把合成的体验上传到大脑一度是科幻的理想，但新的脑机接口正在让它酿成非虚构——虽然，这个历程会很是迟钝。

把合成的体验上传到大脑一度是科幻的理想，但新的脑机接口正在让它酿成非虚构 虽然，这个历程会很是迟钝。

神译局是36氪旗下编译团队，存眷科技、贸易、职场、糊口等规模，重点先容海外的新技能、新概念、新风向。

编者按：此刻人类对大脑信号做出理会已经取得了不小希望。而反过来，给大脑写入信号，让人发生感知也有一些打破了。例如说，通过给特定神经元植入电极发送电脉冲，可以让人发生看到光点的感受，尽量其实并没有光点的存在。那我们能不能像《黑客帝国》一样，在人的大脑里制造出一个完全虚拟的世界呢？也许可以，但就算我们最终糊口会在同一个《黑客帝国》内里，却仍然仍然处在差异的世界内里。何谓孤傲？孤傲的意思，就是就像我没法领略拥有翅膀和用反映定位是什么感受一样，我永远也没法完全领略你所经验的工作。文章来自编译。

划重点：

把信号写入大脑可以制造感知

你感知到的的对象未必老是 真实存在 它只存在于你的脑子

信号跟想法是两码事，读取和写入大脑完全差池称

我们大概最终糊口会在同一个《黑客帝国》内里，但我们仍然处在差异的世界

一、把合成体验上传大脑

一个年青人，身穿戴灰色法兰绒长袍，正在安静地坐在一张桌子旁，眼前是一个毫无特色的黑盒子。他的头上戴着一顶帽子，看起来像是用纱布绷带做的。有一束电线从内里盘出来，最后呈此刻他的后脑勺哪里。他正在等着什么。

一名穿戴白色尝试服的研究人员走到桌子旁，默不出声地站了一会儿。那汉子盯着这个盒子。等了一会儿，但什么都没有产生。然后谁人汉子眨了眨眼，显得有点不安。研究人员便问产生了什么事。

他说： 就在第一秒钟的时候，我看到了一只眼睛 一只眼睛，尚有一张嘴。

研究人员把盒子换成了差异的物体。这次是个橙色的足球。他们敲了一下，很明明，这个汉子的脑筋里又产生了什么工作。他说： 我该怎么表明呢？就像上一次一样，我看到了一只眼睛 一只眼睛和一张嘴，侧面的。

从严格的意义来说，这小我私家是一个赛博格（电子人）。他那梭状的脑回，沿着大脑底部两侧漫衍的隆起的皱褶上充满了电极。这些电极是他的大夫植入进去的，因为他们认为这有助于追踪这名男人癫痫爆发的原因。但电极也提供了一个可贵的时机 这不只可以让研究人员读取来自大脑的信号，还可以将信号写入大脑。麻省理工学院的Nancy Kanwisher正在率领一群神经科学家，她们在研究所谓的梭状回面目区（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么样？也就是存心去激活谁人区域的话 那名男人会看到什么？

你不需要酿成赛博格才气知道你永远不该该相信本身那会说谎的脑子。例如说，它就对你隐瞒了一个事实，其实你的所有感知都是有延迟的。将光子转化为视觉，气压颠簸转化为声音，雾化分子转化为气味 然后，你那不完美的感受器官需要时间来吸收信号，将它们转换成大脑的语言，然后再把它们通报给灌木状的神经细胞网络，由后者计较传入的数据。这个进程不是瞬间完成的，但你永远不会心识到无数的突触正在通报，这些嘶嘶作响的电化学组成了你的想法。事实上，这是一种舞台艺术 而你既是导演，又是观众。

你感知到的，可能你觉得本身感知到的对象未必老是 真实存在 它只存在于你的脑子，而不在任何其他处所。梦就是这样。迷幻药就干这事儿。当你想象本身姑妈的脸，本身的第一辆车的气味，可能草莓的味道时，就会产生这种环境。

从这个角度来看，把感官体验 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已经对你做了这件事了。我描写了赛博格的穿戴，体现了你房间是什么样的，汇报你足球是橙色的。你在本身的脑里已经中瞥见了，可能至少瞥见了它的某个版本了。你也听到了（用你大脑的耳朵）研究工具在跟科学家攀谈（尽量在现实糊口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。大脑就是一种有点咸的，将感官信息转化为思想的黏性糊状物；你应该可以或许操作这种本领，在谁人处所成立一个完整的世界，一个跟现实无法区分的模仿世界。

Kanwisher 的尝试并没有做到这一点 还差得远。但它确实让人看到了直接将信息植入大脑的大概性与威力。假如你看过谁人测试的视频，最值得留意的是那名男人的温和回响。科学家在操纵的时候，他好像没有任何感受。长眼睛的盒子好像没有吓到他；事实上，当它消失时，他好像更惊奇。确切地说，这种体验大概不是真实的。（有一次，Kanwisher曾汇报我，志那位愿者问， 我是不是只是在想象？ ）但这件事内里尚有有些真实的对象的。进入到他的梭状脑回的电脉冲轮回不只让他看到了一张脸，还注入了难以形容的面目标感觉。

把合成体验上传到大脑，这个想法一直是科幻小说的重要构成部门，至少有75年的汗青了 例子虽然包罗《黑客帝国》，尚有菲利普 狄克（Philip K. Dick） 的大部门作品，网络空间，元宇宙，1983 年的影戏《尖端大风暴》（Brainstorm）内里的磁带灌音机，（被低估的）1995 年上映的影戏《末世纪暴潮》（Strange Days）内里的超导量子过问干与装置等。但在现实糊口中，我们间隔在每小我私家的脖子背后都有一个数据端口尚有很长一段路要走。神经科学家已经可以很好地对从大脑发出的信号举办解码，也可以移动光标或机器臂了（尽量还没法做到像生物毗连那么流通优雅）。但植入信号进去要比这棘手多了。

二、电极植入法

神经外科大夫倒长短常擅长植入电极。问题是要知道植入到什么处所，因为你要面临的是还很是神秘的神经灌木丛。虽说一小部门的细胞也许只处理惩罚特定任务的特定部门，但细胞群之间还会彼此攀谈，而正是这些网络的形成和重组辅佐我们有了认知本领。假如你规划欺骗大脑，让后者把工钱结构的输入感知成现实，就必需相识单个神经元做了什么，一大群的神经元又做了什么，以及它们之间是如何彼此关联的。

这牵涉到的对象就太详细了，也许详细到令人沮丧。16 年前，艾伦脑科学研究所（Allen Institute for Brain Science）的首席科学家Christof Koch曾辅佐做过一项此刻已经很着名的研究。这项研究表白，大脑内里有一种叫做内侧颞叶的神经元，这种神经元会对文字事情者所谓的名词（人物、所在、事物等）做出回响。例如说，当一小我私家看到女演员哈莉 贝瑞的照片时，这个区域就会被激活起来。换成女演员詹妮弗 安妮斯顿的差异照片（但不是她跟布拉德 皮特在一起的照片）时，该区域也被强烈激活了。Koch说： 神经元是感觉的原子。对付雷同《黑客帝国》内里的技能来说，你必需相识每一个神经元的触发特征，而大脑内里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比较）目次，你也许能让或人 瞥见闪光或行动 ，但他们 永远也看不到圣诞老人。

好吧，瞥见闪光也是个开始。闪光也可以做许多工作。在荷兰神经科学研究所（Netherlands Institute for Neuroscience）的尝试室里，Pieter Roelfsema 和他的团队一直在用闪光来教猴子阅读。哲学书猴子还看不了，但已经足以可以或许区分字母表内里的字母。研究人员是通过刺激所谓 V1 区域来做到这一点的。这块区域属于视觉皮层的一部门，是长在每个灵长类动物头部后方的一块神经元。一旦通过 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。切换到隔邻的电极，第一个点旁边就会呈现第二个点。这些是光幻视，就是你撞头之后看到的那种火冒金星，可能大笨狼（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觉被正式叫做 脸幻视（facephenes） 。）

Roelfsema 说，将一组电极植入到 V1之后， 就可以像矩阵板一样利用了。假如有 1000 个电极，根基上就相当于有 1000 个灯胆，而你可以在数字空间内里点亮这些灯胆。 这支团队可以刺激电极，模仿出字母 A 或 B 的形状，而猴子可以或许表白本身看到了差异。

当大脑在做大脑的工作时，你看到的信号其实并不是想法；那是大脑在思考时倾轧的废气。

但这项技能也让你有了想象的空间，例如说视障人士最终如何可以通过这项技能看到一些对象：把 V1 的电极矩阵毗连到外部世界的相机，然后把镜头处理惩罚成现实的点绘图。这幅画看起来也许有点像位图版的 Minecraft，但大脑长短常擅长适应新的感官数据的。

尽量如此，为了有足够多的点来做成线与形状，以及其他的有用刺激，得提供大量的电极，并且每一个电极都需要很是准确地定位。任何电极型的方案，只要方针是把可领略的信号（而不只仅是闪光的幻视形状）传送给大脑，就都得这样。不管想法是什么，都跟神经相关。Kosh说，稍微多刺激了一点组织， 你会陷入杂乱。 更重要的是，你还得掌握好机缘。感觉与认知就像钢琴奏鸣曲；每一个音符都必需按特定的顺序发声，这样音乐才会调和。要是搞错了机缘，相邻的电脉冲看起来就会不成形状 而是像一大块污迹，，可能就像什么都没有一样。

刺激大脑的位置与机缘为什么如此难以理会？部门是因为假如你试图诱导神经勾当的话，记录神经勾当发生的数据并不能起到很大的辅佐浸染。加州大学伯克利分校的神经科学家 Jack Gallant 说： 大脑的读与写完全是差池称的。 当大脑在做大脑的工作时，你看到的信号其实并不是想法；那是大脑在思考时倾轧的废气。当感觉越过终点线时（编者注：将感觉的形成比喻为赛跑），研究人员能得到关于大脑整体状态的一小部门数据，但把这些数据回送并不能重建整场角逐 从感受、感觉、识别到认知要连跑数圈。是，Kanwisher 的团队确实激活了大脑的一大块面部识别区域，让或人看到了一张脸，算是吧。但那是感性（sensibility），不是感受（sense），不是对特定面目标感知。看到詹妮弗 安妮斯顿会刺激詹妮弗 安妮斯顿神经元；但没人知道刺激詹妮弗 安妮斯顿神经元能不能让人瞥见詹妮弗 安妮斯顿。

今朝获批用于人身上的电极阵列均无法弥合这一差距。这些阵列体积复杂，但最多也就只有约莫 1000 个电极，凭据大脑的界说，这种充其量只能是低保真版。今朝，研究人员间隔演奏出令人信服的奏鸣曲尚有很长的路要走。宾夕法尼亚大学的神经外科大夫 Daniel Yoshor 说： 此刻我们的程度相当于会敲键盘。 但技能虽然还会改造。Yoshor跟同事已经得到了五角大楼的谁人猖獗科学机构 DARPA的扶助，他们规划先开拓了一个有 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 正在研究更轻薄、更机动的植入物，以及可以将这些植入物植入到大脑内里的呆板人外科大夫。到了遥远的将来，也许会实现只有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，并且每个电极都能毗连到本身的处理惩罚器，就像电视机内里的像素一样。也许还植入不了勃拉姆斯的音乐，可是做出你听了想跳舞的对象照旧有大概的。

三、 全息光遗传学

就算可以或许把十亿个电极塞进去，仍然会碰着问题。也许你可以把质料做得足够柔软，就算有人摇头过分用力，也不会造成组织损伤。也许你可以找到从大脑那粘稠的掩护细胞（叫做神经胶质）哪里脱落的外貌涂层。但还记得大脑其实就是悬浮在咸水之中的一团凝胶状的思想肉块吗？嗯，咸水是具有很高的导电性。西北大学质料科学家John Rogers说，通过电极发送电荷，但愿能刺激一个神经元，但这个神经元还会 延伸到电极所刺激的神经元以外的区域，而这个空间区域的维度我们仍然弄不清楚。也就是说，你点亮的也许不止一个神经元。 每一个电极就像大雾弥漫的黑夜里的灯塔：它确实照亮了岩石与浅滩，但光泽也会在大雾中衰减和衍射。这种信息通报确实是没法节制的。

不外，另一种技能也在开拓傍边。它的基本是一种变形色素卵白，叫做视卵白。脊椎动物的视网膜细胞内里就有这些分子；一旦被光泽照射到时，视卵白就会忙作一团，酿成一个新的形状，这会在细胞内激发陆续串的鲁布 戈德堡回响，最终形成一股电脉冲，并被发送给大脑。你懂的，这就是视觉。可是你不需要眼睛才气利用视卵白。对付部门藻类和微生物来说，视卵白就嵌入在细胞的外外貌，充当对光敏感的通道，将离子移进移出。（没有大脑的单细胞生物就是靠这种方法朝着太阳游动的。）

这一点很是有用，因为神经元也是这么事情的 传导离子及其携带的电荷。 2000 年月中期，研究人员想出了怎么将这些外外貌的视卵白基因移植到脑细胞内里的步伐。就是这方面的事情，使得神经科学家可以用差异颜色的激光去节制特定种类的神经元 也就是可以小心翼翼地打开和封锁特定的神经元！假如你想给一种很酷的大脑节制技能起名字的话，再也找不到比 全息光遗传学 更好的了，真的。

这项技能很是适合研究差异的神经元都是干什么的。研究人员可以通过基因工程的方法将离子门植入到整个神经元网络，包罗大脑内里的各类细胞内里，这种方法无论是粉碎性照旧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，不然很难让光泽深入穿透进去。）在某些环境下，通过回收差异的技能，细胞也可以在光源下发出荧光，从而让研究人员可以或许在显微镜底下调查事情中的大脑环境。

但光遗传学也合用于输入。可以用光猝发（来自激光、数字投影仪的光、通过光纤植入大脑）来触发所设计的离子门。来自纽约大学和西北大学的一组研究人员已经培养出一种小鼠，这种小鼠的嗅球（脊椎动物前脑布局中参加嗅觉的部门，位于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。当科学家在符合的机缘把适当种类的光照射到嗅球上面时，老鼠就会闻到（或表示出像是闻到了）他们所谓的 合成气味 。

你可以做出一个成果齐全的模仿世界，可以涵盖所有的感受，但它最终的样子奈何，感觉如何，这些始终都要取决于你的想法。

那种气味是什么味道？纽约大学神经生物学家Dmitry Rinberg答复道： 我们不知道。也许很臭。也许很宜人。也许是它在这个宇宙内里都从来没有体验过的气味。 他说，你没步伐知道。你又不能问那只老鼠。

不幸的是，这是确保任何一种感知输入系统是否有效的独一要领。你得问佩带者（所有者？吸收者？假如植入物是遗传性的，但还加上一条激光的话，你照旧赛博格吗？）的感觉。另外，就算植入的是光纤而不是电线，但他们头上照旧要插入线缆。并且他们还必需自愿对本身的大脑举办基因工程。

就这方面而言，对人类的外围所做的事情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提供了很是好的体验，固然在保真度方面还比不上康健的耳朵。一些科学家正在研究结果等同于视网膜的对象。有的假肢毗连上神经之后就可以通报触觉。给假肢增加一点振动甚至可以制造出举动感受的错觉，一种手臂在空间内里移动的感受，这样用户不消看假肢也知道它在那边了。

但这些都不是完整的感受器官。这不是一个世界。跳舞的幻视，人工耳蜗输入，神经光子激活嗅觉皮层 哪怕你可以或许把所有这些对象都装进头骨 那也没法让你觉得本身是在此外处所。这不能改变这样一个事实，那就是我们每小我私家的大脑城市以本身喜欢的方法去构建现实。你可以做出一个成果齐全的模仿世界，可以涵盖所有的感受，甚至长短常难以捉摸的感受，但它最终的样子奈何，感觉如何，这些始终都要取决于你的想法。

1974年，哲学家托马斯 内格尔（Thomas Nagel）颁发了一篇厥后被广为引用的论文，题目叫做《酿成蝙蝠会奈何？》。论文指出，每一个有意识的生物的体验都是个别化的，对付动物及其大脑来说，这种体验都是唯一无二的。何谓孤傲？孤傲的意思，就是就像我没法领略拥有翅膀和用反映定位是什么感受一样，我永远也没法完全领略你所经验的工作。即便我们是真正的赛博格，我们的后脑勺装上了插头，我们的皮层植入了电极和光纤，筹备好吸收装满了发绿光的汉字的数字赤色药丸，我的大脑对所有的输入的表明也会跟你的大脑差异。虽然，我们会汇报我们的呆板霸主，我们正在体验着同样的对象，因为这就是感觉。可是，我在挠你的梭状回时，你看到的那张脸，永远不会跟你在挠我的梭状回时看到的那张脸一样。我们大概最终糊口会在同一个《黑客帝国》内里，但我们仍然处在差异的世界。

译者：boxi。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。