馬斯克腦機融合系統(tǒng)Neuralink：人類只有一個選擇——成為 AI

時間：2017-04-24

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【導讀】著名科技作家 Tim Urban 在 WaitButWhy 上發(fā)表長文，詳解了 Elon Musk “腦機接口”的前世今生和 Neuralink 的宏偉藍圖，包含大腦研究的深入介紹。Elon Musk 對作者表示，超級人工智能必將實現(xiàn)，人類只有一個選擇：成為 AI。他認為腦機融合后的 AI 系統(tǒng)將以和人類的本能大腦與理性大腦同樣的特性存在。人腦和計算機將融合無間，人類甚至無法察覺自己在運用 AI 思考。

“第一次聽說 Neuralink 之后僅僅六周，我就確定其工程之大膽、使命之壯麗，簡直讓特斯拉和 SpaceX 都黯然失色。那兩家公司在試圖定義未來人類會做什么，Neuralink 則意在定義未來人類是什么。”

這是著名科技作家 Tim Urban 在WaitButWhy 上發(fā)表的近4萬字長博客中的一段話。這篇長博客可讓關(guān)注 Elon Musk 和他新公司 Neuralink 的人過足了癮。文章從水母、原始人和神經(jīng)元講起，直講到 Elon Musk 正在做的“腦機接口”和 Neuralink 的偉大抱負。全文貫穿著搞笑而又非常說明問題的圖片，文風也是 Urban 一貫的深入淺出風趣幽默。倒是 Elon Musk 在文章最后才不緊不慢地出場，表達了 Neuralink 希望應用其技術(shù)幫助老年人維持他們的認知能力。不過，Elon Musk 對 Neuralink 的愿景如此舉重若輕的描述，更讓人期待這篇長文都寫了什么。要知道，Tim Urban 這位最受“鋼鐵俠”欣賞的科技作者，可是把這篇文章的寫作過程說成是“我感覺就好比坐著時間機器去了一趟未來，現(xiàn)在我要告訴你一些根本無從想象的怪事。”

人類只有一個選擇：成為 AI——Elon 的宏圖

亞伯拉罕·林肯想出下面這句話的時候很自得：“這個民有、民治、民享的政府永世長存。”自得也有道理，確實是金句。“民有、民治、民享“這一理念就是民主的核心。不幸的是，人民不滿意，所以民主也落得不討好。但比起其他選項，民主也算得上奮斗的目標。

Elon 如此說到：“我認為對集體的保護是重要的，丘吉爾曾說：‘民主制度是除去其他所有最糟的制度之外最糟的制度。’當然，如果我們擁有柏拉圖提出的那種哲學家和國王合一的統(tǒng)治者，那就沒什么問題了。但實際情況是，今日的當權(quán)者都糟糕得很。

換句話說，民主就相當于藏在下水道里躲避怪獸。

很多情況下，鋌而走險以爭取最好的結(jié)果不失為好的策略，但是當賭注過高時，還是謹慎行事為妙。權(quán)利也是如此。這就是為什么，盡管民主不出意外會導致平庸，但Elon認為，“盡管美國公眾對總統(tǒng)有這樣那樣的意見，基本不會有人會鼓吹集權(quán)。”Elon視 AI 為終極的權(quán)利，因而也認為AI的發(fā)展尤其需要采取謹慎的態(tài)度。他所持的，最大程度降低AI對人類威脅的策略基本就等于使AI實現(xiàn)民有、民治、民享的理念。

為了在AI領(lǐng)域推行這一理念，Elon從不同角度做出了多種努力。

在“民治”和“民享”的部分，他和Sam Altman創(chuàng)立了OpenAI，自述為“一家非營利性的AI研究企業(yè)，致力于研發(fā)和制定實現(xiàn)安全的通用人工智能的路徑”。

通常情況下，當人類創(chuàng)造新事物時，總是由一些具有創(chuàng)新意識的先行者引領(lǐng)。嘗試成功后，隨著一個產(chǎn)業(yè)的誕生，那些企業(yè)的巨鱷會參與進來并將先行者的努力全面發(fā)展壯大。

但是，如果那些先行者制造的是一根魔杖，這根魔杖會賦予掌握它的人無上的，堅不可摧的，凌駕于所有人之上的權(quán)利，甚至阻止任何其他人再制造魔杖的權(quán)利。這就有點兒棘手了，對嗎？

Elon眼中今日AI發(fā)展的方向就是上面這種情形。既然無法阻止人類創(chuàng)造魔杖，他的解決方案就是創(chuàng)造一個開放、合作、透明的魔杖研發(fā)實驗室。每當這個實驗室中產(chǎn)生了新的研究突破，不同于其他會將此視為秘密嚴守的公司，他們會將這一突破公布給所有人去了解，或借鑒用于各自的研發(fā)。

一方面來講，這么做也是有明顯的缺點。邪惡勢力也在努力制造魔杖，誰也不想第一根魔杖是從他們手中誕生。如今，壞人們的研究也能從這一實驗室的創(chuàng)新成就中獲益。著實令人擔憂。

但是這一實驗室也促進了成千上萬其他人的研究，并對早期的小部分先驅(qū)者形成了巨大的競爭。一些人大幅先于其他人制造出魔杖已無可能。比較可能出現(xiàn)的情況是，當?shù)谝桓嬲饬x上的魔杖最終被制造出來時，已經(jīng)有成千上萬類似的成品同時存在，即具備不同能力，被不同的人所創(chuàng)造，多種用途的其他魔杖。

如果地球上要誕生魔杖，Elon認為，至少讓它掌握在全球的大部分人而非一位握有極權(quán)的魔法師手中。他自己這樣表述：如果每個人都來自氪星球，那沒什么問題了。但是如果只有一個超人，而這個超人還希特勒附體，麻煩就大了。更糟的情況是，某一位先行者的魔杖很可能是基于他滿足自身的需求創(chuàng)造的。如若將未來的魔杖產(chǎn)業(yè)發(fā)展為集體智慧的結(jié)果，多種多樣的需求和目的都應該有對應的魔杖去滿足。應該使得全世界魔杖的能力都是首先反映了大眾的需求。

你懂的，就跟民主類似。

尼科拉·特斯拉、亨利·福特，萊特兄弟和阿倫·圖靈都一馬當先引領(lǐng)了產(chǎn)業(yè)革命，這都沒問題。但是當被創(chuàng)造的東西將擁有無法想象的極權(quán)時，我們不能袖手旁觀，風險將難以掌控。

OpenAI就是為實現(xiàn)AI創(chuàng)造民主化所做的努力，目的是使得所有的產(chǎn)業(yè)巨頭在AI的發(fā)展初期都致力于對民主化的研究。Elon總結(jié)道：AI必將大幅超越人類的能力。為了讓它的存在與人類，尤其是絕大多數(shù)人類共同的意愿相連接，它應該是基于大多數(shù)人意愿產(chǎn)生的結(jié)果，因為它將服務于這些人的意愿。至此，我們就實現(xiàn)了人類同等水平或高于人類AI的民治和民享，降低了AI落入單一邪惡勢力或壟斷勢力之手的風險。

剩下的就是“民有”部分。

這部分解決起來應該比較容易。別忘了那些產(chǎn)業(yè)巨頭正在基于他們制造汽車、大型機械和計算機的同一個目的——創(chuàng)造超級智能AI，即拓展他們的疆域，并將其中將產(chǎn)生的工作外包。汽車是代步工具，大型機械是制造工具，而計算機解決了信息存儲、管理及計算的問題。具有思考能力的計算機將是偉大的創(chuàng)造，它能使得人類將最重要及最高強度的工作實現(xiàn)外包。人類的一切都構(gòu)建與思考之上，想象一下制造一個人類思考能力延伸的超級智能所將帶來的巨大能量吧。而人類的延伸從定義上講也屬于人類，即“民有”。

只有一個問題：具有超級能力的AI不同于其他發(fā)明。其他的技術(shù)都擅長于它們自身的制造用途，但總的來說，它們僅僅是些具有非常有限智能的無意識的機器。但我們現(xiàn)在試圖制造的AI將像人類一樣聰明，且超級聰明。同樣的規(guī)則怎么還可能適用？

人類自己創(chuàng)造的技術(shù)當然是屬于人類的，這一觀點如此顯而易見，說出來都顯得有點兒傻。但是如果我們創(chuàng)造了比我們自己還聰明的事物，它還能那么容易被控制嗎？

有沒有這種可能，一個被創(chuàng)造出來的事物，其智能高于任何人類，將不滿足于僅作為人類的附庸而存在，即便它被制造的目的如此？

我們無法預知實現(xiàn)的場景，但保險的做法是現(xiàn)在承認，是的，這些可能性是存在的。一旦擔心變?yōu)楝F(xiàn)實，我們的麻煩就大了。

人類發(fā)展的歷史表明，地球上一旦出現(xiàn)智能遠高于其他物種的物種，它必將對其他所有物種構(gòu)成威脅。如果AI變成了這樣一個最高智能物種，而它又不屬于人類，它具有自我意識，那我們?nèi)祟惥捅粴w入“其他所有物種”的類別了。

因而壟斷AI就是問題所在，OpenAI就致力于解決這一問題。但與之相比，更嚴峻的問題在于防范AI失控。

Elon為此輾轉(zhuǎn)反側(cè)。在他看來，超級智能AI的崛起只是時間問題，在那一天到來之前，人類務必要避免自己不落入“其他所有物種”的境地。在AI與其他所有物種共存的未來，在他看來，人類只有一個選擇，就是:

成為AI。

Elon將人類大腦數(shù)字三生細胞壁（tertiary layer）比喻為巫師帽。概念是指全腦界面將變?yōu)槿缤瑢⒃O(shè)備植入大腦，使大腦變?yōu)樵O(shè)備。

AI 系統(tǒng)將和大腦融合無間

你的設(shè)備賦予你半機器人的超級能力，并作為通往數(shù)字世界的窗口。巫師帽的電極陣列是一種新的大腦結(jié)構(gòu)，與大腦邊緣系統(tǒng)及大腦皮質(zhì)并列。（對于大腦邊緣系統(tǒng)、大腦皮質(zhì)等基本結(jié)構(gòu)的介紹，請見后文——編者）

但大腦邊緣系統(tǒng)、大腦皮層質(zhì)及巫師帽僅僅是硬件系統(tǒng)。當邊緣系統(tǒng)在工作時，與你交互的并不是該物理系統(tǒng)，而是其間的信息流。這是一種物理系統(tǒng)內(nèi)部的活動反映在意識中，使你感受到憤怒、恐懼、饑渴或饑餓。

大腦皮質(zhì)是同樣道理。包裹著你大腦的物質(zhì)存儲并管理信息，但是當你思考、觀察、聆聽或感受的時候，你體驗到的是信息本身。視覺皮層本身對你來說沒有任何作用，是其間的光子信息流給你帶來一個視覺皮質(zhì)的體驗。當你挖掘你的記憶時，你不是在尋找神經(jīng)元，而是在搜索存儲在神經(jīng)元的信息。

大腦邊緣系統(tǒng)和皮質(zhì)只是大腦灰質(zhì)。是灰質(zhì)間的活動流形成了你熟悉的內(nèi)在特性，動物本能的大腦和人類理性的大腦。那么這對數(shù)字三生細胞壁又意味著什么呢？這意味著盡管大腦中存在的是物理設(shè)備，但是電極陣列本身，即你將體驗及了解的三生細胞壁的組成部分，正是陣列間流動的信息。

正如邊緣系統(tǒng)產(chǎn)生的感受及欲望以及大腦皮質(zhì)產(chǎn)生的思想和低語在你感受來都如同你的一部分，你的內(nèi)在，在巫師帽中發(fā)生的一切活動也將帶來同樣的感受。

Elon對于 Wizard Era 的展望只是巫師帽應用之一，其中一個核心的目的為將其作為大腦及基于云端的定制AI系統(tǒng)之間的交互界面。他相信這一AI系統(tǒng)將以和你的動物本能大腦和人類理性大腦同樣的特性存在。

他這樣講：可以想象，是可能有種方式使得三生細胞壁令人感受到它是人的一部分。它不是卸載的對象，它就是你。

寫下來看著挺有道理。你用大腦皮質(zhì)完成大多數(shù)思考，但是當你餓了，你不會說“我的邊緣系統(tǒng)餓了”，而是“我餓了”。同理，Elon認為，當你解決問題時，AI給出解決方案，你不會說：“我的AI想到了！”，而會說：“我想到了！”當你的邊緣系統(tǒng)想偷懶，而你的大腦皮質(zhì)想工作時（我經(jīng)常有此經(jīng)歷），你感覺并不是在跟某些外部力量斗爭，而是你自己想嚴格要求自己。同理，當你采取了某些策略，而你的AI反對時，真實的意見相左和爭論就會發(fā)生了，但這感受起來也是一種自我的內(nèi)心斗爭，而不是在與你思考中產(chǎn)生的另一方在爭論。這種爭論感覺上和思考一樣。

總之寫下來看著確實挺有道理的。

但我最初聽到Elon談論這一概念時，總覺得不大對。不論怎么努力嘗試理解，我總是忍不住用我比較熟悉的概念去套用，例如這就類似我腦中可以聽到它說話，或者甚至可以一起思考的一個AI系統(tǒng)。在這些場景中，這個AI看上去還是一個與我交流的外部系統(tǒng)，并不像我。

之后有一天晚上，當我在重讀Elon之前的一些論述時，我頓悟了。AI可以成為我，完完全全地。我明白了。

但之后我又搞不明白了。第二天當我試圖向另外一個朋友解釋我的頓悟時，我把我倆都搞暈了。我又回到持有“等等，這個AI不可能真的成為我，它還將是在和我交流“這種想法的境地。自那之后，我的想法反反復復，無一善終。這種狀態(tài)就類似有那么一個瞬間，時間變成相對的，時空只是單一一層。似乎有那么一瞬有種直覺，時間變慢而你變得很快。然后我又迷失了。我在寫下上述幾句的時候，直覺又不存在了。

成為AI最難的一點在于它結(jié)合了兩個無意識的概念：大腦界面和大腦界面可以賦予你的能力與通用人工智能。今天的人類還不具備理解其中任一項的知識。無論我們自認為想象力多豐富，我們的想象力僅僅是基于我們的生存經(jīng)驗，而上述概念對我們來說是全新的。這就如同嘗試去想象一種從沒見過的顏色。

這就是為什么當Elon談論他的信念時，我在信服和盲從之間徘徊。不過考慮到他在七歲時就已經(jīng)理解時空觀，且懂得如何殖民火星，我傾向于多聽聽他怎么說。

帶寬是腦機融合的關(guān)鍵

他談到的是這一切都跟帶寬有關(guān)。很顯然，如果想讓巫師帽能發(fā)揮作用，帶寬意義重大。但Elon認為，如果要成為AI而不是使用AI，與AI連接時，帶寬不是可供選擇的，而是必備的。

他是這樣考慮的：通信帶寬速度非常慢，尤其在輸出時，這是挑戰(zhàn)所在。當你使用手機輸出信息時，你兩根拇指移動的速度非常之慢。如果帶寬過低，與AI的互動程度就會非常之弱。基于低帶寬的限制，這種互動基本是無意義的。AI基本就會我行我素，因為速度太慢沒有溝通可言。溝通速度越快，融合程度越高，溝通速度越慢，融合程度越低。我們與AI分離程度越高，AI越偏離我們，最終倒戈相擊的可能性就越大。如果AI與我們越來越疏離，智能水平又遠高于我們，如何能確保他們不生成與人類利益背道而馳的優(yōu)化機制？但是如果我們能實現(xiàn)一種緊密的共生關(guān)系，AI 就不是“非我”，而是我們自己的一部分，并將與我們形成類似皮質(zhì)與大腦皮質(zhì)和邊緣系統(tǒng)之間關(guān)系近似的關(guān)系。

Elon 視通信帶寬為決定人機融合程度的關(guān)鍵因素，同時將人機融合程度視為我們未來在AI世界中生存的關(guān)鍵因素：我們或者被遠遠拋在身后，全無用處，被當做寵物（如家貓）對待；或者最終找到某種與AI共生及融合的方式。之后他補充道：能被當做家貓還是算是不錯的結(jié)局呢。

在完全無法想象未來充斥著 AI 的世界是什么樣子的前提下，在超級智能時代到來之前，通過人機融合實現(xiàn)對人類物種的保護聽起來挺靠譜。AI 時代人類可能會受到的威脅將來自于利用 AI 作惡的人類以及與人類利益相悖的AI。當絕大多數(shù)人類都能控制一部分AI，與AI共同思考，利用AI自我防御，或通過與AI融合，進而基本上能完全理解AI的想法，人類就處于不那么危險的境地了。

人類會變得從未有過的強大，也是很恐怖的一件事，但是如 Elon 所講，如果人人都是超人，單個人就很難造成大面積傷害，會有很多限制和平衡加以制約。人類也因此不太可能對AI整體完全失控，因為AI將以多種目的廣泛存在。

但時間是關(guān)鍵，Elon強調(diào)，向這一方向努力的進度至關(guān)重要。數(shù)字超級智能的發(fā)展程度不應該超過腦機融合界面實現(xiàn)程度太多。

我在考慮上述問題時，顧慮在于人類的全腦界面是否足以支撐這種人機融合的實現(xiàn)。我向Elon提出了這一顧慮，并指出人腦思考的速度和計算機的處理速度之間仍然存在著巨大的差距。

他答道：是的，但是根據(jù)數(shù)量級順序增加帶寬會改善這一情況。方向也是正確的。能解決所有問題嗎？不能。但是方向?qū)幔渴菍Φ摹Ｈ绻欢ㄒ蛞粋€方向走，為什么不選擇這一個？

這就是Elon設(shè)立Neuralink的初衷。

Neuralink 團隊：從1000人中篩選的9人

在寫作過程中，我有機會采訪到 Neuralink 創(chuàng)始團隊一半的成員，下面給大家介紹一下 Neuralink 的創(chuàng)始團隊。

Paul Merolla，過去七年里擔任 IBM 首席芯片設(shè)計師，負責 SyNAPSE 項目，領(lǐng)頭開發(fā)了 TrueNorth 芯片。Paul 說他專注的領(lǐng)域被稱為神經(jīng)形態(tài)學（neuromorphic），其目標是根據(jù)大腦結(jié)構(gòu)的原理設(shè)計晶體管電路。

Vanessa Tolosa，Neuralink 的微織造（microfabrication）專家，也是生物相容性材料（biocompatible materials）領(lǐng)域最重要的研究者之一。Vanessa 的工作設(shè)計根據(jù)集成電路的原理設(shè)計生物相容性材料。

Max Hodak，在杜克大學 Miguel Nicolelis 的實驗室開發(fā)開創(chuàng)性的 BMI 技術(shù)，同時每周兩次在大學和 Transcriptic 公司之間往返，Transcriptic 是他創(chuàng)立的“生命科學機器人云實驗室”。

DJ Seo，二十多歲時在 UC Berkeley 設(shè)計了一種尖端的新型 BMI 概念，叫做“神經(jīng)塵埃”（neural dust），是一種微型超聲波傳感器，為記錄大腦的活動提供了新的方法。

Ben Rapoport，Neuralink 的外科專家，也是一名頂級的神經(jīng)外科醫(yī)生。他從麻省理工學院獲得電氣工程博士學位。

Tim Hanson，他曾是“地球上最好的全能工程師之一”，他自學了材料科學和微織造方法，開發(fā)了 Neuralink 將會使用的一些核心技術(shù)。

Flip Sabes，是 USCF 實驗室的主管研究員，他結(jié)合“皮質(zhì)生理學（cortical physiology），計算與理論建模，以及人類心理物理學和生理學”，開創(chuàng)了 BMI 的新領(lǐng)域。

Tim Gardner，它此前是 BU 的主管研究員，他的實驗室對鳥類植入 BMI 進行研究，以了解“基本神經(jīng)單元如何組合創(chuàng)造復雜的歌曲”，以及“不同時間尺度神經(jīng)活動模式之間的聯(lián)系”。

然后就是 Elon Musk，他既是 Neuralink 的CEO，也是團隊的一員。在談到神經(jīng)科學時，馬斯克顯然是團隊中專業(yè)知識最少的一員。但他也創(chuàng)立了 SpaceX，他同樣也沒有多少航天知識，但是通過閱讀和咨詢專家團隊迅速成為一名受到認可的航天科學專家。在 Neuralink，這很可能再次發(fā)生，因為，他說：“沒有深刻的技術(shù)理解，我認為很難做出正確的決策”。

我問馬斯克，它是如何找到這個團隊的。他說，他起碼見了超過1000人，最后形成了這樣一支團隊。最大的挑戰(zhàn)是公司需求的完全獨立的專業(yè)領(lǐng)域太多，例如神經(jīng)科學，腦外科，微電子技術(shù)，臨床試驗等等。他想找到跨專業(yè)的專家。你可以看到，這支團隊里每個人都將自己獨特的交叉領(lǐng)域帶到一起，組成一個共同的大的專業(yè)領(lǐng)域（mega-expert）。這不是一個簡單的組合。

我想給大腦造頂巫師帽

上個月，我接了個電話。

好吧，可能不是這么回事，他沒那么說。但聽了 Elon Musk 正在搞的新公司后，我知道他要干的就是這個。

我之前寫特斯拉和SpaceX 的時候明白了一件事：要想了解某些公司，你得像縮放圖片那樣，放大又縮小地反復看。縮小，看看那些工程師們面對的技術(shù)難題；放大，審視我們種族面臨的生存挑戰(zhàn)；再放大，看看這個世界的模樣；又縮小，鳥瞰我們從哪里來向哪里去。

Elon 的新公司也是如此，第一次聽說Neuralink六周后，我就確定其工程之大膽、使命之壯麗，簡直讓特斯拉和 SpaceX 都黯然失色。那兩家公司在試圖定義未來人類會做什么，Neuralink 則意在定義未來人類是什么。

Neuralink 令人腦洞大開的宏大使命，加上人類大腦迷宮般的錯綜復雜，讓我心中裝滿了一堆最難的概念和疑惑。但，像我剛才說的那樣，經(jīng)過一番放大縮小之后，忽然間一切都豁然開朗。我感覺就好比坐著時間機器去了一趟未來，現(xiàn)在我要告訴你一些根本無從想象的怪事。

不過，在我?guī)阋沧线@趟時間機器之前，我們又要搞一下那個放大縮小的把戲。因為親身經(jīng)歷告訴我，不搞清楚往哪兒看，就別想理解 Elon 的巫師帽計劃。

所以，忘了你自己那些關(guān)于大腦和大腦未來的知識吧。穿舒服點兒，咱們上路了。

人類巨人

6億年前，什么都做不了。

問題在于大家都沒有神經(jīng)。沒有神經(jīng)，你就不能動，也處理不了任何信息。你就那么默默存在著，直到死去。

但，這時，水母出現(xiàn)了。

水母是第一種活明白了的動物。它們發(fā)現(xiàn)必須要有神經(jīng)。水母擁有了世界上第一套神經(jīng)系統(tǒng)——神經(jīng)網(wǎng)絡。

水母的神經(jīng)網(wǎng)絡使它可以從周圍世界里收集重要信息——比如哪里有掠食者和食物——然后把這一信息像打電話一樣傳到身體的各個部位。能夠接收和處理信息意味著水母可以應對環(huán)境的變化來提高生存幾率，而不僅僅是漫無目的漂著，祈求好運。

過了一段時間，一種新的動物出現(xiàn)了，還帶來了一個更酷的想法。

扁蟲想明白一件事：如果有一個boss在神經(jīng)系統(tǒng)中掌管一切，能做的事情就更多。神經(jīng)系統(tǒng)的boss住在扁蟲的頭部，制訂了一個規(guī)則：身體內(nèi)的所有神經(jīng)得到的任何新信息，都要直接向他匯報。因此，扁蟲的神經(jīng)系統(tǒng)都圍繞在boss和其他人之間的中央高速公路周圍，而非各自為戰(zhàn)。在這條路上，神經(jīng)信使來回傳遞著消息。

扁形蟲的boss和公路是世界上第一個中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在扁蟲頭部里的boss是世界上第一個大腦。

神經(jīng)系統(tǒng)boss這一思路很快流行起來，地球上出現(xiàn)了成千上萬帶有大腦的物種。

隨著時間的推移，地球上的動物發(fā)明了新的復雜的身體系統(tǒng)，boss們也越來越忙。

又過了一段時間，哺乳動物來了。對于動物王國的新一代來說，生活很復雜。是的，他們的心需要跳動，他們的肺部需要呼吸，但哺乳動物在很多方面超越了生存本身，他們擁有愛情、憤怒和恐懼這些復雜的感情。

爬行動物和其他更簡單的動物有個爬行動物腦就夠了，但哺乳動物的要求很多。因此，哺乳動物開發(fā)了第二個boss，來和爬行動物大腦配對，并滿足所有這些新的需求，世界上第一個大腦邊緣系統(tǒng)誕生了。

在未來100萬年間，哺乳動物的生活變得越來越復雜，有一天，兩位boss注意到，他們的座艙里來了個新居民。

這個看上去似乎是隨機出現(xiàn)的嬰兒實際上是大腦皮層的早期版本，雖然他一開始不起眼，卻造就了靈長類動物，然后是巨猿，然后就是早期的原始人類。這個新boss從嬰兒成長為一個孩子，并最終成長為對事情該如何進行有自己獨立想法的少年。

新boss的想法被證明是有用的，他讓原始人學會了工具制造、狩獵策略以及與其他原始人類的合作。

接下來的幾百萬年，新boss漸漸更成熟更智慧，他的想法越來越好。他想出了如何不再赤身裸體。他想出了如何控制火。他學會了如何使矛。

但他最酷的把戲是思考。他把每個人的頭腦變成了這個人自己的小世界，使人類成為能夠有復雜想法、推理決策并作出長期計劃的第一種動物。

然后，也許大約10萬年前，他取得了一個突破。

人類的大腦已經(jīng)發(fā)展到可以理解，即使聲音“rock”不是巖石本身，它還是可以被用來作為巖石的一個符號。它是一個指向巖石的聲音。早期的人類于是發(fā)明了語言。

不久，萬事萬物都有了詞語表示。公元前50000年，人類相互之間已經(jīng)開始用復雜的語言進行充分的對話。

新皮層已將人類變成魔術(shù)師。他不僅使人的頭腦成為一個充滿復雜思想的奇妙的內(nèi)部海洋，其最新突破也已經(jīng)找到了一種將這些想法轉(zhuǎn)化成象征性聲音的方法，并將它們通過空氣振動傳送到其他人類的頭腦中，這些人就可以解碼聲音并將想法吸收到自己的內(nèi)部思想海洋中。人類的大腦皮層考慮事情考慮了很久，現(xiàn)在他終于有人可以談論這些事情了。

隨后新皮質(zhì)也發(fā)生變化了。新皮質(zhì)共享彼此的一切——從過去的故事，到他們想到的有趣的笑話，再到他們形成的意見以及未來的計劃等等。

但最有用的是分享他們學到的東西。如果一個人通過嘗試和錯誤了解到，某種類型的漿果導致他過去48小時腹瀉不止，他就可以使用語言與其他人分享這一來之不易的教訓。就像把教材復印分享給每個人一樣。部落成員使用語言將該教訓傳遞給他們的孩子，他們的孩子再把它傳給自己的孩子。一個人“遠離那種漿果”的智慧，可以穿越時間和空間，讓許多不同的人避免犯下同樣的錯誤，不再有類似糟糕的體驗。

當一個人想出了一個好點子，同樣的事情也會發(fā)生。一個非常聰明的獵人特別觀察了星座和每年野生牛羊遷移模式的聯(lián)系，他就可以分享他設(shè)計的使用夜空來確定牛羊還剩多少天回來的方法。盡管能夠自己想出這個方法的獵人屈指可數(shù)，但現(xiàn)在部落所有未來的獵人都將受益于一個祖先的獨創(chuàng)性，因為一個獵人的頂尖發(fā)現(xiàn)是每個未來的獵人的知識起點。

知識的進步使得狩獵季節(jié)更有效率，也使得部落成員有更多的時間改良他們的武器——幾個世代以后，一個超級聰明的獵人發(fā)現(xiàn)一種可以更精確地拋出更輕、更密集的矛的方法。就像這樣，部落內(nèi)每一個現(xiàn)在和未來的獵人都會用更有效的矛來追捕。

語言為最聰明的人達成頓悟提供了可能，并把知識積累到一個由部落知識構(gòu)成的塔中。每一個知識的誕生都伴隨著一位祖先的醍醐灌頂。新一代都將這個知識塔安裝在他們的頭腦中，作為他們生活的起點，大腦帶領(lǐng)他們基于祖先的經(jīng)驗，做出新的更好的發(fā)現(xiàn)，部落的知識由此不斷擴大。語言是下面二者的分水嶺：

軌跡的提升主要有兩個原因。每一代人，都可以利用談話、比較記錄的方法，再結(jié)合他們的個人學習經(jīng)歷（這就是為什么藍色的柱形在第二個圖表中高得多），來學習更多的新東西。而且每一代人都能夠?qū)⒏叩膶W習成果傳遞給下一代，所以知識會隨著時間的推移越來越好。

知識的共享就像一個盛大的、集體的，代際間的合作。數(shù)百年后，避開某種漿果的建議已經(jīng)變成種植成排的漿果、并每年收獲一次的復雜系統(tǒng)。關(guān)于牛羊遷徙的天才發(fā)現(xiàn)已經(jīng)變成了一種牲畜馴化制度。長矛，通過數(shù)百年數(shù)百次的調(diào)整，變成了弓箭。

語言為人類群體帶來遠遠超過個人智力的集體智慧，并允許每個人從集體智慧中受益，就像他自己想出來的一樣。我們知道弓箭是一種原始技術(shù)，但在其發(fā)明之前，就是把愛因斯坦強拉到森林里，讓他想出最好的狩獵裝置，他也不可能那么聰明，發(fā)明出弓箭來。只有集體的努力才能讓弓箭誕生。

能夠彼此交流也允許人類形成復雜的社會結(jié)構(gòu)，隨著農(nóng)業(yè)和動物馴化等先進技術(shù)的發(fā)展，部落人群隨著時間的推移開始定居在某些地點，形成有組織的超級部落。當發(fā)生這種情況的時候，每個部落積累的知識塔可以和更大的超級部落共享，形成一個超級塔。合作提高了每個人的生活質(zhì)量。公元前10000年，第一批城市形成了。

根據(jù)維基百科上所說，有一種名為Metcalfe 定律的東西，其中指出，“電信網(wǎng)絡的價值與系統(tǒng)的連接用戶數(shù)量的平方成正比。”旁邊還附著這個舊電話構(gòu)成的小圖。

人群間的溝通也同理。兩個人可以有一個對話。三個人有四個不同的對話組（三個不同的雙人對話，加上三人之間的對話）。五人有 26 個對話。二十人有1,048,554個對話。

所以不僅一個城市的成員受益于作為基礎(chǔ)的巨大知識塔，而且Metcalfe’slaw 意味著談話可能性的數(shù)量急劇上升，出現(xiàn)前所未有的多樣性。更多的對話意味著更多的想法相互撞擊，會導致更多的發(fā)現(xiàn)和頓悟，使得創(chuàng)新的步伐飆升。

人類很快就掌握了農(nóng)業(yè)，這解放了許多人，讓他們可以有各種各樣的其他想法。不久之后，他們?nèi)〉昧艘粋€新的巨大突破：書寫。

歷史學家認為人類最初大約在5 - 6，000年前開始寫下文字。在那以前，集體知識塔只存儲在人們的記憶網(wǎng)絡中，只能通過口頭傳播進行訪問。在小部落中，這個系統(tǒng)效果不錯，但是在一大群人分享的知識體積大得多的時候，記憶本身就很難支持這一切，而且大部分都會失敗。

如果語言讓人們將思想從一個大腦傳遞到另一個大腦，寫作就可以把理念維系在一個物理對象上，比如一塊石頭上。當人們開始用薄薄的羊皮紙寫作時，需要幾周時間通過口頭傳播的大量知識可以被壓縮成一本書或你可以握在手中的卷軸。人類集體知識塔現(xiàn)在就整齊地碼放在城市圖書館和大學的書架上。

這些書成了人類在一切事物上的宏偉指導。他們引導向新的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，而這些反過來又成為書架上的新書。該指導教會我們貿(mào)易和貨幣的復雜性，還有造船、建筑，醫(yī)藥和天文學。每一代人開始用于生活的知識和技術(shù)都比上一代更高，進步不斷加快。

但精心手寫的書都像珍寶一樣被看待（在15世紀中期，當時全歐洲只有30000書）。這時另一個突破來了：印刷機。

15世紀，大胡子Johannes Gutenberg 想出了一個方法來創(chuàng)建同一本書的多個相同的副本，比以往任何時候都更快更便宜。（或者，更準確地說，Gutenberg 誕生時，人類已經(jīng)了解了發(fā)明印刷機的前 95 %，而Gutenberg 以以前的知識為出發(fā)點，發(fā)明了最后的5％）。

總之，不管Gutenberg 的印刷機怎樣簡陋，這仍是人類傳播信息的能力的巨大飛躍。在未來的幾個世紀，印刷技術(shù)迅速提高，機器從Gutenberg 一個小時可以打印的約25頁，到19 世紀初已上漲100倍，變?yōu)?,400張。

大規(guī)模生產(chǎn)書籍成為可能，這一信息不脛而走，成本降低，不再是精英的特權(quán)，百萬大眾現(xiàn)在可以進入書籍的世界，識字率繼續(xù)提高。一個人的想法，現(xiàn)在可以到達數(shù)百萬人。大眾傳播的時代已經(jīng)開始。

書籍的雪崩使知識超越國界，全球各區(qū)域的知識塔終于合并、擴展，成為一個各種知識全面匯聚的知識塔。

我們作為整體溝通得越好，我們的物種就越能夠發(fā)揮作用，就像一個單一的有機體。集體知識塔是它的大腦，每個人的大腦就像一個神經(jīng)或它身上的肌肉纖維。隨著我們時代大眾傳播的興盛，人類的集體形態(tài)——人類巨人，出現(xiàn)了。

隨著集體知識塔的發(fā)展，人類巨人開始發(fā)現(xiàn)和發(fā)明個體人類無法想象的東西。
它把我們的牛車馬車變成了閃亮的汽車，把燈籠變成電燈泡。它使我們飛過天空，進入太空。它給我們帶來了廣播電視，開放了一個世界，將某人頭腦中的一個思想瞬間投射到十億人的大腦中，重新定義了“大眾傳播”的意義。

如果個人存在的核心動機是通過其基因，保持物種的延續(xù)。宏觀經(jīng)濟學則指明，人類巨人的核心動機是創(chuàng)造價值，這意味著它傾向于發(fā)明更新更好的技術(shù)。
而在20世紀中葉，人類巨人開始研究其最雄心勃勃的發(fā)明。

巨人早就知道，創(chuàng)造價值的最好辦法是創(chuàng)造價值、創(chuàng)造機器。機器在做多種工作時都比人類更好，這產(chǎn)生了大量可以用于創(chuàng)造價值的新資源。也許更重要的是，機器勞動釋放了人類大部分的時間和精力——即巨人本身的巨大部分——可以專注于創(chuàng)新。它已經(jīng)將我們手臂的工作交給機器去做，將我們雙腿的工作交給機器去做，現(xiàn)在它是否會以某種方式將大腦本身的工作也交給機器去做？

20世紀40年代，第一臺數(shù)字計算機出現(xiàn)了。

腦力勞動計算機可以做的是信息存儲的工作——他們是記憶機器。但是，我們已經(jīng)知道如何使用書籍來儲存我們的回憶，就像我們已經(jīng)將我們的腿部勞動外包給馬，而后汽車提供了更好的解決方案。計算機只是一個記憶的外包升級。

信息處理則不同，這是一種我們從未想過如何外包的腦力勞動。人類巨人一直不得不自己去做這樣的事。但計算機的出現(xiàn)改變了這一情況。

工廠里的機器代替我們進行了一個物理過程——我們把材料放入，機器進行物理處理并給出成品。計算機可以做同樣的事情，它進行信息處理。軟件程序就像一個用于信息處理的機器。

這些新的信息存儲/組織/處理機器被證明是有用的。計算機在公司和政府的日常運營中開始發(fā)揮核心作用。到八十年代后期，個人擁有自己的計算機變得很常見。

然后，又出現(xiàn)了一次飛躍。

90年代初，我們教會了數(shù)百萬個孤立的機器如何相互溝通。他們組建了一個全球計算機網(wǎng)絡，一個新的巨人誕生了——計算機巨人。

計算機巨人和它形成的偉大網(wǎng)絡就像人類巨人的大力水手版。

如果個人的大腦是人類巨人的神經(jīng)和肌肉纖維，互聯(lián)網(wǎng)給了巨人第一個合法的神經(jīng)系統(tǒng)。它的每個節(jié)點現(xiàn)在都與所有其他節(jié)點互連，信息可以以光速行進通過系統(tǒng)。這使人類巨人成為一個更快、更流暢的思想者。

互聯(lián)網(wǎng)為數(shù)十億人類提供了即時、自由、易于搜索和訪問的整個人類的知識塔（現(xiàn)在已經(jīng)有月亮那么高了）。這使人類巨人成為一個更聰明、更快的學習者。

如果個人計算機是個人、公司或政府的大腦延伸，計算機巨人就是整個人類巨人大腦的延伸。

人類巨人憑借其第一個真正的神經(jīng)系統(tǒng)，一個升級的大腦和一個強大的新工具，達到了一個全新的水平。巨人注意到新的計算機朋友有多么有用，于是它將大部分工作集中在推進計算機技術(shù)上。

它弄清楚了如何使計算機更快更便宜。它使互聯(lián)網(wǎng)更快，變成無線的。它使計算芯片越來越小，直到每個人的口袋里都有一臺強大的計算機。

每個創(chuàng)新就像是大力水手的又一罐菠菜。

但今天，人類巨人想要的比菠菜更多。計算機改變了游戲規(guī)則，它使人類把與大腦有關(guān)的許多任務外包出去成為可能。但有一種任務，計算機還是無法勝任——思維。

計算機可以計算、組織和運行復雜的軟件，甚至可以自己學習。但他們不能以人類的方式思考。人類巨人知道，它所建立的一切都源于其創(chuàng)造性和獨立性的能力，它知道最終的大腦擴展工具將是一個真正可以思考的工具。無法想象當計算機巨人可以自己思考的時候——當它有一天打開眼睛，成為一個真正的巨人——會發(fā)生什么，但既然核心目標是創(chuàng)造價值和推動技術(shù)到極限，人類巨人決心找到答案。

這個話題我們一會兒會接著聊。首先，有些東西要學。

正如我們之前討論的，知識就像一棵樹。如果你嘗試學習的分支或主題的葉子在你的腦袋里沒有堅實的理解之樹干，學習就無法進行。

我們已經(jīng)知道，Elon Musk 希望為大腦造一頂巫師帽，理解他為什么要做這件事，關(guān)鍵是理解Neuralink，并理解我們的未來是什么。

但除非我們理解了巫師帽到底是什么，涵蓋哪些概念，戴上以后會怎樣，以及如何造出這樣一頂帽子——否則沒有太大的意義。

討論的基礎(chǔ)是理解什么是腦機接口，它們是如何工作的，該技術(shù)目前發(fā)展如何。

最后，BMI本身只是一個沒有樹干的大分支。為了真正了解 BMI 以及它們是如何工作的，我們需要了解大腦。理解大腦如何工作，這是我們的樹干。

所以我們將從大腦開始討論，這將使我們更多地了解BMI，這將教會我們造一頂巫師帽需要什么，為未來的瘋狂討論做好準備。會讓我們的視線投向正確的地方，這有助于理解為什么 Elon 認為一個巫師帽對我們未來很關(guān)鍵。當我們再討論到這兒時，整個事情應該就豁然開朗了。

大腦：可能是關(guān)于大腦工作原理最詳細的圖解

這個帖子很好地提醒了我，為什么我愿意跟如此美麗可愛的大腦一起工作。

因為真正的大腦非常不可愛，長得也難看。

但是，過去一個月，我一直生活在充斥著紅色血管的 Google 圖像的地獄里，所以現(xiàn)在你也得忍著點兒。

我們從外往里看吧。生物學有時似乎非常讓人滿意，比如你的頭上有一個真正的俄羅斯套娃。

你有頭發(fā)，然后是頭皮，你認為下面就是你的頭骨了——但實際上頭骨之上還有19樣東西。

你的頭骨下面，又是一大堆東西，之后才是你的大腦：

在你的頭骨下面，大腦周圍有三個膜，將大腦環(huán)繞：

在外面，有硬腦膜，堅固耐用，防水。硬腦膜與顱骨齊平。我聽到有人說，大腦中沒有疼痛感覺區(qū)，但硬腦膜實際上能感覺疼痛，且和你的面部肌膚一樣敏感，硬膜上的壓力或挫傷往往造成了人們嚴重的頭痛。

然后下面是蛛網(wǎng)膜，這是一層皮膚，然后是帶有彈性的纖維的開放空間。我一直以為我的大腦只是漫無目的地漂在我大腦中的某種液體里，但實際上，腦外和顱骨內(nèi)壁之間的唯一真正的空間差距是這個蛛網(wǎng)膜。這些纖維穩(wěn)定了大腦的位置，因此不能動作太大，他們充當減震器，當你的頭撞到東西。這個區(qū)域充滿了脊髓液。

最后，是軟腦膜，和腦外融合的很精巧的皮膚層。你知道，當你看到一個大腦，它總是覆蓋著惡心的血管。但這些并不是真正在大腦的表面上，它們埋設(shè)在里面。

下面是完整的樣子，使用的樣品可能是豬的大腦：

從左到右是皮膚（粉紅色），然后是兩個頭皮層，然后是頭骨，然后是硬腦膜，蛛網(wǎng)膜，最右邊是只由軟腦膜覆蓋的大腦。

一旦我們把其他部分都剝離下來，我們留下了這個傻孩子：

這個荒謬的東西是宇宙中最復雜的已知物體，重約三磅，神經(jīng)工程師蒂姆·漢森（Tim Hanson）稱之為“最具信息密度、結(jié)構(gòu)化、自組織化的物質(zhì)之一”。所有這一切只有20瓦的功率（類似計算機的功率為2400萬瓦特）。

這也是麻省理工學院教授Polina Anikeeva 所說的“你可以用勺子舀出的軟布丁”。大腦外科醫(yī)生Ben Rapoport將它更科學地描述為“布丁和果凍之間的某種形態(tài)”。他解釋說，如果你將大腦放在桌子上，重力會使它失去形狀，變得很平坦，像一個水母。

但這就是我們。你看著鏡子，看看你的身體和你的臉，你認為這是你——但這只是你的機器。你實際上是一個貪玩的果凍。我希望你不介意。

Krishna Shenoy 教授將我們對大腦的認識與十五世紀初的世界地圖做比較。

另一位教授Jeff Lichtman 甚至更加苛刻。他在課程開始問他的學生：“如果你需要知道的關(guān)于大腦的一切是一英里，我們走了幾英里？”他說，學生們給出了四分之三英里、二分之一英里或是四分之一英里的答案，但他認為真正的答案是“大約三英寸”。

第三個教授，神經(jīng)科學家Moran Cerf ，跟我分享了一個神經(jīng)科學中由來已久的說法，指出試圖理解大腦有點 22 條軍規(guī)的感覺：“如果人類的大腦這么簡單，能夠讓我們理解，那我們將會因為如此簡單，而不能理解大腦。”

也許，在我們正在建設(shè)的偉大的知識塔的幫助下，我們可以在某個時候理解大腦。現(xiàn)在，讓我們看看我們對頭腦里面的這只水母目前有哪些了解。

大腦，縮小看看

讓我們使用半球橫截面看看大腦的主要部分。因此，這是你腦袋里大腦的樣子：

現(xiàn)在，讓我們把大腦取出來，并刪除左半球，這讓我們能看清楚內(nèi)部。

神經(jīng)學家 Paul MacLean 做了一個簡單的示意圖，說明我們前面談到的爬行動物大腦在進化中的第一次出現(xiàn)，然后是在哺乳動物興盛階段形成的古生哺乳動物腦和新哺乳動物腦。

也可以這么表示

讓我們來看看每個部分：

腦干及小腦（The Brain Stem and Cerebellum)

這是我們的大腦最古老的部分：

我們的大腦橫截面中青蛙大腦的殘留。事實上，青蛙的整個大腦與我們大腦的低水平部分相似。

當你了解這些部分的功能，它們很古老這件事就說得通了：一切這些部分能做的事情，青蛙和蜥蜴都可以做。以下是主要部分：

延髓（The medulla oblongata）

延髓真的只是讓你不會死。它控制非自主的事情，比如你的心臟速率、呼吸和血壓。當它認為你中毒了，就會讓你嘔吐。

腦橋（The pons）

腦橋的工作是，做點這個，做點那個。它涉及吞咽，膀胱控制，面部表情，咀嚼，唾液，眼淚等等。

中腦（The midbrain）

中腦與視覺，聽覺，動作控制，警覺性，體溫控制有關(guān)，還有一堆其他的事情。大腦被分為了前腦、中腦和后腦。

有一件我要感謝腦橋和中腦的事是，它控制你的眼球自主運動，如果現(xiàn)在你在轉(zhuǎn)眼球，就是你的腦橋和中腦在搞事情。

小腦（The cerebellum）

這個看起來像你大腦陰囊的東西是你的小腦，它使人保持平衡、協(xié)調(diào)和正常移動。

邊緣系統(tǒng)（The limbic System）

大腦的邊緣系統(tǒng)在腦干上，就是它讓人類如此瘋狂。

邊緣系統(tǒng)是一種生存系統(tǒng)。如果你在做你的狗也會做的事情，比如吃，喝，交配，戰(zhàn)斗，躲避等等，可能就是你的大腦邊緣系統(tǒng)在駕馭你。無論你喜歡與否，你做的那些事情，就是處在原始的生存模式。

邊緣系統(tǒng)也是你的情感所在，最終，情緒也都是為了生存——情感是更高級的生存機制，對于處在一個復雜的社會結(jié)構(gòu)中的動物是必須的。每當你發(fā)生思想斗爭時，你的邊緣系統(tǒng)很可能會讓你做出你會后悔的事情。

我敢肯定，控制你的大腦邊緣系統(tǒng)，既意味著成熟，也是一種人性的掙扎。這并不是說沒有邊緣系統(tǒng)，我們會過得更好。邊緣系統(tǒng)在讓我們?nèi)祟惾绱霜毺刂衅鸬搅艘话氲淖饔谩Ｉ畹拇蟛糠謽啡碓从谀愕那榫w和需要得到滿足。只是你的邊緣系統(tǒng)不知道你活在社會文明中，如果你讓它做主太多，它很快就會毀了你的生活。

無論如何，讓我們再仔細看看。邊緣系統(tǒng)有很多小部分。

杏仁核（The amygdala）

杏仁核有點兒像是大腦結(jié)構(gòu)的情感遺骸。它涉及焦慮，悲傷，以及我們的恐懼反應。有兩個杏仁核，奇怪的是，左邊的已被證明更平衡，有時會產(chǎn)生一些幸福的感覺，而右邊的永遠心情不好。

海馬體（The hippocampus）

你的海馬體就像記憶的一塊板子。當老鼠開始記憶迷宮的方向，記憶在海馬體上編碼。大鼠的兩個海馬體的不同部分將在迷宮的不同部分起作用，因為迷宮的每個部分被存儲在自己的海馬體部分。但是，如果學習一個迷宮后，大鼠被給予其他任務，一年后，被帶回原來的迷宮，就會很難回憶起它，因為海馬體記憶板上的大多記憶已經(jīng)被抹去，釋放給新的記憶。

丘腦（The thalamus）

在大腦的中心位置，丘腦也作為中間人，從你的感官接收信息，并將其發(fā)送到你的皮質(zhì)處理感官。當你睡覺時，丘腦也一起上床，這意味著感官中間人下班了。這就是為什么在沉睡中，一些聲音或輕輕的觸摸往往不會讓你起來。如果你想喚醒深度睡眠的某人，你必須展示出足夠的侵略性來喚醒他們的丘腦。

唯一的例外是你的嗅覺，這是繞過丘腦的一個感覺。這就是為什么嗅鹽可以用來喚醒一個暈倒的人。不像其他的感官，嗅覺位于邊緣系統(tǒng)，這就是為什么氣味和記憶與情感如此緊密地聯(lián)系在一起。

皮層（Cortex）

最后，我們到達了大腦皮層。

大腦皮層（本文主要指新皮層，文中統(tǒng)稱皮層）基本上負責所有事情：看，聽，觸覺，語言，動作，思維，規(guī)劃和個性。

它分為四葉（lobe）：

它們每個都做了很多事情，且有很多重疊：

額葉（Front lobe）處理個性，以及我們認為的許多“思考”——推理、規(guī)劃和執(zhí)行能力。特別是，您的許多想法發(fā)生在額葉的前部，稱為前額葉皮質(zhì)。額葉負責你的身體運動。額葉的頂部條是您的主要運動皮質(zhì)。

在其它功能中，頂葉控制你的觸覺，特別是在初級軀體感覺皮層。

運動和軀體感覺皮層緊挨著對方，它們很有趣，因為它們已經(jīng)被良好的映射出來了。神經(jīng)科學家確切地知道每個部分連接到你身體的哪一個部分。于是就有了下面這張令人毛骨悚然圖：侏儒。

由先鋒神經(jīng)外科醫(yī)生懷爾德·彭菲爾德創(chuàng)建的侏儒，在視覺上顯示運動和軀體皮層如何被映射。

如果你把皮層從大腦中剝下來，你會得到一張2mm厚，2,000-2,400cm2 大小（48cm x 48cm square）的餐巾紙。

這塊餐巾是大腦發(fā)生大部分動作的地方，這就是為什么你可以思考，移動，感覺，看，聽，記，說話和理解語言。真是有史以來最好的餐巾紙。

還記得我之前說你是一個果凍嗎？你現(xiàn)在知道，感謝你的皮層，你實際上是一塊餐巾紙。

當我們將另一個大腦放在我們剝離的皮層上時，可以看出皮層折疊的神奇效果。

大腦，放大看看

即使我們知道大腦很久以前就坐在智慧的寶座之上，直到最近，科學才發(fā)現(xiàn)大腦是由什么構(gòu)成的。科學家們知道身體是由細胞制成的，但是在19世紀末期，意大利醫(yī)生Camillo Golgi 才想出如何使用染色方法來看到什么是腦細胞。結(jié)果令人驚訝：

這不是一個細胞本來的樣子。Golgi 發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元。

科學家們很快想通了，神經(jīng)元是組成大腦和幾乎所有動物的神經(jīng)系統(tǒng)的核心單元。

有很多不同類型的神經(jīng)元。

我們來討論一下簡單且被人說濫了的神經(jīng)元錐體細胞，你會在你的運動皮層發(fā)現(xiàn)這么個家伙：

然后如果我們給他一些額外的腿，一些頭發(fā)，把他的胳膊拿掉，再把它抻長，我們就得到了一個神經(jīng)元。

現(xiàn)在再添加幾個神經(jīng)元

因此，這些家伙的軀干——神經(jīng)元的軸突都具有一個負“靜息電位”，這意味著當它處于靜止狀態(tài)，它的電荷是輕微的負。在任何時候，一堆人的腳和這些家伙的頭發(fā)——神經(jīng)元的樹突——保持接觸。他們的腳把化學物質(zhì)——神經(jīng)遞質(zhì)——傳到他。

神經(jīng)網(wǎng)絡

大腦材料可分為叫做灰質(zhì)和白質(zhì)兩類。灰質(zhì)看起來顏色較深，且由大腦神經(jīng)元的體細胞及其軸突和樹突組成。白質(zhì)是白色的，因為這些軸突通常包裹在髓鞘中，呈脂肪白。白質(zhì)之間的大塊主要由皮層神經(jīng)元的軸突組成。大腦皮層是像一個偉大的指揮中心。

我見過的反映這一概念最酷的插圖，由Dr. Greg A.Dunn and Dr. Brian Edwards.完成，讓我們看看灰質(zhì)皮質(zhì)的外層和它下面的白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的顯著差異：

這些皮層軸突可能將信息帶到了大腦下部皮層的另一部分，或通過脊髓經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)的高速公路到了軀體的其余部分。

讓我們來看看整個神經(jīng)系統(tǒng)：

神經(jīng)系統(tǒng)分為兩個部分：中樞神經(jīng)系統(tǒng)–你的腦和脊髓，和外周神經(jīng)系統(tǒng)——由從脊髓向外輻射到身體其他部分的神經(jīng)元構(gòu)成。

大多數(shù)類型的神經(jīng)元是與其他神經(jīng)元溝通的interneurons。

其他兩個種類的神經(jīng)元是感覺神經(jīng)元和運動神經(jīng)元 –它們順著你的脊髓而下，組成了外周神經(jīng)系統(tǒng)。這些神經(jīng)元可長達一米。以下是每種類型的一個典型結(jié)構(gòu)：

腦機接口

讓我們回到公元前50000 年，綁架一個叫 Bok 的人并把他帶回到2017年。

“這位是Bok。Bok，我們真的很感謝你和你的朋友們發(fā)明了語言。”盡管 Bok 震驚地發(fā)現(xiàn)了很多神奇的事情，但他發(fā)現(xiàn)，人們彼此交談的方式，和他那個時代沒什么區(qū)別，仍然在使用50000年前的技術(shù)。

Bok 可能也有些驚訝，我們這些做出了各種神奇機器的人，在生物外形上跟他也沒什么區(qū)別。怎么會這樣呢？

這就是為什么腦機接口，神經(jīng)工程的一個子集，是這樣一個誘人的新產(chǎn)業(yè)。我們已經(jīng)用我們的技術(shù)征服了世界多次，但是當它涉及到我們的大腦——我們最重要的工具，技術(shù)世界有太多的氣餒和挫敗。

這就是為什么我們還在使用的 Bok 發(fā)明的技術(shù)溝通，這就是為什么和大腦相關(guān)的疾病還如此致命。

但是，5萬年后，可能終于要改變了。大腦下一個偉大的前沿戰(zhàn)線也許就是它自己。

有許多種潛在的腦機接口（BMI），可以提供許多不同的功能。但是，每個人都在努力解決這兩個問題中的一個或兩個：

1）如何從大腦中獲取正確的信息？ 2）如何將正確的信息發(fā)送到大腦？

第一個是關(guān)于捕獲大腦的輸出——記錄神經(jīng)元所說的話。

第二個是關(guān)于將信息輸入大腦的自然流或以其他方式改變自然流——這是關(guān)于刺激神經(jīng)元。

這兩件事情一直在你的大腦里自然發(fā)生。現(xiàn)在，你讀這句話時，眼睛正在做一個特定的水平移動。大腦的神經(jīng)元將信息輸出到機器（您的眼睛），機器接收命令并進行響應。當你的眼睛以正確的方式移動時，屏幕上的光子進入你的視網(wǎng)膜并刺激您的皮質(zhì)枕葉中的神經(jīng)元，以允許單詞的圖像進入你的眼睛。然后，該圖像會刺激大腦另一部分的神經(jīng)元，使你能夠處理圖像中嵌入的信息并吸收句子的意義。

輸入和輸出信息是大腦神經(jīng)元做的。所有的BMI 都想做的就是加入這一過程。

初看上去，這似乎不是那么困難的任務？大腦只是一個果凍，對吧？而皮質(zhì) - 我們想要做大部分的記錄和刺激的大腦的部分只是一張餐巾紙，位于大腦外側(cè)，方便您訪問。皮層內(nèi)約有200億個發(fā)射神經(jīng)元，如果我們能夠搞清楚運作方式，那么200億個流動的小晶體管將會給我們一個全新的對生命、健康和世界的控制。我們不能弄清楚嗎？神經(jīng)元很小，但我們知道如何分裂原子。神經(jīng)元的直徑約為原子的十萬倍，如果原子是大理石，則神經(jīng)元將跨越一公里，所以我們應該可以處理的，對吧？

那么這里有什么問題？

一方面，基于以上這些事實，有觀點認為這是一個可以發(fā)生巨大進步的行業(yè)。我們做得到。

但只有當你了解大腦中究竟發(fā)生了什么，你會意識到為什么這可能是世界上最難的事情。

所以在我們談論自己的BMI 之前，我們需要仔細看看試圖讓BMI在這里處理的人。我發(fā)現(xiàn)說明事情的最好辦法是將大腦放大1000倍，看看發(fā)生了什么。

還記得我們的皮質(zhì)餐巾紙嗎？

如果我們把它放大1000倍，那么每條邊約48cm 的皮質(zhì)餐巾紙，現(xiàn)在有六個曼哈頓街區(qū)（或兩個街區(qū)）的長度。大概需要25分鐘的時間才能走一圈。而整個大腦整體現(xiàn)在可以緊貼在兩個街區(qū)之間，就像麥迪遜廣場花園（Madison Square Garden）的大小（這個長度和寬度的大小相當于MSG的兩倍）。

因此，讓我們在實際的城市里攤開來。我敢肯定，住在這里的幾十萬人能夠理解。

我選擇1,000X作為我們的乘數(shù)有幾個原因。一個是我們可以立即轉(zhuǎn)換我們頭腦中的尺寸。每毫米的大腦現(xiàn)在是一米長。而在更小的神經(jīng)元世界，每一微米現(xiàn)在都是一個易于概念化的毫米。其次，它方便地將皮質(zhì)帶到人體尺寸 - 其2mm厚度現(xiàn)在是兩米 - 高（6'6“）的高度。

所以我們可以走到第二十九街，到我們巨大皮質(zhì)餐巾的邊緣，輕輕的看看那兩米厚的內(nèi)部發(fā)生了什么。為了示范，我們拉出一立方米的巨型皮質(zhì)來檢查，這將告訴我們在一個典型的立方毫米的真實皮質(zhì)中發(fā)生了什么。

我們在這一立方米里看到的將是一團糟。我們把它清空出來。

首先讓我們把體細胞放進去——立方體內(nèi)所有神經(jīng)元的體細胞。

體細胞的大小是一個范圍，但我聊過的神經(jīng)科學家說，皮質(zhì)神經(jīng)元的體細胞通常直徑約為10或15μm（μm=微米，1/100毫米）。那意味著，如果你把7或10個體細胞排成一行，這條線就是人頭發(fā)的直徑。在我們的規(guī)模下，這使得體細胞直徑為1 - 1.5厘米。大理石啊。

整個皮層的體積在50萬立方毫米的場內(nèi)，在這個空間大約有200億個體細胞。這意味著平均每立方毫米皮質(zhì)含有約40,000個神經(jīng)元。所以我們的立方米盒子里有4萬個大理石。如果我們將盒子分成約4萬立方米的空間，每邊都有3厘米（或大約一立方英尺）的一邊，這意味著我們每個人的大理石都在自己的小3厘米立方體的中心，其他的體細胞在各個方向上距離它大約3厘米。

怎么樣？這40,000個漂浮的大理石能不能幫你可視化我們的立方體？

這是一個在實際皮質(zhì)中的體細胞的顯微鏡圖像，使用了阻擋其周圍其他東西的技術(shù)：

好吧，到目前為止還不太瘋狂。但是，體細胞僅僅是每個神經(jīng)元的一小片。從我們的每一個大理石大小的體細胞中散發(fā)出來是曲折分岔的樹突，在我們按比例增加的大腦中能在許多不同方向伸展三四米，從另一端的軸突可以超過100米長（橫向于皮質(zhì)的另一部分），或一公里長（向下進入脊髓和身體）時。他們每個都只有一毫米厚，這些線把皮層變成密集糾結(jié)的電子意大利面。

意大利面里面也不消停。每個神經(jīng)元有多達1000——有時高達10,000——和其他神經(jīng)元突觸的連接。皮層中有約200 億的神經(jīng)元，這意味著皮質(zhì)中有超過20 萬億的個體神經(jīng)元的連接（整個大腦中有高達千萬億個連接）。在我們每個立方米中，將有超過2000萬的突觸。

更復雜的是，立方體中40000個大理石中不僅每一個都有許多意大利面穿走出來，同時還有從皮質(zhì)其他部分穿出的數(shù)以千計的意大利面穿過立方體。這意味著，試圖記錄信號或在這個特殊的立方區(qū)域內(nèi)刺激神經(jīng)元，有很多困難，因為在意大利面的爛攤子里，很難找出哪些面條屬于我們的體細胞大理石。

當然，還有神經(jīng)可塑性的事情。每個神經(jīng)元的電壓是不斷變化的，多達每秒數(shù)百次，同時數(shù)以千萬計的突觸連接會在我們的立方體內(nèi)更改大小、消失、重新出現(xiàn)。

如果只是這樣就好了。

原來大腦中還有被稱為神經(jīng)膠質(zhì)細胞的其他細胞，有許多不同的品種，具有多種功能，如清掃釋放到突觸的化學物質(zhì)、在髓鞘包裝軸突、作為大腦的免疫系統(tǒng)等等。下面是一些常見的神經(jīng)膠質(zhì)細胞：

有多少神經(jīng)膠質(zhì)細胞在大腦皮層？和神經(jīng)元數(shù)量相同。所以再加40000個這樣的怪胎到我們的立方體里吧。

最后，還有血管。在每立方毫米的皮質(zhì)，共有一米的毛細血管。在我們的規(guī)模下看，這意味著在我們的立方米內(nèi)，有一公里長的血管。這樣大小的空間內(nèi)，血管是什么樣子？

BMI工具

在目前正在進行的工作中，評估一種記錄工具的利弊時，有三個廣泛的標準似乎脫穎而出：

1）規(guī)模 - 可以記錄多少個神經(jīng)元
2）解析度 - 工具收到的信息有多詳細 - 有兩種類型的分辨率：空間（你的記錄有多接近能告訴你單獨的神經(jīng)元如何被觸發(fā)）和時間（當你記錄的活動發(fā)生時，你記錄的有多好）
3）侵略性– 操作是否需要，如果是，有多需要？

長期的目標是把所有三個蛋糕都吃完。但現(xiàn)在，總有一個問題：“這些標準你愿意放棄哪個？”從一個工具到另一個工具不是一個整體的升級或降級，而是一種權(quán)衡。

我們來研究當前使用的工具類型：

fMRI（功能磁共振成像）
規(guī)模：高（它顯示整個大腦的信息）
解析度：中低空間，非常低的時間
侵入性：非侵入性

fMRI通常不用于BMI，但它是一種經(jīng)典的記錄工具，提供了有關(guān)大腦內(nèi)部發(fā)生情況的信息。

fMRI使用MRI 磁共振成像技術(shù)。 MRI在20世紀70年代發(fā)明，是基于X射線的CAT掃描的演變。 MRI不是使用X射線，而是使用磁場（以及無線電波和其他信號）來產(chǎn)生人體和腦的圖像。

而這一整套的橫截面，讓您穿過頭去看到里面。

fMRI 使用MRI 技術(shù)來跟蹤變化的血流量。為什么？因為當大腦區(qū)域變得更加活躍，他們使用更多的能量，所以他們需要更多的氧氣，使血流增加該區(qū)域的氧氣供應。

fMRI的有很多醫(yī)療用途，其最大的缺點是分辨率。

fMRI 成像體素的尺寸不斷縮小，隨著技術(shù)有所改善，使空間分辨率可達立方毫米。大腦有大約1200000毫米體積，所以fMRI 成像掃描將大腦劃分約一百萬小立方體。問題是，對神經(jīng)元的規(guī)模來說，這仍然是相當巨大的，每一個像素包含的神經(jīng)元數(shù)以萬計。更大的問題是時間分辨率，fMRI跟蹤血流，既不精確，且有延遲。

EEG（腦電圖）
規(guī)模：高
解析度：空間上非常低，時間上中高
侵入性：非侵入性

近一個世紀以來，EEG（腦電圖）把電極陣列罩在你頭上。你知道，就是這樣：33

EEG 對于一個2050年的人來說，絕對是一個非常原始的技術(shù)，但現(xiàn)在，它是可以BMI中完全無創(chuàng)的唯一工具。腦電圖記錄大腦不同區(qū)域的電活動，顯示出如下結(jié)果：34 34

腦電圖可以揭示有關(guān)醫(yī)療問題的信息，如癲癇癥等。與fMRI不同，EEG從腦中獲取電信號具有相當好的時間解析度，——盡管頭骨大大地模糊了時間精度（骨骼是壞導體）。

主要缺點是空間解析度。每個電極僅記錄來自數(shù)百萬或數(shù)十億神經(jīng)元電荷的廣泛平均矢量和。

想象一下，大腦是一個棒球場，它的神經(jīng)元是人群。我們想要的信息，不是電子活動，而是聲帶活動。在這種情況下，腦電圖就像一組麥克風，放在體育場外面，靠在體育館的外墻上。你可以聽到人群的歡呼聲，也許可以預測他們正在歡呼的事情。你可以聽到指示牌變化的跡象。你可能會發(fā)現(xiàn)一些異常。但也就這樣了。

除了以上兩種大家比較熟悉的以外，又有ECoG、LocalField Potential、Single-UnitRecording等等工具。

Neuralink Formula：全腦接口與神經(jīng)織網(wǎng)

我曾經(jīng)寫過馬斯克的另外兩家公司——Tesla 和 SpaceX——因此我覺得我挺了解他的公司的模式。如下圖這樣：

馬斯克對一家新公司的初步想法總是從右邊開始，但公司工作的方式是從左邊開始的。他認為，某些特定的變化將增加人類的未來向最好的方向發(fā)展的可能性。

所以當馬斯克成立一家新公司時，其核心的最初策略通常是造成一場能夠引發(fā)行業(yè)競爭，讓人類共同推進這個事業(yè)的競賽。反過來，馬斯克也認為這將促進人類的未來向最好的方向發(fā)展。但是，你必須從微觀的角度看他的公司，才能看到這些。否則，你可能注意不到他們在做的事情。

我在寫 Tesla 和 SpaceX 的文章時，我問馬斯克為什么他搞起了工程，而不是做科學研究。他解釋說，在涉及到人類進步的問題上，“工程是一個限制因素”。換句話說，科學的進步，商業(yè)，以及工業(yè)等等的進步，全都是工程進步所帶來的。回溯歷史，也是這樣，人類歷史上最偉大的革命是工程上的突破。

所以，要理解馬斯克的公司，你需要了解他想要創(chuàng)造的競賽，下圖是包含變量的馬斯克公司的圖解：

對于特斯拉和 SpaceX 來說，這個圖應該是下面這樣的：

因此，在我試圖弄清楚 Neuralink 的機制時，我需要把那些變量填上去。最初，我對這家公司只有非常模糊的認識，即其中的一個變量（GOAL）——該公司的目標是“加速全面腦機接口（whole-brain interface）時代的到來”，我把這畫成一頂精靈帽子。

就我的理解，全腦接口是一個理想世界里腦機接口的形式，這是一個超前的概念，其中大腦的所有神經(jīng)元都能夠與外部世界進行無縫通信。這來源于 Iain Banks 的科幻小說《文明》系列中描繪的“神經(jīng)織網(wǎng)”（neural lace）的概念——一個無縫、穩(wěn)定、可以直接與大腦通信的全腦接口。