人

张沕琳,清华大学电子工程系副教授

刘永进,清华大学计算机系长聘教授

编辑|陈昭彤 黄臻曜

核心观点:

1. 至少从科学层面上说,这样的技术代表了人们的想象的空间,所以马斯克提出的构想和目标,对在脑机接口领域内的专业研究人员来说,并不是很突兀,是一个符合科学的发展规律的事情。

2. 将来如何让普通大众去接受,在一定程度上不仅仅是科学界的问题,它也涉及到社会伦理、政府管控,和人类自身的发展各个方面的问题。

3. 每一个应用场景都有它自己的局限性,我们要用科学的观点来看待科学意义上的重大进步。

4. 大家不用担心或恐慌,在这个东西绝对安全之前,政府、国家监管都会进行监管,一项技术到什么阶段就会去造福人类去做什么样的事情。

编者按:本文由36Kr LIVE内容整理而成,有删减。戳此可回看完整直播>>

马斯克能打开“潘多拉宝盒”,实现数字永生和超级人类吗?

图源视觉中国

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脑机接口技术真的能够改造大脑并实现进化人类吗?

李念真:关注科技圈以及脑机接口的朋友们可能有了解到,上周马斯克在发布会上公布了在脑接口领域两个最新的研究成果。一个是脑机接口的芯片,另一个是实施脑机接口技术的手术机器人。先简单科普一下脑机接口技术以及马斯克发布的这两项最新产品具体能实现什么样的功能。

脑机接口技术的目的是为了帮助实现人脑跟外部机器的互联,以此实现外界设备的读取,传递人脑信息。这项技术在学术界和科研界的兴起跟发展已经有30多年的时间了,但在近几年,逐渐在市场上的落地,被大众熟知,并且引起了资本的兴趣。脑机接口的技术一开始是用在医疗领域的,更多的是为了帮助那些患脑病,比如癫痫、中风、抑郁症、老年痴呆的患者,做一些脑部意识的恢复和训练。

但是马斯克总是希望做出不一样的事情,他对脑机接口的研究要追溯到2016年他在美国创办Neuralink这家公司。从那个时候开始,马斯克除了在医疗领域想利用脑机接口技术为人类健康做出一些改造和贡献之外,他还对人类大脑改进有一些想法。马斯克在2019年的人工智能大会上就已经很明确的表示,人类对技术的理解还是不够的。从他上周刚刚发布的两项产品看来,我们可以感受到马斯克除了把脑机接口应用到医疗领域之外,他对于人脑的进化,和利用人脑数据的读取的方式来实现人类数字永生的方向,还有一些兴趣,但这也引发了学术界和工业界的诸多猜测。

马斯克发布的这两个产品其中一个是脑机接口技术最核心的一个产品——芯片,他的芯片目前已经做到一枚硬币的大小,直径23毫米,厚度8毫米,完全可以植入人脑里。并且,芯片上还安插了一千多个比人的头发丝还要细的柔性电极,附着在人的大脑表面来读取大脑数据,通过芯片的处理之后,用无线连接的方式传到外部的设备上来读取人脑的信息。

第二个产品,就是实现芯片植入人脑的神经外科手术机器人。机器人在一个小时就能够完成手术,全程不需要麻醉,人感觉不到任何痛苦,也不会流血,它是用激光在你的头骨上掀起一小块,把芯片放进去,然后缝合,你就可以通过蓝牙连接手机App去监测大脑里的数据。相当于上午做手术,下午就可以上班了,这个技术看起来已经非常的方便快捷,就是不知道什么时候能落地。

不过马斯克也在发布会上说,计划今年年底之前完成人体实验。但主要的问题是,美国的FDA到底会不会批准马斯克做这一项人体的实验。在此之前,马斯克的在猴子、猪和老鼠身上是实验成功的,但是人体的复杂性谁都不可预料,这也引发了大众的担心。为了给大家普及脑机接口方面的知识,帮助大家正确认识这项技术,我们请到了三位在脑机接口领域的专家。

张沕琳:我是来自清华大学电子工程系的张沕琳,我主要的研究背景是面向生物医学的一些比较有趣的,应用集成电路的,专用电路芯片的设计以及系统的集成。我和脑机接口这个大的话题结缘有近十年了,在过程中我们用集成电路的技术手段来把很多有用的、很意思的功能放到一个微小的芯片上,然后再形成小型的系统整合,这就是我在脑机接口领域的主要探索方向。

卢树强:我是脑陆科技的创始人卢树强,我研究的更多的是脑科学在产品化落地的应用,以及关于便携式脑机接口和脑机交互技术商业化应用的研发,基于脑机交互和脑科学这两项技术方案的支撑,去做各类生活化场景和工业化场景落地的应用技术研发。

刘永进:我是清华大学计算机系教授刘永进,我研究的领域是计算机视觉与图形学,最近五、六年,我的研究重点在认知计算和情感分析方面。相比前面两位侧重在脑机接口的硬件方面,我是更加侧重于后端下游的应用算法开发,偏软件性质。我目前在脑机接口方面主要是分析脑电EEG信号,用深度学习方法来做情绪预测方面的算法开发工作。我对前端硬件的进展也非常关心,非常期待前端的硬件能给我提供更多的信号源,可以让我的算法有更大的用武之地。

李念真:目前大众最关心的一个话题是,在30多年前,人类对脑机接口的研究就已经开始了,最初的目的是在医疗领域,特别是在医学方面的应用,但是被马斯克推广之后,我们能够感知到他是想要走商业化路径的,也就是说他想把这项技术实现产品化,之后推给普通的大众去使用。那么,脑机接口技术到底有多神奇?它真的能够改造大脑并且能够实现进化人类的这个目标吗?

张沕琳:首先我觉得脑机接口技术本身,最开始当科学界去研究它的时候,我们发现人的大脑作为整个神经系统的主体,它的组成单元——神经元,在相互之间进行信息交互时的电信号可以被监测,利用。因此大家就开始基于这样的认知去做相关的研究,在研究过程中发现运用人造的设备,通过电学媒介,有可能在人体和机器之间构建出一个新的交互的通道。这个交互的通道就是我们今天所说的这个脑机接口,就是把人的大脑和机器接起来。后来根据脑回路的工作原理,对脑的研究越来越深入之后,我们发现可以用这种侵入的方法治病,例如帕金森综合症、难治性癫痫等。而马斯克更多的是在畅想明天我们要干什么:既然这个接口接通了人和机器,那是不是有朝一日每一个人都可以用这样的接口把自己和机器接通起来?接通起来之后,机器就可能成为一个超级算力的载体,那我们是不是就都变成超级大脑了?接通的东西也可能是各种的机械设备,那我们是不是就变成了自己的肉身强化?这都是有可能的。至少从科学层面上说,这样的技术代表了人们的想象的空间,所以马斯克提出的构想和目标,对我们在脑机接口领域比较内行的人来说,并不是很突兀,是一个符合科学的发展规律的事情。

李念真:马斯克目前的进展距离真正进化人类的目标还有多远?

张沕琳:首先马斯克所做的手术机器人技术、接口系统和实验设计等,在科学层面上有非常重要的意义。但还有一个更重要的意义,他把各个环节的技术链条给整合起来了,这也是为什么马斯克能给大家带来这么大冲击的主要原因,这是向前迈了一大步,把这件事推向一个可以流程化、大规模化实施的方向,这将是很重要的、里程碑式的成就。但如果想要预测多长时间之后可以改造大脑,改造人类,我觉得还是要看如何定义改造大脑与改造人类。目前像帕金森病人的大脑里有一些紊乱的神经信号,我们通过神经调控的方法把紊乱的神经信号处理掉,让病人不再抖手,可以比较顺畅的走路,这是不是把不太健康的大脑改造成了比较健康的大脑呢?从这个意义上讲,我们人类已经在改造大脑了。

所以我们并不是说再过多长时间才会去改造大脑或者肉体,其实我们已经在路上了。只不过今天大家只能接受大脑患危重病的,或者是肢体残缺的患者来进行改造和升级,将来如何让普通大众去接受,在一定程度上不仅仅是科学界的问题,它也涉及到社会伦理、政府管控,和人类自身的发展各个方面的问题。

侵入与非侵入的选择归根结底是接受度的问题

李念真:马斯克研究的脑机接口技术是属于侵入式路线,是脑机接口的技术路线之一,那除了侵入式之外,还有另外一种非侵入式的技术。相比侵入式的而言,非侵入式是无创的,会更安全,更温和,并且现在国内也有很多非侵入式的脑机接口产品出现,近期国内也开始涉足侵入式的脑机接口技术,只是发展相对国外来说会稍微晚一点。张教授,您认为国内近几年开始研发侵入式脑机接口的初衷或者目的什么呢?

张沕琳:我认为脑机接口从最本质上说,就是想做一个接口把神经系统和机器接起来,而接口的硬件设备是在不断发展的。比如现在大家在睡眠上有问题的话,医院会用脑电的设备做相关的监测来进行睡眠分析,这就是最典型的,现在非常成熟的脑机接口设备,可以在医院里给病患做非侵入的检查。做癫痫灶定位的时候也会用类似的设备去做侵入式的检查。我本人是做侵入式的,马斯克的技术路线也是偏侵入式的,其实抛开侵入与否,我们更多的是在做集成度更高的接口,只不过说这个接口恰恰很适合于侵入式的场景。如果从脑机接口硬件的角度来看,它只不过是更加轻薄小巧、集成度更高的下一代接口设备而已,可以在更加小的体积上去做更多的事,和外界的交互从线缆变成了无线。

基于脑机接口,我们可以做很多的应用研究,目前研究使用的是基于上一代技术的成熟的商业设备。等到基于这一代技术的设备成熟的时候,并不是只能够用来获取颅内的脑电信号,它同样可以获得头皮脑电,而且等它小一定地步的时候,人们对它的接受度可能就会变高。也许到那个时候,我们再去研究睡眠、情绪、认知的时候,人们就可以接受把它扎到大脑里去了。

所以,我们现在看到的是两条轨道,一条轨道是应用变得越来越蓬勃了,我们对于脑电信号的使用的认知越来越丰富了,我们可以用脑电信号干越来越多的事情了;在另一轨道上,我们也在一点一点的推进硬件设备的更新换代和升级。这种关系有点像手机在不断地更新换代,App也越做越多,相辅相成,缺一不可,都共同推进整个领域向前发展。

李念真:您觉得侵入式跟非侵入式技术路线最终想要实现的目的是一致的吗?

张沕琳:从获取脑电,运用脑电信息进行分析,再通过一定的技术手段来对神经系统自身的行为进行干预达到一些目的的角度来说,两者的目的是一样的。侵入与非侵入的选择归根结底是接受度的问题。举个例子,我今天睡眠状态不是很好,让我戴一个穿戴式的脑电设备,进行一些分析,可以改善睡眠,这个是可以接受的。但如果你告诉我需要去神经外科去做开颅手术,那我觉得还是忍一忍吧。

李念真:那这两种技术路线是替代关系还是并行的关系呢?侵入式的未来会不会成为主流替代非侵入式呢?

张沕琳:我认为在应用的这条轨道上,不是很明显的替代关系,而会是并存的状态。但是在底层的技术层面上的确有一个替代的关系,当一个能量效率、体积效率更高的硬件设备出现的时候,它必然会把它前一代能量效率低、体积效率低的设备踢出历史舞台。

刘永进:我认为目前非侵入式和侵入式是两条并行的路线,现在谁也不能替代谁,它们各有各的应用场景。侵入式是你打开了一个封闭的空间,进去直接接触并获取到清晰的信号源,它能直接得到你想要看到、听到的东西,但是这有很大的风险,可能会破坏封闭空间中的封闭环境。而非侵入式是一种间接的方式,它并不会破坏封闭空间,但它的弊端是采用间接的方式获取信号,噪音特别大,本来神经元放电就非常弱,还要通过头发、颅骨和头皮等层层的障碍,得到的信号里混杂的噪音信息非常多,很难精准的分析。所以根据两种方式获取的信号元的清晰程度不同和安全性的不同,两者的应用场景也不同,各有千秋。

另外我认为马斯克在科普方面做了非常有意义的事情。因为脑机接口涉及多个学科的交叉,很多专业在里面融合,虽然专业人士熟悉,但是社会群众并不太关心。而马斯克的做法能够吸引大众的眼球,让大家关注到科技的进步,这是一件非常了不起的事情。就像AlphaGo击败了人类世界的冠军,从而颠覆了人们对人工智能的看法。但是从另外一个角度,哪怕人们想法已经被颠覆,强人工智能也没有完全进入人类生活。所以每一个应用场景都有它自己的局限性,我们要用科学的观点来看待科学意义上的重大进步。有位专家说,我们往往会高估五年之内的科学进步,而往往会低估十年之后的科学进步,因为真正做科研都会经过一个低谷期,会有一个瓶颈期,当短暂的狂热期过了以后,可能那才是真正的一个大爆发的时代。

中国开放人体实验的机率会有多大?

李念真:其实跟国外的研究进展相比,国内也有这种类似的研究,但是可能国内外的文化传统和大众对这种技术的接受度是不一样的。如果中国也正在研发侵入式脑机接口技术的话,那中国开放人体实验的机率会有多大呢?这个门槛会有多高呢?

卢树强:从产业的角度来说,脑机接口是系统化和综合交叉学科技术,随着马斯克引爆脑机接口技术热点,大家也都开始关注相关的技术和产品。随着整个集成电路产业还有对应的芯片技术、通信与信号算法、人工智能算法技术的成熟性和集成度的越来越高,才使得脑机接口技术能够在不同的场景开始落地应用。所以这两年脑科学与脑机交互产业才开始在整个市场上不断正式推出商业化的脑机交互的这类产品。

国内其实是有另外一种形式的侵入式脑机接口技术应用推出,比如癫痫或者大脑的一些特殊疾病,要做开颅手术之后去做植入电极并进行对应的干预治疗,这一块在中国要获得CFDA的审批。据我了解,有相关的公司是在两年前拿到了这样的资质,也做了相关的临床实验并获得临床可使用的医疗器械证,但这是从神经疾病的角度去做这个事,从脑机接口和脑机交互的的角度目前还没有出现这样特殊的案例。因为从应用层面来说,脑机接口技术最主要有两大功能,一是要实现对大脑神经信号的监测并完成与外界的通信和交互,另一方面是基于对大脑信号和状态的检测,对大脑相关的认知功能进行干预,比如认知功能的增强,这方面的在人体实验上目前还没有得到正式CFDA的3类产品证批准。同时做脑机交互产品可能更多地是从医学和高校来合作的角度会更加快速和便捷获得相关许可,因为医学和高校机构的能够较好的对相关技术研发进行各类审核标准评估的把控和实施。

李念真:您是否了解该项技术从开始进入实验状态,到最后真正能够产业化落地,中间大概会经过哪些环节,这个时间大概会有多久呢?因为之前有消息说马斯克打算在2023年正式把他的脑机接口产品推向市场,但是目前为止FDA还没有批准他去做人体实验,即使马斯克在今年顺利地完成了人体实验,他真的有可能在三年内就把这个产品做到商业化吗?这个中间会涉及到哪些环节,这些环节需要多长的时间窗口才能完成呢?

卢树强:首先就是标准的问题,中国的CFDA,等同于美国的FDA,CFDA三类的注册证(通过审批)意味着可以植入大脑做医学上的临床应用,在中国标准的时间通常是需要三年,在美国也需要相同周期时间。这在医学流程上是可行的,但是马斯克要推出市场化的产品不仅仅是在医学场景中应用,除了基础的脑电材料、脑电芯片、脑电算法的实现以外,他还得去定义脑机交互的任务。脑机交互产品的应用一定是要结合任务的,因为不同任务的标准是完全不一样的,如果它要在更广阔的市场中应用,医学上侵入式设备的FDA的获批是三年,如果要实现像基因修改或其他大脑功能的大量级干预或者增强,在三年内从技术研发到获得完整的FDA授权,实现难度较大,可能他需要更长的时间周期去验证产品的使用效果和用户接受度以及社会接受度,五年的时间阶段可能更加合理。但是马斯克的优势是他所在的整个产业集成度和工业体系非常完善,它能够很快速把这套脑机接口技术方案去规模化实施和产品化。对他而言最大的制约是临床实验的流程和整个任务的选取,以及脑科学应用的合理性。

临床实验上存在的风险

李念真:您觉得在临床实验上会存在哪些风险呢?

卢树强:美国的临床实验更多的考虑是伦理和社会治理的问题,假设脑科学在脑机交互技术的支撑下可以对人的记忆进行大范围修改,那这样的实验本身对伦理是一种挑战。美国除了FDA有很严格的审查标注,还有对应道德委员会的审核,这类实验在美国大概率是不会公开范围对正常人群试验开启的。但是针对严重的精神疾病患者,比如老年痴呆或严重的抑郁症,精神分裂症等大脑精神疾病和神经疾病的康复试验研究是可能获批的。

李念真:马斯克最近发布的产品已经做到把一枚硬币大小的芯片完全植入到人脑内,但放在人脑之后会产生什么样的副作用?

刘永进:从报道上看,马斯克在新闻发布会上说猪植入了芯片之后两个月内没有任何的异样,取出芯片后伤口可以自然地愈合,没有任何损伤,所以在生物材料方面这是非常大的进步和创新。我相信他的生物材料肯定是过关的,但问题是马斯克要脑机芯片和接口用来做什么?在新闻发布会看到他读取到了小猪的运动信息,但猪脑并不是高级的灵长类动物的智力水平,如果我们要删除记忆或者改善情绪功能,这对于脑科学的要求会比较高,更多地会集中在脑功能上,但神经科学本身目前也没有完全解决这个问题。如果脑科学的研究不是很清晰的话,我觉得是很难直接在临床上去进行验证的。

卢树强:要做一个非侵入式的便携脑机交互设备来实现不同任务,比如要进行睡眠监测,注意力和情绪的识别,甚至做焦虑和其他精神疾病的检测的时候,这涉及到一个问题就是我需要去监测不同脑区的脑电信号。那对应的,如果用侵入式脑电设备要去实现对应的任务,是不是意味着要在不同的脑区植入不同的电极?即使植入的电极体积很小,但是也需要多个电极的植入,对很多人来说植入材料的生物相容性可以接受,但是电子电路在里面的能耗、发热、电磁影响等问题也是需要去解决的。所以,植入的脑机芯片在大规模应用之前需要从技术指标和产品性能方面做很审慎的审查和论证,并且保证达到相关标准。

刘永进:我对于侵入式的脑电设备一直都抱有非常大的期盼,因为清华大学有一个非常成功的案例,叫做脑起搏器,应用得非常广泛,为很多患者都带来了福音。因为当这种病人有症状要发作的时候,这个病人的状态是非常危险的,但是如果设备在检测出来这种状态后能给大脑一种放电刺激,就相当于是心脏骤停之后,能够自动进行起搏。这种脑起搏器非常成功的,在脑内是非常安全的一直在工作,已经大规模的进行临床应用了,这是清华做的非常典型的案例。

张沕琳:我倒觉得我们现在不用特别纠结马斯克现在做的脑机接口设备下一步要干什么。可能猜测这些并不是很有意义,但是有一件事是很明确的,如果今天今时今日马斯克说把他的这一套设备立刻以公开的价格拿出来卖,我相信会有无数的研究型机构会为之疯狂,无论是高校还是医院都会愿意买他的。所以不用担心马斯克将来准备把设备卖给谁或者谁会买,因为我们人类对于大脑的理解还远没有达到非常清晰的状态,只是刚刚入门,因此我们需要借助很多的技术手段和分析手段,从大脑里面获取更多的信息。这个东西绝对不会缺少市场,第一点是我对于这个设备本身的信心,就像前面提到的,研发能量效率、体积效率更高的硬件设备绝对是一条正确的路径。第二点,关于以后要做什么应用,对人会不会有一些潜在的损伤和问题,监管领域是有规定的。无论是我国、欧洲,还是美国,都有非常完备的监管途径,大家不用担心或恐慌,政府监管会进行把控,确保一项技术到什么阶段就会去做什么样的事情

Q&;A

Q1:脑机接口能读心吗,以后是不是可以不用上学了,直接输入知识就好了?

@刘永进:暂不论技术上是否可行,单纯从动机上来看,科技的进步和能让你多大程度的偷懒是不能对等起来的。如果你丧失了部分记忆,那可以通过这项技术来帮你适当的部分恢复,但不意味着一个从小就是正常的人,只是因为懒,不愿意去读书,而利用这项技术去获取知识。如果这样,那这个社会只会越来越退步。

@卢树强:我们跟浙江大学正在合作做记忆功能的增强的研究,虽然我们研究的时候是在正常人的身上做实验,但是我们整个技术和产品定位运用的群体主要是老年痴呆或者记忆功能丧失的人群。就算未来这样的科研成果可以很好的实现,不管是在法制层面还是伦理层面上,大规模和深度的记忆修改,短期内(3年内)也都不会被批准在正常人身上去使用的。

Q2:作为在脑机接口这个领域的科研人员,能不能透露一下我国在脑机接口领域进展到了什么样的状态了?我们跟国外的那些更强劲的对手相比,实力的悬殊差距还有多大?

@卢树强:我觉得在应用场景上,国内可能比国外有更多的地方可以挖掘和使用,而且接受度也比较高。同时,我国脑机接口技术的迭代也是根据实际的场景应用反馈去推进的,可能五年之前我们的这块底层技术积累不敌美国,但是近年来,就像我国的互联网技术一样,我们有很大的应用的空间和应用的场景,随着应用任务和真实需求解决的反馈,之后我们的技术不管是从硬件、芯片、材料、集成电路,到算法、数据或者大脑功能的研究等方面,会更有优势和竞争力。

@张沕琳:从底层硬件来看,无论是芯片、系统,还是手术机器人,在很多相关技术上,我们并没有严重落后国外几个代系,其实基本上处在比较接近的状态。为什么说马斯克这件事情给大家带来了这么大的冲击,我觉得还是选取的方向点的问题。大家选择了不同的场景去进行发力,在不同的场景上组织力量,然后去进行科研的公关。首先马斯克的名人效应和大IP效应是国内团队绝对比不了的,大家问为什么只有国外的人能做成这样的东西,其实不应该问为什么“外国人”能做,应该问为什么马斯克能做,原因是他砸了资金,笼络了人才组建了团队,踏踏实实做了工作。我们的科技界也是在踏踏实实的做工作的,我们的硬件、芯片、系统、电路,甚至手术机器人都紧跟国际前沿,而且在很多的方向上已经处于领跑的状态。所以大家没有必要因为这样一位有广泛的网红和名人效应的人出来喊了一嗓子,就对我国的科技形成了悲观的心态。

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