真假合一的元世界：数字实际能够直接植入肉身大脑吗？

liukang20244天前吃瓜动态920

把组成的体会上传到大脑一度是科幻的梦想，但新的脑机接口正在让它变成非虚拟——当然，这个进程会十分缓慢。

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编者按：现在人类对大脑信号做出解析现已取得了不小发展。而反过来，给大脑写入信号，让人发生感知也有一些突破了。比方说，经过给特定神经元植入电极发送电脉冲，能够让人发生看到光点的感觉，虽然其实并没有光点的存在。那咱们能不能像《黑客帝国》相同，在人的大脑里制作出一个彻底虚拟的国际呢？或许能够，但就算咱们终究日子会在同一个《黑客帝国》里边，却依然依然处在不同的国际里边。何谓孤单？孤单的意思，便是就像我无法了解具有翅膀和用回声定位是什么感觉相同，我永久也无法彻底了解你所阅历的作业。文章来自编译。

划要点：

把信号写入大脑能够制作感知

你感知到的的东西未必总是“实在存在”——它只存在于你的脑筋

信号跟主意是两码事，读取和写入大脑彻底不对称

咱们或许终究日子会在同一个《黑客帝国》里边，但咱们依然处在不同的国际

一、把组成体会上传大脑

一个年轻人，身穿戴灰色法兰绒长袍，正在平静地坐在一张桌子旁，面前是一个毫无特征的黑盒子。他的头上戴着一顶帽子，看起来像是用纱布绷带做的。有一束电线从里边盘出来，终究呈现在他的后脑勺那里。他正在等着什么。

一名穿戴白色试验服的研讨人员走到桌子旁，默不作声地站了一瞬间。那男人盯着这个盒子。等了一瞬间，但什么都没有发生。然后那个男人眨了眨眼，显得有点不安。研讨人员便问发生了什么事。

他说：“就在榜首秒钟的时分，我看到了一只眼睛——一只眼睛，还有一张嘴。”

研讨人员把盒子换成了不同的物体。这次是个橙色的足球。他们敲了一下，很明显，这个男人的脑子里又发生了什么作业。他说：“我该怎样解说呢？就像上一次相同，我看到了一只眼睛——一只眼睛和一张嘴，周围面的。”

从严厉的含义来说，这个人是一个赛博格（电子人）。他那梭状的脑回，沿着大脑底部两边散布的拱起的皱褶上布满了电极。这些电极是他的医师植入进去的，由于他们认为这有助于追寻这名男人癫痫发生的原因。但电极也供给了一个可贵的机遇——这不只能够让研讨人员读取来自大脑的信号，还能够将信号写入大脑。麻省理工学院的Nancy Kanwisher正在领导一群神经科学家，她们在研讨所谓的梭状回面孔区（这个区域因人看到脸部时会变得活泼而得名）。她们的问题是，假如她们把水泵反转会怎样样？也便是成心去激活那个区域的话——那名男人会看到什么？

你不需求变成赛博格才干知道你永久不应该信任自己那会扯谎的脑筋。比方说，它就对你隐瞒了一个实际，其实你的一切感知都是有推迟的。将光子转化为视觉，气压动摇转化为声响，雾化分子转化为气味——然后，你那不完美的感觉器官需求时刻来接纳信号，将它们转换成大脑的言语，然后再把它们传递给灌木状的神经细胞网络，由后者核算传入的数据。这个进程不是瞬间完结的，但你永久不会意识到许多的突触正在传递，这些嘶嘶作响的电化学构成了你的主意。实际上，这是一种舞台艺术——而你既是导演，又是观众。

你感知到的，或许你认为自己感知到的东西未必总是“实在存在”——它只存在于你的脑筋，而不在任何其他当地。梦便是这样。迷幻药就干这事儿。当你幻想自己姑妈的脸，自己的榜首辆车的气味，或许草莓的滋味时，就会发生这种状况。

从这个视点来看，把感官体会——认知的一种——摄入或人大脑其实并不难。在本文的前面这几段里其实我现已对你做了这件事了。我描绘了赛博格的穿戴，暗示了你房间是什么样的，告知你足球是橙色的。你在自己的脑里现已中看见了，或许至少看见了它的某个版别了。你也听到了（用你大脑的耳朵）研讨方针在跟科学家攀谈（虽然在实际日子傍边他们说的是日语）。这种植入法不错，很文学。可是假如有更直接的航线会更好了。大脑便是一种有点咸的，将感官信息转化为思维的黏性糊状物；你应该能够运用这种才干，在那个当地树立一个完好的国际，一个跟实际无法区其他模仿国际。

Kanwisher 的试验并没有做到这一点——还差得远。但它的确让人看到了直接将信息植入大脑的或许性与威力。假如你看过那个测验的视频，最值得注意的是那名男人的温文反响。科学家在操作的时分，他好像没有任何感觉。长眼睛的盒子好像没有吓到他；实际上，当它消失时，他好像更惊奇。切当地说，这种体会或许不是实在的。（有一次，Kanwisher曾告知我，志那位愿者问，“我是不是只是在幻想？”）但这件事里边还有有些实在的东西的。进入到他的梭状脑回的电脉冲循环不只让他看到了一张脸，还注入了难以形容的面孔的感触。

把组成体会上传到大脑，这个主意一向是科幻小说的重要组成部分，至少有75年的前史了——比如当然包含《黑客帝国》，还有菲利普·狄克（Philip K. Dick）的大部分著作，网络空间，元国际，1983 年的电影《顶级大风暴》（Brainstorm）里边的磁带录音机，（被轻视的）1995 年上映的电影《末世纪暴潮》（Strange Days）里边的超导量子干与设备等。但在实际日子中，咱们间隔在每个人的脖子背面都有一个数据端口还有很长一段路要走。神经科学家现已能够很好地对从大脑宣布的信号进行解码，也能够移动光标或机械臂了（虽然还无法做到像生物衔接那么流通高雅）。但植入信号进去要比这扎手多了。

二、电极植入法

神经外科医师却是十分拿手植入电极。问题是要知道植入到什么当地，由于你要面临的是还十分奥秘的神经灌木丛。虽然一小部分的细胞或许只处理特定使命的特定部分，但细胞群之间还会彼此攀谈，而正是这些网络的构成和重组协助咱们有了认知才干。假如你计划诈骗大脑，让后者把人为结构的输入感知成实际，就有必要了解单个神经元做了什么，一大群的神经元又做了什么，以及它们之间是怎样彼此相关的。

这牵涉到的东西就太详细了，或许详细到令人懊丧。16 年前，艾伦脑科学研讨所（Allen Institute for Brain Science）的首席科学家Christof Koch曾协助做过一项现在现已很知名的研讨。这项研讨标明，大脑里边有一种叫做内侧颞叶的神经元，这种神经元会对文字作业者所谓的名词（人物、地址、事物等）做出反响。比方说，当一个人看到女演员哈莉·贝瑞的相片时，这个区域就会被激活起来。换成女演员詹妮弗·安妮斯顿的不同相片（但不是她跟布拉德·皮特在一同的相片）时，该区域也被激烈激活了。Koch说：“神经元是感触的原子。关于相似《黑客帝国》里边的技能来说，你有必要了解每一个神经元的触发特征，而大脑里边一颗米粒巨细的区域就有 50000 到 100000 个神经元。” 他说，假如没有这本（神经元会促发特征的对照）目录，你或许能让或人“看见亮光或动作”，但他们“永久也看不到圣诞老人。”

好吧，看见亮光也是个开端。亮光也能够做许多作业。在荷兰神经科学研讨所（Netherlands Institute for Neuroscience）的试验室里，Pieter Roelfsema 和他的团队一向在用亮光来教山公阅览。哲学书山公还看不了，但现已足以能够区别字母表里边的字母。研讨人员是经过影响所谓 V1 区域来做到这一点的。这块区域归于视觉皮层的一部分，是长在每个灵长类动物头部后方的一块神经元。一旦经过 V1 电极发送电流，哺乳动物就会看到一个漂浮在空中中的光点。切换到近邻的电极，榜首个点周围就会呈现第二个点。这些是光幻视，便是你撞头之后看到的那种火冒金星，或许大笨狼（Wile E. Coyote）被痛殴后在他周围飞来飞去的小鸟。（那位日本患者发生的感触被正式叫做“脸幻视（facephenes）”。）

Roelfsema 说，将一组电极植入到 V1之后，“就能够像矩阵板相同运用了。假如有 1000 个电极，基本上就相当于有 1000 个灯泡，而你能够在数字空间里边点亮这些灯泡。” 这支团队能够影响电极，模仿出字母 A 或 B 的形状，而山公能够标明自己看到了不同。

当大脑在做大脑的作业时，你看到的信号其实并不是主意；那是大脑在考虑时排出的废气。

但这项技能也让你有了幻想的空间，比方说视障人士终究怎样能够经过这项技能看到一些东西：把 V1 的电极矩阵衔接到外部国际的相机，然后把镜头处理成实际的点画图。这幅画看起来或许有点像位图版的 Minecraft，但大脑是十分拿手习惯新的感官数据的。

虽然如此，为了有满足多的点来做成线与形状，以及其他的有用影响，得供给很多的电极，并且每一个电极都需求十分精确地定位。任何电极型的计划，只需方针是把可了解的信号（而不只仅是亮光的幻视形状）传送给大脑，就都得这样。不论主意是什么，都跟神经相关。Kosh说，略微多影响了一点安排，“你会堕入紊乱。” 更重要的是，你还得掌握好机遇。感触与认知就像钢琴奏鸣曲；每一个音符都有必要按特定的次序发声，这样音乐才会调和。要是搞错了机遇，相邻的电脉冲看起来就会不成形状——而是像一大块污迹，或许就像什么都没有相同。

影响大脑的方位与机遇为什么如此难以解析？部分是由于假如你企图诱导神经活动的话，记载神经活动发生的数据并不能起到很大的协助作用。加州大学伯克利分校的神经科学家 Jack Gallant 说：“大脑的读与写彻底是不对称的。”当大脑在做大脑的作业时，你看到的信号其实并不是主意；那是大脑在考虑时排出的废气。当感触跳过终点线时（编者注：将感触的构成比喻为赛跑），研讨人员能取得关于大脑全体状况的一小部分数据，但把这些数据回送并不能重建整场竞赛——从感觉、感触、辨认到认知要连跑数圈。是，Kanwisher 的团队的确激活了大脑的一大块面部辨认区域，让或人看到了一张脸，算是吧。但那是理性（sensibility），不是感觉（sense），不是对特定面孔的感知。看到詹妮弗·安妮斯顿会影响詹妮弗·安妮斯顿神经元；但没人知道影响詹妮弗·安妮斯顿神经元能不能让人看见詹妮弗·安妮斯顿。

现在获批用于人身上的电极阵列均无法弥合这一间隔。这些阵列体积巨大，但最多也就只要大约 1000 个电极，依照大脑的界说，这种充其量只能是低保真版。现在，研讨人员间隔演奏出令人信服的奏鸣曲还有很长的路要走。宾夕法尼亚大学的神经外科医师 Daniel Yoshor 说：“现在咱们的水平相当于会敲键盘。”但技能当然还会改善。Yoshor跟搭档现已取得了五角大楼的那个张狂科学安排 DARPA的赞助，他们计划先开发了一个有 64000 个电极的阵列，而下一个方针是有 100 万个电极的阵列。埃隆·马斯克的Neuralink 正在研讨更轻浮、更灵敏的植入物，以及能够将这些植入物植入到大脑里边的机器人外科医师。到了悠远的未来，或许会完成只要一粒沙子巨细的无线联网微芯片，或能嵌入 1 亿个电极的薄片，并且每个电极都能衔接到自己的处理器，就像电视机里边的像素相同。或许还植入不了勃拉姆斯的音乐，可是做出你听了想跳舞的东西仍是有或许的。

三、“全息光遗传学”

就算能够把十亿个电极塞进去，依然会遇到问题。或许你能够把资料做得满足柔软，就算有人摇头过分用力，也不会构成安排损害。或许你能够找到从大脑那粘稠的维护细胞（叫做神经胶质）那里掉落的表面涂层。但还记得大脑其实便是悬浮在咸水之中的一团凝胶状的思维肉块吗？嗯，咸水是具有很高的导电性。西北大学资料科学家John Rogers说，经过电极发送电荷，希望能影响一个神经元，但这个神经元还会“延伸到电极所影响的神经元以外的区域，而这个空间区域的维度咱们依然弄不清楚。也便是说，你点亮的或许不止一个神经元。” 每一个电极就像大雾充满的黑夜里的灯塔：它的确照亮了岩石与浅滩，但光线也会在大雾中衰减和衍射。这种信息传递的确是无法操控的。

不过，另一种技能也在开发傍边。它的根底是一种变形色素蛋白，叫做视蛋白。脊椎动物的视网膜细胞里边就有这些分子；一旦被光线照耀届时，视蛋白就会忙作一团，变成一个新的形状，这会在细胞内引发一连串的鲁布·戈德堡反响，终究构成一股电脉冲，并被发送给大脑。你懂的，这便是视觉。可是你不需求眼睛才干运用视蛋白。关于部分藻类和微生物来说，视蛋白就嵌入在细胞的外表面，充任对光灵敏的通道，将离子移进移出。（没有大脑的单细胞生物便是靠这种办法朝着太阳游动的。）

这一点十分有用，由于神经元也是这么作业的——传导离子及其带着的电荷。 2000 时代中期，研讨人员想出了怎样将这些外表面的视蛋白基因移植到脑细胞里边的办法。便是这方面的作业，使得神经科学家能够用不同色彩的激光去操控特定品种的神经元——也便是能够小心谨慎地翻开和封闭特定的神经元！假如你想给一种很帅的大脑操控技能起名字的话，再也找不到比“全息光遗传学”更好的了，真的。

这项技能十分适宜研讨不同的神经元都是干什么的。研讨人员能够经过基因工程的办法将离子门植入到整个神经元网络，包含大脑里边的各种细胞里边，这种办法无论是破坏性仍是物理的侵入性都要比塞个插头进去要小一些。（反过来，除非你把光纤直接塞进去，不然很难让光线深化穿透进去。）在某些状况下，经过选用不同的技能，细胞也能够在光源下宣布荧光，然后让研讨人员能够在显微镜底下调查作业中的大脑状况。

但光遗传学也适用于输入。能够用光猝发（来自激光、数字投影仪的光、经过光纤植入大脑）来触发所规划的离子门。来自纽约大学和西北大学的一组研讨人员现已培育出一种小鼠，这种小鼠的嗅球（脊椎动物前脑结构中参加嗅觉的部分，坐落老鼠敏锐的鼻子与皮质之间，用于感知气味）是做过了光遗传学上面的优化的。当科学家在适宜的机遇把恰当品种的光照耀到嗅球上面时，老鼠就会闻到（或表现出像是闻到了）他们所谓的“组成气味”。

你能够做出一个功用彻底的模仿国际，能够包括一切的感觉，但它终究的姿态怎样，感触怎样，这些一直都要取决于你的主意。

那种气味是什么滋味？纽约大学神经生物学家Dmitry Rinberg回答道：“咱们不知道。或许很臭。或许很迷人。或许是它在这个国际里边都从来没有体会过的气味。” 他说，你没办法知道。你又不能问那只老鼠。

不幸的是，这是保证任何一种感知输入体系是否有用的仅有办法。你得问佩带者（一切者？接纳者？假如植入物是遗传性的，但还加上一条激光的话，你仍是赛博格吗？）的感触。此外，就算植入的是光纤而不是电线，但他们头上仍是要刺进线缆。并且他们还有必要自愿对自己的大脑进行基因工程。

就这方面而言，对人类的外围所做的作业比对大脑所做的要先进得多。人工耳蜗植入进去的是听觉神经而不是大脑，但却能给听力受损的人供给了十分好的体会，虽然在保真度方面还比不上健康的耳朵。一些科学家正在研讨作用等同于视网膜的东西。有的假肢衔接上神经之后就能够传递触觉。给假肢添加一点振荡乃至能够制作出运动感觉的幻觉，一种手臂在空间里边移动的感觉，这样用户不必看假肢也知道它在哪里了。

但这些都不是完好的感觉器官。这不是一个国际。跳舞的幻视，人工耳蜗输入，神经光子激活嗅觉皮层——哪怕你能够把一切这些东西都装进头骨——那也无法让你认为自己是在其他当地。这不能改动这样一个实际，那便是咱们每个人的大脑都会以自己喜爱的办法去构建实际。你能够做出一个功用彻底的模仿国际，能够包括一切的感觉，乃至是十分难以捉摸的感觉，但它终究的姿态怎样，感触怎样，这些一直都要取决于你的主意。

1974年，哲学家托马斯·内格尔（Thomas Nagel）宣布了一篇后来被广为引证的论文，标题叫做《变成蝙蝠会怎样？》。论文指出，每一个有意识的生物的体会都是个体化的，关于动物及其大脑来说，这种体会都是绝无仅有的。何谓孤单？孤单的意思，便是就像我无法了解具有翅膀和用回声定位是什么感觉相同，我永久也无法彻底了解你所阅历的作业。即使咱们是真实的赛博格，咱们的后脑勺装上了插头，咱们的皮层植入了电极和光纤，准备好接纳装满了发绿光的汉字的数字赤色药丸，我的大脑对一切的输入的解说也会跟你的大脑不同。当然，咱们会告知咱们的机器霸主，咱们正在体会着相同的东西，由于这便是感触。可是，我在挠你的梭状回时，你看到的那张脸，永久不会跟你在挠我的梭状回时看到的那张脸相同。咱们或许终究日子会在同一个《黑客帝国》里边，但咱们依然处在不同的国际。

译者：boxi。

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