前言 腦機接口，讓我們得以解開人之為人的最終奧義

在自然界的所有秘密中，最大的兩個奧秘莫過于浩瀚的宇宙和人類的大腦。

隨著科技的跨越式發(fā)展，人類已經(jīng)能看見數(shù)十億光年以外的星系。生物學(xué)家破譯了生命的密碼子——基因，物理學(xué)家已經(jīng)抵達(dá)了量子領(lǐng)域，距離揭示自然的終極定律僅一步之遙……在霍金這樣的天才科學(xué)家已經(jīng)開始為人類探索地外文明的命運擔(dān)憂不已時，大腦的奧秘至今仍困擾著人類自身。對絕大多數(shù)科學(xué)家來說，他們肩頸上的這顆重量不到1.4千克、從生下來就被禁錮在顱骨中的“一團糨糊”，才是最神秘與未知的存在。

當(dāng)你凝望夜空時，你是否曾望向繁星背后的虛空：“宇宙的邊界在哪里？時空的本質(zhì)究竟是什么？幽暗的深空中此刻是否也有一雙眼睛正在凝視著你？”

當(dāng)你凝視鏡中的自己時，你是否曾望向雙眼背后的大腦：“我”到底是誰？寄居在這副皮囊之中的靈魂是否真的存在？當(dāng)肉體衰亡，“我的靈魂”是將隨之消散還是化為飄蕩于宇宙之中的一股電波？

許多科學(xué)家尤其熱愛將宇宙與大腦進行類比：銀河系中有1000億顆恒星，大致與人類大腦中的神經(jīng)元的數(shù)量相同。宇宙和大腦構(gòu)成了人類面臨的最大的科學(xué)挑戰(zhàn)，但它們也有一種奇特的關(guān)系。它們其實是對立的：當(dāng)我們談?wù)撚钪鏁r，那是關(guān)于外層空間的廣闊性：壯麗的螺旋形銀河、朦朦朧朧的星云、頑皮的彗星、神秘的黑洞和走向毀滅的超新星……宇宙的邊界，代表著人類能夠抵達(dá)的最遠(yuǎn)的地方。而當(dāng)我們談?wù)摯竽X時，那是關(guān)于自我的基本結(jié)構(gòu)，在那里我們將發(fā)現(xiàn)我們最私密且寶貴的情感、意愿、夢想、記憶、愛、恨、欲望和痛苦……大腦的深處，深藏著人之所以為人的最終奧義。

在“腦機之父”米格爾·尼科萊利斯的講述中，宇宙與大腦擁有共同的歷史和故事。在他的著作《腦機穿越》（Beyond Boundaries）⁽¹⁾中，這位巴西籍教授深情且富有詩意地描述了人類心智從無到有的史詩：

行星形成了，大部分都光禿禿的，沒有生命跡象。然而，幾十億年前，至少一個有趣的實驗導(dǎo)致了生物化學(xué)及遺傳機制的出現(xiàn)，使生命得以維持與繁衍。之后，生命開始變得繁盛，努力拼搏，永遠(yuǎn)充滿希望與志向，并通過許多完全不可預(yù)知的路徑開始進化。

接下來，我看到了第一對原始人類伴侶肩并肩行走的圖像，那是數(shù)百萬年前的一個夜晚，在非洲中部——今天埃塞俄比亞境內(nèi)的阿法爾沙漠。我看到人類的祖先第一次仰望無邊無際的天空，眼中充滿了敬畏與恐懼，那時他們的大腦中電波涌動，搜尋著我們今天還在苦苦思索的問題的答案。

我意識到，這些膽怯而好奇地看著天空的原始人類開始了漫長而宏偉的接力賽。從那以后，世世代代的人類都在尋找有關(guān)存在、意識以及周圍一切的意義的根本解釋。

從宇宙大爆炸到人類大腦的形成，150億年間，人類大腦成為宇宙中最平常卻最偉大的奇跡。

事實上，在漫長的歷史長河中，我們并沒有理解人類的大腦是什么，更遑論它是如何工作的。古埃及人在藝術(shù)和科學(xué)上取得了輝煌的成就，但他們認(rèn)為大腦是一個無用的器官，于是在給法老的尸身做防腐處理時把大腦扔掉了。亞里士多德認(rèn)為，靈魂居住在心臟里，而不是在大腦里。他認(rèn)為大腦的唯一作用是冷卻心血管系統(tǒng)。

這個“黑暗時代”持續(xù)了幾千年是有其原因的。人類的大腦大約只有1.4千克，并且有75%～80%是水，其余的主要成分是脂肪和蛋白質(zhì)。誰又能想到，這三種平平無奇的物質(zhì)，凝聚起來竟然帶來了思考、記憶、視覺、愛恨、審美等種種最奇妙、最復(fù)雜、最難以解釋的人類的情感、意識與思想呢？

大腦的一大悖論是：你對世界所知的一切，都來自一個從未親眼見過這個世界的器官。大腦存在于寂靜與黑暗之中，它沒有疼痛感受器。如果你看過《漢尼拔》，你必然會對其中一幕永生難忘：當(dāng)食人魔漢尼拔用餐刀將你的大腦像片羊肉似的一片一片片下來放進你的餐盤中時，你是完全感覺不到疼痛的。對你的大腦來說，世界只是一股股電脈沖。在電波組成的浩瀚汪洋中，大腦為你創(chuàng)造了一個活色生香、可愛又引人入勝的世界。從這個意義上來說，你的大腦就是你，其他一切都只是管道和支撐。

大腦作為一項純粹的奇跡，人類對其認(rèn)知卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于對宇宙間其他東西的認(rèn)知，因為我們無法直接“看到”自己的大腦。在漫長的歲月里，科學(xué)家只能或者通過對去世的中風(fēng)患者的尸檢來揭示大腦的哪一部分出了故障，或者利用電極探針探測患者大腦，將得到的信息慢慢地、耐心地拼湊起來，以確定大腦的哪一部分影響哪種行為。

但是，這些神經(jīng)科學(xué)研究的基本方法并不能系統(tǒng)地分析大腦。你不能要求一個中風(fēng)患者的大腦損傷剛好就在你想研究的特定區(qū)域。大腦是一個活的、動態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)，尸體解剖又怎么能發(fā)現(xiàn)大腦的神奇之處呢？死去的大腦已經(jīng)停機，而大腦的奧秘正潛藏于它的活動之中。大腦的各個部分相互作用，時刻為我們描繪著這個世界，使我們產(chǎn)生愛意、仇恨、嫉妒和好奇心。只有當(dāng)意識涌現(xiàn)，人類的生命才具有了真正的價值。

400多年前，望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明幾乎在一夜之間促成了人類天文學(xué)的飛躍。這是自古以來最具革命性的儀器之一。突然，過去的神話傳說如同晨間的露水一般蒸發(fā)不見了。你能親眼看見月亮上并沒有嫦娥、玉兔與桂花樹，光禿禿的，并且分布著大大小小的環(huán)形火山；太陽表面有黑色的斑點；木星有衛(wèi)星；金星有相；土星有環(huán)。在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后的20年間，人類所學(xué)到的東西比過去2000年歷史中學(xué)到的總和還要多。

像望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明一樣，在即將進入21世紀(jì)的時候，磁共振成像、腦電圖和各種先進的腦部掃描儀器極大地改變了人們對大腦的研究方式。一時間，這些儀器讓我們得以看到心智與意識在活的、思考著的大腦中的涌動。同樣，我們在過去的20年中對大腦的了解比之前人類歷史中對大腦了解的總和還要多。并且，一度被認(rèn)為是觸不可及的意識，終于呈現(xiàn)在了舞臺的中心。

現(xiàn)在，科學(xué)家通過磁共振成像掃描便可以捕捉在我們大腦中流動的思想，也可以在完全癱瘓的患者的大腦中植入芯片，并把它連接到計算機上。患者可以上網(wǎng)、閱讀和發(fā)信息、玩視頻游戲、操控自己的輪椅、使用家用電器、操縱機械臂。事實上，這樣的患者可以通過腦機接口做任何一個身體狀況正常的人能做的事。

尼科萊利斯教授的研究甚至更進了一步。早在21世紀(jì)初，他就帶領(lǐng)美國杜克大學(xué)的研究團隊通過將人類大腦直接連接到“外骨骼”的方式，讓癱瘓多年的患者站了起來，能夠“活動活動”他們的四肢。借助這種此前只在科幻電影中出現(xiàn)過的“機械戰(zhàn)甲”，一位癱瘓多年的患者在2014年巴西世界杯上開出了第一球。科學(xué)家相信，總有一天，四肢癱瘓者可以過上正常人的生活，精神病患者也將重新感受到愉悅與幸福。這種“外骨骼”也會賦予我們超級力量，總有一天，電影《阿凡達(dá)》中的情景將再現(xiàn)，我們可以足不出戶，用意念操控著替身去探索地球之外的文明，無論這個替身是克隆生物體還是意念機器人。

下載知識、移植記憶、意念互通與大腦聯(lián)結(jié)將不再只是存在于科幻電影中的想象，它們終將成為現(xiàn)實。那時，我們就能夠像下載一首歌或一部電影那樣，從互聯(lián)網(wǎng)上下載知識與技能，我想知道什么我立刻就能知道，我不知道為什么知道，但我就是知道了；我們能夠記錄、上傳、分享記憶；“大腦網(wǎng)絡(luò)”的設(shè)想也終將成真。

這項革命性的技術(shù)帶來的希望是如此巨大，以至于從最高的決策者到最激進的探索者都將其視為通往未來的終極道路。事實上，腦科學(xué)已成為世界上最大的經(jīng)濟強國與經(jīng)濟體之間的競爭之源。2013年1月，時任美國總統(tǒng)奧巴馬宣布啟動10年內(nèi)投入30億美元的“腦科學(xué)計劃”（Brain project），這項野心勃勃的計劃彰顯了美國的決心與勇氣，歐盟、日本、中國也紛紛啟動了百億資金級別的國家級大腦研究計劃。全球網(wǎng)上支付平臺Paypal創(chuàng)始人之一埃隆·馬斯克（Elon Musk）相信，他在腦機接口領(lǐng)域的布局——Neuralink公司的意義將遠(yuǎn)超特斯拉和SpaceX⁽²⁾。后者的目標(biāo)是改造人類現(xiàn)有的生活，而Neuralink公司想做的是重新定義人類的未來。

解讀大腦的復(fù)雜神經(jīng)電路一度被視為毫無希望，科學(xué)家認(rèn)為此舉超越了現(xiàn)代科學(xué)的范圍，現(xiàn)在腦機接口已經(jīng)成為腦科學(xué)與計算機學(xué)兩個相互碰撞的項目的焦點。如同人類基因組計劃將改變科學(xué)和醫(yī)學(xué)的景觀，腦機接口技術(shù)的突破不僅會賦予我們了解大腦的無與倫比的洞察力，也會產(chǎn)生新的工業(yè)領(lǐng)域，刺激經(jīng)濟活動，重塑人們的生活方式，從根本上引發(fā)政治、經(jīng)濟、社會、文化的大變革。

一旦大腦的神經(jīng)通路最終被解碼，情感、意識與思想的密碼也會被破譯，創(chuàng)建一個大腦的復(fù)制品將成為可能。這會引出一個最終的哲學(xué)命題：我是誰？當(dāng)意識可以上傳至計算機（或者大腦的復(fù)制品），人類是否將實現(xiàn)數(shù)字化永生？當(dāng)肉身衰亡，我們的靈魂能否永恒存在？當(dāng)我們終有一天戰(zhàn)勝死亡——人類所有欲望與恐懼的起點，我們是人還是神？我們是完成了人類的終極進化，還是走向了人類這一物種的滅絕？

也許在遙遠(yuǎn)未來的某一天，心靈將徹底拋棄肉身在星際間漫游，正如未來學(xué)家所推測的那樣，這并不違反物理學(xué)定律。從現(xiàn)在算起的幾百年后，我們可以將整個神經(jīng)藍(lán)圖放到激光束上，發(fā)射到深空，穿越蟲洞，抵達(dá)時空的盡頭，也許這才是人類（如果那時還能稱之為人）探索星辰大海的終極方式。

一個輝煌的、將重塑人類命運的、嶄新的科學(xué)景觀，現(xiàn)在真正打開了。我們正在進入一個全新的腦機接口時代。

我現(xiàn)在邀請你和我一起踏上這場關(guān)于腦機接口的最前沿的科學(xué)之旅，我保證你將能更深刻地理解來自古希臘時期的座右銘：“認(rèn)識你自己。”

但是，讓我們先回到一切開始的地方。