在加利福尼亚州门洛帕克（Menlo Park）一家专业护理机构的12×20英尺的房间里，研究人员正在测试丹尼斯·德格雷（Dennis DeGray）运动皮层软物质内计算机界面的下一次进化。德格雷从脖子以下瘫痪。他在倒垃圾时在院子里摔了一跤，他说，"就像一个人一样躺着"他通过吸气进入管子来操纵轮椅。
但德格雷是一位善于用他的大脑来控制电脑鼠标的大师。在过去的五年里，他一直是BrainGate的参与者，这是一系列临床试验，外科医生将婴儿阿司匹林大小的硅探针插入20多名瘫痪者的大脑中。使用这些脑机接口，研究人员可以测量当人们想到移动手臂和手时数十个神经元的放电。通过将这些信号发送到计算机，科学家们使那些植入植入物的人能够用机器人手臂抓住物体，并在飞行模拟器中操纵飞机。
德格雷是世界上最快的大脑打字员。四年前，他首次建立了这个标志，利用他的大脑信号在虚拟键盘上漫游，并带有点击光标。在屏幕上选择字母时，他在一分钟内达到了八个正确单词的速度。然后，就在covid-19开始之前，他使用一种新技术摧毁了自己的记录，他想象自己在衬纸上手写字母。通过这种方法，他每分钟管理18个单词。
负责DeGray研究的人之一是Krishna Shenoy，他是斯坦福大学神经科学家和电气工程师，也是BrainGate项目的领导者之一。虽然其他脑接口研究人员通过更壮观的演示抢占了风头，但Shenoy的团队一直专注于创建一个实用的界面，使瘫痪的患者可以用于日常计算机交互。"在早期，我们必须坚持不懈，当人们说 啊，做一个机械臂更酷 - 它能拍出更好的电影 ，"Shenoy说。但是"如果你能点击，那么你就可以使用Gmail，上网冲浪和*放播**音乐。
Shenoy说，他正在为"最严重的痛苦和最需要的人"开发这项技术。这些患者包括完全被锁定并且无法说话的患者，例如ALS终末期的患者。
但是，如果这项技术允许像德格雷这样的人将他们的大脑直接连接到计算机，为什么不将其扩展到其他人呢？2016年，埃隆·马斯克（Elon Musk）创办了一家名为Neuralink的公司，该公司开始开发一种神经"缝纫机"，用于植入一种新型的螺纹电极。马斯克表示，他的目标是与人类大脑建立高通量连接，以便社会能够跟上人工智能的步伐。
Dennis DeGray使用大脑信号来控制计算机光标。在打字任务中，他每分钟处理18个单词，大约是身体健全的人从智能手机发短信的一半。
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就在Neuralink公布其计划的同一个月，Facebook宣布将开发一种"非侵入性"读脑头盔，将想法转化为社交媒体帖子。随之而来的是大量对各种大脑接口的投资，包括脑电图读取器、磁性头带和新型高密度植入探针，这些探针能够一次测量来自数万个神经元的信号。
在过去的12个月里，这些公司已经筹集了超过3亿美元，尽管Facebook今年放弃了它的追求（它确定读脑头盔多年来不是发送文本的可行方式）。"在埃隆进入之前，这个领域是不可投资的。这就是在风险投资界引发冲击波的原因，"Shenoy说。"现在有几乎无限的资源。
不过，这笔钱是有陷阱的。像Shenoy这样的医学研究人员希望帮助绝望的病例。但企业家希望每个人都有下一个界面。马斯克曾表示，他的目标是让任何想要大脑植入物的消费者都能使用——Neuralink甚至设计了一把光滑的白色手术椅，他想象人们会坐在那里进行30分钟的常规植入手术。
Shenoy是Neuralink的付费顾问，他告诉我他生活在一个科学悖论中。他反对消费者的大脑植入物;他担心一切，从它们对不平等的影响（如果只有一些人能负担得起呢？）到将人们的大脑直接连接到社交媒体的后果。但他在与Neuralink合作时做出了浮士德式的讨价还价，Neuralink为商业化一个界面带来了急需的资源，至少在一开始，这个界面有望为瘫痪的人带来好处。
"这不舒服，但欢迎来到科学，"Shenoy说。"任何治疗和恢复性的东西，我都喜欢。任何选修课，增强的东西 - 我不想为此而努力。但是，当技术如此之早时，如果不与那些想要超越它的人保持一致，你就无法追求恢复性的东西。我们正处在同一条道路的早期阶段。
猴子打乒乓球
Neuralink是一家秘密公司，主要通过戏剧表演与公众沟通。最新的游戏于2021年4月发布，展示了一只名叫Pager的恒河猴正在玩电子游戏Pong。该演示在社交媒体上引起了热烈的反响 - 以及动物权利活动家的诉讼 - 但头脑Pong并不新鲜。一位名叫马特·内格尔（Matt Nagle）的BrainGate主题在2005年与《连线》杂志的编辑进行了游戏。
Neuralink取得的真正进步是视频中看不到的东西 - 植入物本身。该公司的芯片设计师已经制造了一个苏打帽大小的光盘，其中包含处理器和无线电，连接到缝合到猴子皮层的电极上。椎间盘与猴子的头骨齐平，并覆盖着皮肤 - 使植入物比从DeGray头部伸出的电缆更实用。
在一篇博客文章中，Neuralink表示，Pong只是一个演示，并且还首次阐明了其植入物的用途，至少在短期内是这样。它写道："我们的首要目标是让瘫痪的人重新获得数字自由：通过文本更轻松地进行交流，在网络上追随他们的好奇心，通过摄影和艺术表达他们的创造力，是的，玩视频游戏。Neuralink的一位工程师后来告诉IEEE Spectrum，该公司的具体目标是击败DeGray的大脑通信记录。
但马斯克的长期计划同样明确：他认为人类的大脑需要直接连接到手机、电脑和应用程序。你可以直接从你的大脑运行谷歌搜索。或者你甚至可以想象连接到别人的思想，看到和听到对方在做什么。
马斯克说，所有这些都是抵消生存风险的策略的一部分，他认为未来的人工智能将对人类构成风险——就像人工智能决定消灭人类的场景一样，终结者风格。他的观点是，为了防止这样的结果，人类应该成为半机械人并与AI合并。"如果你不能打败他们，那就加入他们，"马斯克在2020年7月在Twitter上写道，将这句话描述为"Neuralink使命宣言"。
Shenoy说，他正在开发一种技术，以恢复"最严重的痛苦和最需要"的人的数字存在。
Neuralink表示，其最终目标是"创建一个能够更紧密地连接生物和人工智能的整个大脑接口"。从技术上讲，实现这一目标意味着开发一种高带宽的脑机连接，可以同时利用数千或数百万个神经元。
这项技术还没有出现。DeGray上使用的系统同时测量大约100个电极。一般来说，大脑植入物使用每个电极来监听一个神经元。Neuralink的N1植入物测量沿着细金属线放置的1，024个电极;这意味着它正在听大约一千个神经元。到目前为止，它只在猴子和猪身上进行了测试。
当涉及到通过选择性脑部手术安装的消费者植入物时，监管机构，公众舆论甚至医学界也可能阻碍。2016年，皮尤研究中心（Pew Research）的一项*意民**调查发现，69%的美国人非常或有点担心大脑芯片的前景，这些芯片可以提高集中或处理信息的能力。根据皮尤的说法，这种反对与对"失去人类控制"的恐惧密切相关。
脑外科医生在健康人的头部钻孔之前仍然需要一些说服力。斯坦福大学神经外科医生杰米·亨德森（Jaimie Henderson）与Shenoy一起植入了DeGray的植入物，并与Shenoy共同领导了该项目，他说，他认为创伤最小的小型植入物"风险相当低"，主要危险是3%到5%的感染率 - 这种风险对于改善严重残疾人的生活可能是值得的。问题是，健康的人是否从植入的计算机鼠标中获得足够的收益来抵消危险，即使它们很小。
"我不清楚身体健全的人能够从任何当前的脑机接口系统中获得什么好处，"亨德森说。"我们的目标是尽我们所能为那些失去功能的人恢复功能，而不是提供某种'超人'能力。
尽管如此，Shenoy还是几位学术科学家之一，他们告诉我，无论喜欢与否，他们确实认为消费者的大脑植入物将是可能的。像DeGray这样的足够多的受试者已经与植入物一起生活了多年，几乎没有不良影响，他们正在实现对脑老鼠的有用掌握。"从技术上讲，我没有看到任何障碍。10年前我不会这么说，五年前可能不会这么说，"Shenoy说。"它基本上是电极，芯片和收音机。
对某些人来说，这样的界面很有趣，因为我们现在花在手机，玩视频游戏，听播客或滚动浏览社交媒体上的时间非常多。这推动了对与大脑接口的新方式的投资，杜克大学法学教授Nita Farahany说，她正在写一本关于消费者神经技术的书。
"为什么看似不同的公司都在投资的问题是，如果你能用你的大脑作为控制器，而不是鼠标或操纵杆，那么想要投资就不会那么疯狂，"Farahany说。"这可能是计算机界面的下一次革命。
内森·科普兰（Nathan Copeland）是另一个患有脑植入物的瘫痪者 - 他是匹兹堡一项研究的一部分。去年，他成为第一个在家中将头插入平板电脑的人，这是他自己的时间里，而不是作为科学会议的一部分（通常需要一小队医务人员在临床环境中）。科普兰告诉我，起初他每天八小时使用这个设备，玩电子游戏和绘画程序。他后来厌倦了它 - 他的平板电脑是一种使用旧版Windows的医疗设备，其电池不会持续很长时间。
尽管如此，科普兰告诉我，他相信瘫痪的人是未来消费者大脑接口的"试飞员"。他说，就他自己而言，他最感兴趣的是能够在更高的水平上玩更多的视频游戏——这是他最喜欢的消遣之一。
游戏规则改变者
在接受长期脑植入物以与计算机接口的35人左右的人中，包括DeGray在内的29人拥有由盐湖城一家名为Blackrock Neurotech的公司制造的电极植入物。植入物，恰如其分地称为犹他州阵列，是一个硅方形，有100个小针，被推入大脑表面。贝莱德主要向在动物身上进行实验的研究人员出售系统，但随着投资者涌向植入物，观察人士有时会将Blackrock和Neuralink称为大脑接口的Lyft和Uber。
贝莱德（Blackrock）的总裁，一位名叫弗洛里安·索尔茨巴赫（Florian Solzbacher）的电气工程师认为，为瘫痪的人进行植入物的时机是正确的。"人们会说 哦，天哪，这是脑部手术 ，但实际上我们还没有看到任何问题，"他说。Solzbacher说，每当有人控制机器人或用机器人手吃Twinkie的视频时，他都会接到瘫痪的人打来的电话，想知道什么时候可以买到商业产品。直到最近，他才愿意说它可能很快就会发生："这一直是15年后的事情，现在我第一次能说的是，你很快就能把它带回家了。
在虚拟空间中进行的"混合现实"实验暗示了身体健全的人如何通过大脑接口体验计算机世界。
这是由于几个因素造成的，包括BrainGate硬件无线版本的开发。受试者没有电缆，而是将曲棍球大小的无线发射器拧到他们的大脑端口上。它不像Neuralink的电子产品那样紧凑和时尚，但它可以工作。Solzbacher表示，他的公司计划获得批准，向ALS或严重瘫痪患者出售自己改进的无线系统。
Solzbacher说，DeGray的打字方式指出了这项技术的潜力——例如，他可以比使用脑电图头带的人更快地敲出单词。"这意味着你比外面的任何东西都快10倍，"他说。"现在你可以开始提高生产力，你的表现接近一个身体健全的人。
然而，索尔茨巴赫的资金来源是那些不仅对帮助瘫痪者感兴趣的人。今年，他的公司从投资者那里筹集了1000万美元，其中包括德国亿万富翁克里斯蒂安·安格迈尔（Christian Angermayer），他在迷幻药、长寿治疗和心理健康方面进行了广泛投资。在一条推文中，Angermayer毫不怀疑他认为通用脑鼠标是最终目标："它基本上是大脑的输入输出设备，它可以使所有人受益。我们可以解锁真正令人惊讶的用例，我相信贝莱德将把我们带到那里。Ppl将直接用他们的思想相互交流，完成工作+甚至创作艺术品。
Solzbacher表示，目前，贝莱德的内部计划或预测都没有涉及消费者的大脑植入物。不过，他承认这种情况可能会发生："我预计社会上有一部分人可能真的想要它，即使他们没有错。
我问索尔茨巴赫，是否有任何身体健全的人曾经要求过这样的设备。他说他还没有收到这样的要求。
混合现实
Robert "Buz" Chmielewski全神贯注地低着头，由于屏幕，他看不到两个玩具大小的足球中的哪一个被放在他正在控制的机器人手中。利用他的想法，Chmielewski关闭了塑料和金属的手，并挤压了球。"粉红球，"他回喊道。当研究人员将其换成另一个更硬的球时，Chmielewski可以感觉到这种变化。"黑球，"他说。
50岁的Chmielewski在马里兰州大洋城发生冲浪事故30年后，于2019年植入了他的犹他州阵列，使他坐在轮椅上。在实验持续的两年中（九月结束），他植入的植入物比其他任何患者都多-在他大脑的两个半球总共有六个。正因为如此，他能够同时控制两个机器人手臂。更重要的是，放置在他的感觉运动皮层中的三个探针将信号发送回他的大脑，使他能够从机器人接收触觉信息。
50岁的Robert "Buz" Chmielewski在大脑的两个半球都植入了植入物。当它们就位时，他能够同时控制两个机器人手臂。
约翰霍普金斯大学
Chmielewski是约翰霍普金斯大学应用物理实验室的一个项目的一部分，该项目正在测试新的感知形式。他还尝试了微软HoloLens耳机，并利用他的虚拟触觉在虚拟空间中排列块。"如果你在三年前告诉我，我会用我的想法控制事情，我会说你疯了，"Chmielewski在最近的一次在线演讲中说。"我们正在开发的一些应用程序让我大吃一惊。
APL的研究人员包括人类和机器智能项目经理Michael Wolmetz。Wolmetz说，这些演示是人机交互未来"根本性"变化的一瞥，特别是"混合现实"的概念。虚拟空间的实验暗示了身体健全的人如何通过大脑接口体验计算机世界，这使得APL项目成为对这种技术如何导致人类增强的最明确的探索之一。
"对于整个生物历史，我们与环境互动的唯一方式是感官和运动功能，"Wolmetz说。"我们第一次有能力超越这种范式。这是第一次有任何生物有机体这样做。
Wolmetz不知道手术植入的大脑接口是否会被广泛使用，但他表示，这些设备是消费者如何使用未来的非侵入性系统（如读脑头盔或头带）的"先睹为快"，如果开发出准确的系统。
当我问Wolmetz他认为人们将来可能会使用这样的界面做什么时，他说很难预测。"这就像问计算机的用途，"他说。"我认为在我们的有生之年，这将是一切。但在未来五年内，很难回答这个问题。
有些人不仅想要计算机鼠标，还想要大脑中的整个界面——包括屏幕，或者任何取代屏幕的东西。其中一位是Max Hodak，Neuralink的前总裁。他在三月份被马斯克解雇了——目前还不清楚为什么——但很快成立了一家名为Science Corp.的新公司，得到了加密货币亿万富翁杰德·麦卡勒布（Jed McCaleb）的财政支持。霍达克说，他计划开发一种新型的植入物，这种植入物位于视网膜上，可以将信息发送到大脑后部的视觉皮层。
最初，霍达克的新公司将寻求帮助人们，比如他的祖父，他因视网膜疾病而失明。但医疗产品是一个更大的野心的跟踪马，那就是创造一种可以在健康人眼中产生图像的设备。
"它可能只是一个电脑屏幕，看起来和以前一样坚固，它只是漂浮在你面前，"他说。"当你睁开眼睛时，你会看到原子的世界。当你闭上眼睛时，你会看到比特的世界。霍达克认为，在一代人的时间里，孩子们会"困惑地告诉他们，当我们闭上眼睛时，那里曾经什么都没有。
道德问题
在马斯克和风险投资家到达现场之前，美国国防部的研发机构DARPA是世界上最大的脑接口研究资助者。
匹兹堡大学（University of Pittsburgh）研究员安迪·施瓦茨（Andy Schwartz）告诉我，他相信军方对这项技术的迷恋源于1982年克林特·伊斯特伍德（Clint Eastwood）的一部电影《 火狐》（Firefox ），这部电影的情节涉及窃取一架思想控制的苏联米格战斗机。施瓦茨说，在军方让他的一名研究对象驾驶一架模拟战机后，他停止了与该机构的合作。
布朗大学（Brown University）教授、BrainGate的创始科学家之一约翰·多诺霍（John Donoghue）也担心大脑植入物周围的"马戏团般的氛围"。他小时候坐在轮椅上，这是他追求恢复瘫痪者运动目标的原因之一。但几年前，当他在谷歌发表演讲时，一位工程师走近他，说他是一个狂热的游戏玩家。工程师想知道是否有可能拥有第三个拇指。
"这把事情推向了极致。我不想将电极植入人们体内，这样他们就可以成为更好的游戏玩家，"Donoghue说。"我总是挑战所有这些想法，因为我看不出它能给你带来什么。但我也不否认它...这就是驱动人们的动力。这是很酷的因素，你可以拥有这个新的界面。
Donoghue怀疑植入物是否能提供超能力，或者你是否能够很快将初学者法语直接*载下**到你的脑海中。大脑已经进化到以它所达到的速度接收和发送信息，而不是以以太网电缆的速度接收和发送信息。"您是否以4倍的速度收听播客？它的效果不是很好，"他说。"我们的大脑被制造出来，以我们可以使用它的水平来表达和接收语音。
Shenoy说，他担心的是，将计算机界面放入人们的脑海中会导致不平等和互联网上看到的相同类型的信息滥用。
但其他人则认为，读心术和精神控制是不断上升的危险。2017年，在Neuralink和Facebook的大脑接口计划公布的同一年，一群自称为晨兴集团的研究人员在《自然》杂志上发表了一份宣言 。 它敲响了关于大脑技术和人工智能进步之间"融合"的警钟。
该小组是在哥伦比亚大学神经科学家拉斐尔·尤斯特（Rafael Yuste）的敦促下成立的，他对自己实验室的实验感到震惊，在实验室中，他不仅可以从小鼠大脑的视觉中心读取，还可以使用激光让动物感知不存在的东西。"我们可以控制老鼠的视觉感知，我们可以像木偶一样运行它们，"Yuste说。
尤斯特保留了一份他认为指向神经技术如何损害人类自主性的实验清单。例如，加利福尼亚州的杰克·加兰特（Jack Gallant）的工作就是使用核磁共振成像扫描仪来推断人们看到的图像。还有一位科学家将一只猴子的大脑连接到控制不同猴子的手臂，称其中一只为"主人"，另一只称为"化身"。
塞尔曼设计
根本的恐惧是，如果技术破坏了晨兴集团（Morningside Group）所谓的"隐私的最后前沿"并了解我们的想法，那么互联网上的所有坏消息——虚假信息、恶意黑客、政府控制、企业操纵、无休止的骚扰——都会变得更糟。"有一个巨大的问题，那就是精神隐私的问题，"Yuste说。
今年五月，Yuste主持了为期一天的伦理学家和神经科技企业家在线聚会，讨论负责任的神经界面设计。
几位参与者表示，他们认为有必要在轻松收集大脑信息之前制定规则。"我们不想经历这个大公司收集数据以从中获利的循环，然后最终面临法规并寻求宽恕，"Kernel的首席技术官Ryan Field在活动中表示，该公司正在开发一种非侵入性耳机来读取大脑活动。
Yuste想要比那些管理互联网数据或iPhone上的内容更严格的隐私规则。他希望看到大脑数据像移植器官一样被处理——仔细跟踪，并禁止任何盈利行为。他说，至少大脑数据应该像医疗信息一样受到保护。他还说，应该禁止军方使用大脑植入物。
"我必须改变我"
在某些方面，脑机接口领域已经开始实现其最崇高的目标，也是一些人最担心的目标：人类和人工智能的融合。
像DeGray这样的研究志愿者当然就是这种情况。他的神经元的嗡嗡声被称为递归神经网络的AI软件解释。DeGray每天使用他的植入物，他都会开始想象一些简单的动作，比如画一个圆圈。然后，神经网络监听他的神经元，然后校准统计图谱，将每个神经元的活动与运动联系起来。大多数脑机接口不仅使用软件来解释大脑信号，而且还会改进它们——例如，程序可能会根据前几个字母预测某人试图拼写的单词。
这导致了贝莱德的索尔茨巴赫（Solzbacher）所说的"共享代理"，即部分由人选择，部分由机器选择的输出。"这在科学上很有趣，但也是一个伦理问题，"他说。"因为当系统适应时，谁在实际做出决定？"
目前，最接近大脑接口体验设计的事情是在加利福尼亚州与DeGray进行的实验。最近，该团队一直试图让DeGray尝试心理触摸打字。如果软件可以跟踪他想用手指做的动作，这可能会进一步提高他的通信速度。问题是，在他出事之前，德格雷从来都只是一个狩猎和啄食打字员。他现在把纸键盘贴在床上方的天花板上，这样他就可以练习打字。
我想从DeGray那里知道的一件事是用他的大脑操作计算机是什么感觉。他描述了他所谓的"思想的相遇"，一车的机器和软件阅读他的想法。当他执行想象中的手写任务时尤其如此。
"这是一种非常个人的互动。你必须感觉到运动在你自己身体里的位置，"他说。"你试图写信，它试图理解你。我不会称之为一种关系，但它很接近。这几乎是设备和我之间的对话。有些日子一开始有点诡异 - 很难唤醒它。当然，机器是完全恒定的。所以我必须改变我才能让它发挥作用。
有一天，德格雷想象着写出5000字。他非常努力地工作，研究人员不得不提醒他呼吸。"我只是把它捣碎了，"他说。"在做这么多字的过程中，你可以保持一致。你很快就会陷入计算机可以识别的模式。