未来,随着脑机接口技术的不断完善,包括“渐冻人”、严重瘫痪等疾病的患者都有可能从中受益。脑机接口有望帮助这些患者恢复功能性运动,重新学会行走。脑机接口还有可能提升人们的教育、健康及生活标准。甚至,我们还能进入祖先的记忆库,下载他的思想,通过他最私密的感情和最生动的记忆来创造一次我们原本永远都不可能经历的邂逅。
《脑机穿越:脑机接口改变人类未来》
作者: [巴西] 米格尔·尼科莱利斯
出版社:浙江人民出版社
出版日期:2015年3月
本书讲述了“人机融合”的未来,即“脑机接口时代”即将到来。在未来科技的驱动下,科幻大片中的场景已逐渐走入现实生活。人类通过思维控制人造工具,如今听起来无法想象的事情在未来会成为常态。
本书也是“脑机接口”的简要发展史。作者尼科莱利斯从脑机接口对传统神经科学的颠覆到早期的“信息输出”,即机器如何读取大脑信息;再到现在科学家苦心钻研的“信息输入”问题,即反馈信号如何作用于大脑等角度,为我们描绘了一幅人类未来新图景!
想象一下你生活在这样一个世界里:人类通过思想来操控电脑、驾驶汽车、与他人进行交流,不再需要笨重的键盘或液压方向盘……
在这样的世界里,依靠身体动作或言语来表达意图已经变得毫无意义。你的想法会被有效而完美地转化为纳米工具的细微操作或者尖端机器人的复杂动作。不用动手输入一个字,也不用动口说出一个词,你就可以在网络上与世界上任何地方的任何人进行交谈。足不出户,你便能够体验到触摸“遥远星球”表面是什么感觉。
这种惊人的能力不仅可以让正常人变得神通广大,也可以让残障人士获得新生。通过神经义肢,残障人士能够重新获得运动能力。神经义肢是一种大小类似心脏起搏器的设备,它通过健康的大脑电波活动来调节丝绸般纤薄的可穿戴机器人。它是一种像第二皮肤一样柔软、精致的马甲,却又像甲虫外骨骼一样具有保护作用。这样的衣服可以支持一个人的体重,可以让曾经失去希望的残障人士重新迈开脚步,甚至再次奔跑,让他们得以自由地探索世界。
这不是奇迹,也不是魔法的作用,一切都源于思想。是不是很令人着迷?
确实如此。这样的世界、这样的奇观不再只出现在科幻作品中。它正在我们的眼前慢慢形成——就在此时此地。
这本书会带你领略最近在大脑研究领域出现的一系列革命性的科学突破,它们将看似不可能的脑机融合变成了惊人的现实。书中探讨的惊人发现和科学壮举使我们可以进一步了解已知的最复杂的“星尘”产物——人类的大脑。我们“内在的宇宙”没有形成星系,而是孕育出了生命的本质:意愿、梦想、记忆、爱、恨、欲望和痛苦。大脑就像一个宇宙,它所容纳的细胞就像天上的星系一样多。它是自我的基本结构,使我们每个人都具有独一无二的特点,但同时又是如此相似。
因此,我非常欣喜地将这本书的中文版介绍给中国的读者们,希望你们会有非凡的阅读体验。
(本文节选自《脑机穿越:脑机接口改变人类未来》一书作者米格尔·尼科莱利斯所作的中文版序)
书评
米格尔·尼科莱利斯用大量有趣且实用的神经科学实验绘制了穿越脑与机器边界(以及脑与脑之间)的地图:从还原论(精确辨别单个区域或神经元的“独特声音”)走向分布论(转而聆听分布式神经元群组合而成的“交响乐”),意念控制(远程)机器,又将机器与时空环境的作用反馈到大脑。读来真如脑洞大开。
——原英特尔中国研究院院长 吴甘沙
在《脑机穿越》这本书中,米格尔·尼科莱利斯教授运用大量实验让我们了解到认知科学与技术在当今时代的发展与突破。这对于人类未来而言,具有预见性、前瞻性。从某种意义上讲,其也具有现实性。只有把心理学与现代科技、现代技术联系起来,才能够真正造福人民。
——清华大学心理学系主任 彭凯平
尼科莱利斯教授将他的人生故事与对神经科学重大问题的反思结合在一起,缔造了这部既饶有趣味又具有重要科学意义的著作。未来,残障患者能够利用大脑直接控制计算机与机械装置,从而恢复运动能力或交流能力。
——美国国家科学院院士 乔恩·卡斯
节选
脑机接口,超越身体与大脑的边界
在想象这样的世界时,我比较有信心,因为我的实验已经教会猴子使用具有革命性的神经生物范式,即我们所说的脑机接口(brain-machineinterfaces,BMI)。利用这种脑机接口,我们发现,猴子能够学会自主地控制外部人造设备,比如机器人的手臂和腿的运动,无论这些设备离它们很近还是很远。从长远来看,这释放了身体与大脑的无数潜能,它将彻底改变我们的生活方式。
为了检验不同版本的脑机接口,我们利用了新的实验方法,直接、即时读取某个神经回路的数百个神经元产生的电信号。起初,这种技术是用来检验分布论者观点的一种方法,即大脑产生的任何功能都需要跨越不同脑区、相互连接的全体神经元的参与。当我们发现如何聆听一些运动神经元的“交响乐”后,便决定再向前推进一步:记录、破解并传输灵长类动物大脑皮层产生的运动想法。我们将这些想法转化成数字命令,让机器产生类似人的动作,而这是过去的人们想都不敢想的。就在这时,脑机接口的研究无意中发现了将大脑从身体的局限中解放出来,使它能够利用虚拟工具、电子工具以及机械工具来控制物质世界,而做到这一切的确需要动动脑子。本书讲述了这些实验故事,并告诉我们它们如何改变了我们对大脑功能的理解。
大多数人主要在医学领域感受到脑机接口技术研究的全面影响力。建立先进的脑机接口,了解大脑复杂的运作将会为患有神经障碍的患者开发出不可思议的新疗法。通过各种神经义肢,病患将重新获得运动、感觉和情感能力。这种设备能够收集健康大脑的电波活动,调整像丝绸一样薄、可以穿脱的机器人的松紧。这种机器人就像是一个背心,它像第二层皮肤一样娇嫩,但也像甲虫的外骨骼一样具有保护作用。它能够支撑瘫痪者的体重,让患者原来无法活动的身体重新开始漫步、奔跑,再一次欢畅、自由地探索世界。
然而,脑机接口技术的应用不仅限于医学领域。我相信,未来的人们将会实现的行为、将会体验到的感觉是我们今天无法想象,更无法表达的。脑机接口也许会改变我们使用工具的方法,改变我们彼此交流,以及与遥远的环境或世界进行联系的方式。为了透彻地理解未来世界的样貌,你首先需要设想这样的画面:当大脑的电波活动可以通过类似今天在我们周围穿行的无线电波来完成随意漫步的运动时,我们的日常生活将发生怎样的惊人改变?我们可以想象自己生活在这样一个世界里:人们仅仅是想一想,就可以使用电脑、开车、与他人交流;人们不再需要笨重的键盘或液压传动的方向盘,也不必依赖身体动作或口头语言来表达一个人的意愿。
智能时代,人类还能干什么?
智能时代汹汹来袭。未来,当真会有99%的人会成为无用阶层,只有极少数人才会成为超级人类?当智能机器越来越自主、越来越聪明,人类还能干什么?
《人机共生》
[美] 托马斯·达文波特
本书揭秘智能时代人类胜出的5大策略,让机器做机器该做的事,让人类做人类该做的事,人类与智能机器共同工作、共同增强。如果你对机器侵蚀人类工作的现状备感忧虑,那么《人机共生》就是对症良药。此书会告诉你,人类会在哪些工作领域战胜智能机器。
《虚拟人》
[美] 玛蒂娜·罗斯布拉特
在人工智能快速发展的今天,人们似乎已能展望到人类的意识被机器所复制,“虚拟人”即将诞生。《虚拟人》一书提出,通过思维克隆的方式创建人类的“思维双胞胎”,而且有一天思维克隆人还能说服我们赋予它们人权,给予它们社会认可,这无疑会拉开人类新时代的序幕。
《人类的荣耀:是什么让我们独一无二》
[美] 迈克尔·加扎尼加
开创认知神经科学领域的著名思想家加扎尼加被誉为“脑科学界的斯蒂芬·霍金”。在这本书中,他集合多个学科领域的研究成果,对人类的本质进行了一场细致而深入的解剖。他用生动风趣的语言,将人类引以为豪的大脑中的各种功能一一道来,试图找到让我们变得与祖先截然不同,成为会思考、有感情的人类的关键所在。