【節(jié)選自《科幻世界》2019年3月刊、2019年7月刊“科學(xué)”欄目。作者：張雨晨】

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? ? 當(dāng)阿麗塔在銀幕上操縱著鋼筋鐵骨獨步江湖，憑借精湛的機甲武術(shù)（Panzer Kunst）如戰(zhàn)斗天使般力克強敵時，一個帶有些許期待的疑問隱約涌上了觀眾們的心頭——在銀幕外的真實世界中，這些驚人的科幻演繹究竟有多少是真實的呢？

? ? 要回答這個問題，就得從阿麗塔本人說起了。

? ? 在影片的開場部分，當(dāng)伊德（Ido）博士從廢棄的垃圾殘骸中翻出了阿麗塔的殘軀并將其修復(fù)喚醒后，哪怕是對科幻概念一無所知的“萌新”觀眾都能看明白，阿麗塔是一位有著機械身體的改造人（cyborg）。

? ? 從《星球大戰(zhàn)》中的天行者父子到《攻殼機動隊》中的草薙素子，在科幻的藝術(shù)殿堂里，“人機合一”的改造人藝術(shù)形象簡直多如星辰。

? ? 然而，出乎很多幻迷意料的是，改造人這一概念并非源自科幻領(lǐng)域。早在1960年，當(dāng)26歲的加加林仍在莫斯科接受航天員訓(xùn)練時，一篇展望人類進(jìn)入太空后通過外接機械設(shè)備適應(yīng)極端環(huán)境的論文便悄然問世。這篇名為《Cyborgs and Space》的論文，正式將控制論（cybernetic）與生命體（organism）兩個單詞合二為一，從科學(xué)的角度確立了改造人（cyborg）的概念。

? ? 很快，帶著對神經(jīng)科學(xué)發(fā)展的樂觀期待，一向以腦洞清奇、盛產(chǎn)“黑科技”著稱的美國國防部先進(jìn)研究項目局（DARPA）聯(lián)合加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）進(jìn)行了一個合作項目。旨在通過對腦電圖（electroencephalogram, EEG）的信號分析，來研究思維活動的機制，并以此為基礎(chǔ)，讓作戰(zhàn)人員直接通過腦電信號操縱軍用裝備，進(jìn)入“人機合一”的狀態(tài)。

? ? 這個項目，便是腦機接口（brain-computer interface, BCI）技術(shù)的發(fā)端。

? ? 所謂腦機接口，從概念上理解，就是一整套通過電生理學(xué)（electrophysiology）技術(shù)采集大腦神經(jīng)活動、再經(jīng)過電腦處理分析、最終輸出電子信號給外部設(shè)備的系統(tǒng)。

? ? 但相比于理想化的概念設(shè)計，在實際的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中，最大的困難永遠(yuǎn)都是具體操作中一個又一個的細(xì)節(jié)問題。

? ? 人類的大腦由大約860億神經(jīng)細(xì)胞組成，負(fù)責(zé)傳遞、加工信息的神經(jīng)元（neuron）大約占據(jù)了其中的十分之一。這些造型獨特的神經(jīng)細(xì)胞，會伸出細(xì)長的樹突（信息輸入）與軸突（輸出信息），與其他神經(jīng)元形成上百甚至上千個名為突觸（synapse）信息交流結(jié)構(gòu)。當(dāng)一個神經(jīng)元從樹突上接收、匯集的興奮性刺激足夠強烈時，這個神經(jīng)元就會如雷云般爆發(fā)出一個波形極為尖銳的“動作電位”。隨后，這個動作電位將會以脈沖的形式沿著軸突飛速傳輸，最終刺激軸突末梢的突觸分泌各種“神經(jīng)遞質(zhì)”，將信息轉(zhuǎn)交給下游的神經(jīng)元。

? ? 可以說，每個神經(jīng)元都只是對輸入刺激進(jìn)行匯總與反應(yīng)的簡單元件，根本不可能“理解”自己所處理的信息。但正如簡單的石塊組合在一起就可建成壯美的神殿，無數(shù)功能簡單的神經(jīng)元連接在一起，就構(gòu)成了大腦神經(jīng)運算的網(wǎng)絡(luò)。因此，如果能讀取這些神經(jīng)元的電信號，那么我們就能在深不見底的“腦?！敝懈Q得靈魂巨龍的一鱗半爪。

? ? 于是，科學(xué)家們將包有絕緣涂層的金屬電極刺入實驗動物的大腦之中，用電極尖端裸露的金屬位點記錄臨近神經(jīng)元的電活動。在這些二十世紀(jì)后半葉興起的研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，很多神經(jīng)元的活動模式與特定的輸入刺激或者輸出行為高度相關(guān)。比如說，在視覺皮層里，有的神經(jīng)元就只對視野中特定位置、特定朝向的線條刺激起反應(yīng)，而另一些神經(jīng)元，則更加“偏愛”別的角度。

? ? 但是，僅憑單獨一根金屬電極，科學(xué)家們即便在運氣最好的情況下，能夠同時記錄的神經(jīng)元數(shù)目也屈指可數(shù)。于是，科學(xué)家和工程師們采用最“簡單粗暴”的思路，造出了酷似“微型釘板”的電極陣列，大大增加了能同時記錄的神經(jīng)元數(shù)量。雖然相對于大腦無比復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來說，這樣幾十上百個神經(jīng)元的信號仍然不過滄海一粟，未必能解釋多少神經(jīng)系統(tǒng)的工作機制，但是對于腦機接口來說，已經(jīng)可以簡單操縱一些設(shè)備了。

? ? 當(dāng)然，想要獲得這樣“高清無損”的神經(jīng)元信號，就需要將電極長期埋置進(jìn)大腦之中。這個問題對于實驗動物來說倒也罷了，但如果用在人類身上，就有著相當(dāng)?shù)氖中g(shù)與感染風(fēng)險。因此，目前這種侵入式腦機接口對人類來說只會用于個別重度癱瘓的患者。

? ? 更麻煩的是，在把電極陣列插進(jìn)腦子里之后，想要真正依靠神經(jīng)活動操縱機械臂或者屏幕上的光標(biāo)，還需要受試者與分析程序進(jìn)行長期的配合訓(xùn)練。此外，這樣由電腦對有限的少數(shù)神經(jīng)元信號分析后輸出的運動指令，往往只是幾個引導(dǎo)機械臂工作的空間維度與關(guān)節(jié)角度信息，“帶寬”極其有限，與我們平時不假思索地“如臂使指”有著天壤之別。

? ? 而相比于多少可以“勤能補拙”的輸出信號，如何向大腦有效地輸入反饋信息才是最令腦機接口專家們頭疼的難題。我們在運動時，需要時時刻刻根據(jù)各種反饋信息來調(diào)整動作。當(dāng)我們早上起來擠牙膏時，協(xié)助我們拿捏力道的就是觸覺的反饋信息；而當(dāng)我們閉著眼睛也能用手指準(zhǔn)確摸到鼻尖時，指引運動的就是本體感覺。但時至今日，我們對大腦如何表征、感知各種輸入信息依然有許多問題有待探明，更不用說向大腦準(zhǔn)確輸入人工刺激了。因此，現(xiàn)在的侵入式腦機接口，往往只能讓受試者單憑目視來確定移動的效果，即便通過電極放電模擬了一點觸覺反饋，也遠(yuǎn)不足以支持精細(xì)的操作。

? ? 相比于通過電極陣列采集神經(jīng)元動作電位的侵入式腦機接口，還有一類利用頭皮電極的非侵入式腦機接口。當(dāng)年DARPA搞的首個腦機接口項目，就是非侵入式的。這樣的好處顯然是免去了很多手術(shù)的風(fēng)險，任何人都可以用，但缺點同樣很突出——如果說侵入式腦機接口是用一個個湊到神經(jīng)元嘴邊的話筒去錄它們的悄悄話，那么非侵入式腦機接口就是在大樓頂上掛一個麥克風(fēng)，然后隔著天花板去聽底下聚會的一大群人嗡嗡作響，根本不可能記錄到精確的神經(jīng)活動，只能捕捉到一些大而化之的神經(jīng)元群體電位變化總和。

? ? 正因為有著這樣致命的弱點，非侵入式腦機接口主要的“玩法”，是配合眼動儀追蹤的使用者注視點，來判斷所注視的圖片或者字母是不是他們心中想要表達(dá)的那一個——簡單來說，就是“用眼睛打字”。

? ? 現(xiàn)有的腦機接口技術(shù)，不管是采集的神經(jīng)元信息、還是反饋的精度、甚至設(shè)備的硬件尺寸，都與《阿麗塔》中的未來科技有著天壤之別。盡管我們都想實現(xiàn)電影中隨心所欲操縱機械的夢想，但科學(xué)技術(shù)的發(fā)展從來都沒有捷徑。目前腦機接口所能做到的，就是通過電腦程序的分析運算，從數(shù)量或精度極其有限的神經(jīng)電信號中，為身體活動不便的使用者釋放出那只被潛水鐘囚禁的蝴蝶。

? ? 但對于那些靈魂被自身肉體禁錮的患者來說，哪怕這一點點科技進(jìn)步，都已是堪比天使降臨的福音。

鏡花水月/虛實之間

“碼農(nóng)”安德森發(fā)現(xiàn)自己所生活的世界可能是個電腦程序。

? ? 有關(guān)《黑客帝國》的所有討論，幾乎全都由此展開。

? ? 當(dāng)接觸到神秘的女黑客崔妮蒂（Trinity，三位一體）之后，在黑客圈子里化名尼奧（Neo）的安德森逐漸意識到，那些潛伏在自己腦海深處的恐怖回憶并非噩夢，而是這個世界神秘真相的冰山一角。

? ? 而在面見了這伙黑客的首領(lǐng)墨菲斯（Morpheus，睡夢之神）后，尼奧終于明確了世界的真實面貌——真實從未存在，整個世界都不過是超級電腦“矩陣（Matrix）”為人類生成的虛擬現(xiàn)實（virtual reality, VR）。而這些有著驚人身手的黑客，實際上都是反抗“矩陣”統(tǒng)治的人類義軍。

? ? 對于“虛擬現(xiàn)實”的描寫演繹，自《真名實姓》開始就是科幻藝術(shù)中一抹獨具魅力的異色風(fēng)景。從《神經(jīng)漫游者》、《雪崩》、《副本》、《攻殼機動隊》一直到近年大熱的《刀劍神域》，科幻藝術(shù)對人類意識潛入數(shù)據(jù)海洋后的種種可能，進(jìn)行天馬行空的精彩想象。

? ? 回到《黑客帝國》，尼奧在正式入伙后，通過后腦上的腦機接口，以近乎電腦下載程序的驚人效率，在極短的時間里學(xué)會了全套的戰(zhàn)斗技巧。當(dāng)他在“矩陣”內(nèi)經(jīng)歷了與“殺毒軟件”史密斯特工的殊死搏斗之后，甚至覺醒了可以直接看破虛擬世界運轉(zhuǎn)代碼的“天眼”，成為了能夠飛天遁地、手接子彈的“開掛”超人。

? ? 誠然，電影中這些至今看來依然酷得沒邊的戰(zhàn)斗場面都是對虛擬現(xiàn)實世界的藝術(shù)演繹。但這樣精彩的虛擬世界究竟什么時候才能實現(xiàn)？在不少科幻作品中，哪怕是社會環(huán)境與我們所處當(dāng)下大同小異的近未來，虛擬世界都已經(jīng)對人類敞開了大門。

? ? 不過，在自然規(guī)律統(tǒng)治的現(xiàn)實世界，人類一廂情愿的幻想并不能按照幻想藝術(shù)的演繹來發(fā)展。從目前的科學(xué)研究看，構(gòu)建虛擬世界的工程，遠(yuǎn)比科幻作品所想象的要復(fù)雜。

? ? 我們的人腦，是一個由大約80-90億神經(jīng)元（neuron）連接形成的超級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。雖然每一個神經(jīng)元都只能對傳入的信號進(jìn)行相對簡單的反應(yīng)，但正如一塊塊結(jié)構(gòu)簡單的大理石可以建成最繁復(fù)壯麗的大教堂一樣，當(dāng)這些神經(jīng)元以驚人的數(shù)量和復(fù)雜度組合在一起時，名為“知覺”甚至“意識”的存在就開始從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深淵中涌現(xiàn)而出。

? ? 也正因為有著這樣的神經(jīng)基礎(chǔ)，我們的意識，從形成到消散，都只能存在于大腦利用感覺器官輸入信號所模擬出來的“虛擬世界”中。對于我們的大腦來說，《黑客帝國》所擔(dān)憂的“缸中之腦”問題實際上根本不是個問題——只要你能向大腦輸入恰當(dāng)?shù)男畔?，我們的意識就根本分辨不出虛擬與現(xiàn)實的差異。因為不管多么復(fù)雜“玄妙”的思維活動，歸根結(jié)底也只是大腦皮層里一些神經(jīng)元的電化學(xué)活動罷了，而支持它們存在的信息基礎(chǔ)，都不過是感覺皮層中另一些神經(jīng)元用于表征外部刺激的另一些電化學(xué)活動罷了。

? ? 正是由于我們的感覺和思維都有著這樣的神經(jīng)基礎(chǔ)，因此在理論層面上，構(gòu)建虛擬世界還算是個完全可行的計劃。然而當(dāng)這個夢想“實裝”到現(xiàn)實層面后，隨之而來的技術(shù)問題就足以難倒所有的神經(jīng)科學(xué)家和設(shè)備工程師：

? ? 怎么向大腦輸入這些信息？

? ? 一種辦法是像《雪崩》與《玩家一號》那樣，通過立體目鏡等外部設(shè)備，利用人體原本的感覺器官來構(gòu)建虛擬現(xiàn)實世界。

? ? 目前炒得火熱的VR（virtual reality）眼鏡，就是這些科幻設(shè)想“變現(xiàn)”后的產(chǎn)物。雖然號稱可以讓人“身臨其境”，但VR眼鏡說穿了也不過是一種利用雙眼立體視覺原理來欺騙感官于一時的戲法，使用時間稍長就容易讓大腦出現(xiàn)認(rèn)知錯誤、產(chǎn)生眩暈。因此，直接向人類感覺器官中輸入虛擬信息的方案，雖然在技術(shù)上相對容易實現(xiàn)，但是即便沿著這個思路繼續(xù)發(fā)展到《頭號玩家》中那樣全身披掛感官模擬設(shè)備的水平，還是無法讓沉浸游戲中的玩家們真正做到“樂不思蜀”。

? ? 究其原因，就在于人類的感官在漫長的演化中已經(jīng)被復(fù)雜的自然環(huán)境反復(fù)打磨，對輸入信息的內(nèi)容高度挑剔。以視覺皮層為例，不同皮層區(qū)域、不同層級的海量神經(jīng)元形成了種類繁多的特征過濾器，可以高效地完成對輸入信息的編碼加工和特征處理。因此，一張在理論上信息量極大、內(nèi)容非常復(fù)雜的自然圖片，往往只會在視覺皮層里激活為數(shù)有限的少數(shù)神經(jīng)元。我們所看到的“現(xiàn)實”，實際上都是感覺皮層通過篩選出的關(guān)鍵特征“腦補（計算）”出來的“虛擬現(xiàn)實”。而想要在如此精密的特征篩選器眼皮子底下瞞天過海，僅僅是一味地增強硬件性能顯然是沒戲的。

? ? 那么像《黑客帝國》、《攻殼機動隊》或者《刀劍神域》那樣直接向大腦輸入信息呢？

? ? 很不幸地是，雖然這種思路在理想環(huán)境下確實可以精確刺激感覺系統(tǒng)中的神經(jīng)元，從而構(gòu)建一個以假亂真的虛擬現(xiàn)實世界，但是實際情況卻依然比想象要復(fù)雜許多。

? ? 首要的難題就是對神經(jīng)元們進(jìn)行“摸底排查”，從而鎖定刺激信息的投送目標(biāo)。

? ? 在對大腦感覺皮層研究的早期，科學(xué)家們往往采用電極記錄的方式來探究神經(jīng)元對外界刺激的特征偏好。這些精密的電極，有的是包裹著絕緣層的金屬絲，只在末梢露出最多幾微米的裸露金屬探頭；還有一些，則是被拉成細(xì)絲的玻璃管，內(nèi)部灌滿了導(dǎo)電溶液。至于《黑客帝國》里那些用堪比加油槍的巨型鋼錐直接懟進(jìn)后腦接口的“腦后插管”場面，就完全是為畫面表現(xiàn)力服務(wù)的藝術(shù)想象了。

? ? 不過，即便現(xiàn)實中的電極比電影里精細(xì)了不止百倍，單獨一根電極也只能夠最多同時記錄到鄰近尖端的幾個神經(jīng)元。就算采用“排槍戰(zhàn)術(shù)”，把幾十上百根電極組成一個陣列扎進(jìn)大腦里，能夠同時“監(jiān)聽”到的神經(jīng)元信號也不過百十個而已。如此稀少的樣本量，相比于神經(jīng)元的龐大基數(shù)來說只能算是九牛一毛。

? ? 所幸，隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們擁有了探索大腦奧秘的全新工具——雙光子顯微鏡。這種頗為昂貴的精密設(shè)備，可以通過向轉(zhuǎn)染了熒光蛋白的生物組織照射激光，從而觀察所激發(fā)的生物熒光，并以此判斷神經(jīng)元的活動。這個過程雖然看起來頗為復(fù)雜，但從原理上講，卻并沒有看起來那么復(fù)雜：

? ? 正常情況下，當(dāng)某些原子被光子擊中后，圍繞原子核的電子就會吸收光子的能量進(jìn)入激發(fā)態(tài)。但是，高能狀態(tài)的電子并不穩(wěn)定，往往會在很短的時間就落回原本的狀態(tài)。而這個過程中電子所丟失的能量，依然會以光子的形式釋放。這個由被激發(fā)原子產(chǎn)生的光子，就是所謂的“熒光”。

? ? 顯然，根據(jù)能量守恒定律，熒光的光子能量不可能大于激發(fā)光，而波長也因此會相應(yīng)地更長一些。因此，如果我們想要得到更強的熒光信號，那就需要使用能量盡可能高的激光去照射組織，從而獲得更優(yōu)質(zhì)的成像結(jié)果。但這樣一來，強烈的激光就很容易損傷被照射的組織，而且較短的波長也容易在生物組織中散射，削減了透視的深度。

? ? 幸運地是，宇宙間的物理法則給我們留了個“后門”?？茖W(xué)家們在研究中偶然間發(fā)現(xiàn)，如果兩個激發(fā)光子在極短時間內(nèi)幾乎同時擊中一個原子，那么這個原子釋放的熒光能量就會突破單個激發(fā)光子的能量上限，僅僅略小于二者能量之和。雙光子顯微鏡中的飛秒激光器，可以在極短時間內(nèi)以極高頻率聚集發(fā)射密集的長波長光子，在維持較低平均輸出能量的前提下，大幅提高了這種小概率事件發(fā)生的可能，從而在盡量不損傷大腦的情況下，獲得熒光信號很強的成像結(jié)果。

? ? 那下一步的問題，就是如何把熒光和神經(jīng)元電活動之間搭上關(guān)系了。

? ? 此時，大自然再次給我們準(zhǔn)備了一條通路。生物學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，在機體的各種細(xì)胞內(nèi)，鈣離子都是重要的細(xì)胞內(nèi)信號，發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。而在神經(jīng)元中，當(dāng)細(xì)胞興奮放電時，其內(nèi)部的鈣離子濃度會迅速上升十幾甚至上百倍。

? ? 在發(fā)現(xiàn)了鈣離子濃度與神經(jīng)元活動之間的嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系后，科學(xué)家們利用這一現(xiàn)象，構(gòu)建出了對鈣離子濃度敏感的熒光蛋白——鈣離子指示劑。隨后，科學(xué)家們通過病毒載體將鈣離子指示劑轉(zhuǎn)入神經(jīng)元內(nèi)部。從此，我們就可以通過熒光信號強度來衡量神經(jīng)元胞內(nèi)的鈣離子濃度，并進(jìn)一步推斷其電活動狀態(tài)。經(jīng)過這么一番操作的神經(jīng)元，在雙光子顯微鏡下就成了一旦“通電”就會亮起熒光的“電燈泡”。

? ? 集成了這樣環(huán)環(huán)相扣的一系列技術(shù)后，雙光子顯微鏡的性能自然非常驚人，可以在一次實驗中同時監(jiān)測觀察視野內(nèi)幾百甚至上千個神經(jīng)元的活動。如此一來，科學(xué)家對大腦的研究效率就大大提高了。大腦中包括視覺認(rèn)知在內(nèi)的很多復(fù)雜神經(jīng)機制，都在雙光子顯微鏡下一點一點地褪去了神秘的面紗。

? ? 那么接下來的問題，就是如何給它們合適的刺激了。

? ? 電極雖然可以通過放電來刺激神經(jīng)元，但這種刺激就像在大腦中引爆了一顆小小的電磁脈沖炸彈，會同時波及靠近電極尖端的一整片神經(jīng)元，缺少足夠的特異性。不過幸運地是，科學(xué)家們在本世紀(jì)研發(fā)出了全新的“光遺傳”技術(shù)，通過基因工程的手段，為神經(jīng)元裝上靈敏的“光控開關(guān)”——視蛋白，從而使其可以被激光照射精確地激發(fā)（或者抑制）電活動。

? ? 歷經(jīng)了幾十年的技術(shù)發(fā)展，人類終于擁有了可以細(xì)致觀察大腦的“慧眼”，以及可以精確控制神經(jīng)元的“巧手”。

? ? 虛擬現(xiàn)實的大門是不是就此向人類敞開了呢？

? ? 事情遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那么簡單。

? ? 現(xiàn)實中的電極如果要記錄到神經(jīng)元，就需要通過開顱手術(shù)將其埋置進(jìn)大腦之中。同時，目前的電極技術(shù)，處理信息的“帶寬”也很不理想。至于雙光子顯微鏡和光遺傳技術(shù)，同樣也無法隔著顱骨監(jiān)控神經(jīng)元，一樣需要在腦袋上“開天窗”——也就是安裝類似宇宙飛船舷窗的觀察窗口，而且得事先在選定的腦區(qū)注射攜帶有鈣離子指示劑或者視蛋白基因的病毒，甚至可以對實驗動物直接進(jìn)行基因工程的改造。此外，對于比較深層的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，目前的雙光子顯微鏡還是沒法“看透”的，依然需要使用傳統(tǒng)的電極來記錄神經(jīng)元的活動。

? ? 正因為這些技術(shù)必然會伴隨著無法完全避免的手術(shù)和感染風(fēng)險，所以它們主要的應(yīng)用對象還是各種實驗動物，除了極少數(shù)情況外基本不會用在人類身上。

? ? 而另一方面看，目前所有這些技術(shù)，即便在最理想的情況下，也距離科幻作品中的效果相去甚遠(yuǎn)。對上萬上億規(guī)模的海量神經(jīng)元進(jìn)行實時的同步監(jiān)測與調(diào)控，目前依然是一個完全無從規(guī)劃設(shè)想的夢幻領(lǐng)域，其實現(xiàn)難度，甚至可能不亞于建造恒星際宇宙飛船。

? ? 至于《刀劍神域》里那樣直接戴上黑科技頭盔就進(jìn)入虛擬世界的設(shè)定，在技術(shù)上就更加難以實現(xiàn)了。不管是腦電圖、功能核磁共振還是經(jīng)顱磁刺激，現(xiàn)實中對人腦神經(jīng)活動的無創(chuàng)檢測與干預(yù)，都因為神經(jīng)信號本身的微弱、以及顱骨和頭皮的巨大阻隔而在空間和時間分辨精度上不甚理想，只能大體上觀察并調(diào)控一些腦區(qū)級的大規(guī)模神經(jīng)活動，談不上精確的觀察和控制了。

? ? 而且更令人喪氣的是，不管人機交互技術(shù)在可預(yù)見的范圍內(nèi)如何發(fā)展改良，尼奧他們通過“腦后插管”實現(xiàn)的超高速學(xué)習(xí)，還是違背了人腦神經(jīng)系統(tǒng)的基本學(xué)習(xí)原理——大腦對新事物的學(xué)習(xí)和記憶，本質(zhì)上是在表征對應(yīng)概念的神經(jīng)元群體之間構(gòu)筑起穩(wěn)定的神經(jīng)連接，想要用短短幾秒鐘就在大腦里建立起全新的大規(guī)模神經(jīng)環(huán)路，顯然是極其困難的。

? ? 夢幻一般的虛擬世界，目前依然是鏡花水月的幻想。

……

? ? 現(xiàn)實如果難以接入虛擬，但虛擬未必不能照進(jìn)現(xiàn)實。

? ? 就在我們慶祝勞動節(jié)和五四一百周年時，大洋彼岸麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們，在頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表了一篇同時震撼了神經(jīng)科學(xué)與人工智能兩個領(lǐng)域的交叉研究，為人機交互領(lǐng)域開辟了全新的可能。

? ? 這一次，科學(xué)家們用上了在《黑客帝國》中與人類“相愛相殺”的“大反派”——人工智能。

? ? 這個驚人的研究，先是用100萬張自然圖片在電腦里訓(xùn)練出了一個擅長圖像識別的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。隨后，科學(xué)家們把這個人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和直接在獼猴大腦里觀察到的視覺皮層神經(jīng)元反應(yīng)進(jìn)行了比較，將其中的虛擬神經(jīng)元節(jié)點與大腦中的真實神經(jīng)元進(jìn)行了數(shù)學(xué)上的映射。換而言之，這些科學(xué)家們用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬并預(yù)測了猴子大腦內(nèi)一部分視覺皮層神經(jīng)元的活動規(guī)律。

? ? 隨后，這些科學(xué)家通過分析人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，用計算機合成出了一系列看起來稀奇古怪但對于特定人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中虛擬的神經(jīng)元來說“正中靶心”的“控制刺激”。在隨后的動物實驗里，當(dāng)猴子們從計算機屏幕上看到這些仿佛抽象畫的玩意時，科學(xué)家們欣喜地發(fā)現(xiàn)，它們視覺皮層中的大部分神經(jīng)元都“毫無波動”，但極少數(shù)神經(jīng)元卻呈現(xiàn)出了非常強烈的反應(yīng)，與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上模擬預(yù)測的結(jié)果基本一致。

? ? 如此一來，人類就可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算出的結(jié)果，直接使用與生俱來的視覺通路，來對大腦皮層特定的神經(jīng)元或神經(jīng)元群體的活動進(jìn)行精確的控制。

? ? 《雪崩》與《黑靈》中直接利用視覺信息來精確控制大腦的幻想開始逐步成為現(xiàn)實。也許在不遠(yuǎn)的未來，基于現(xiàn)有研究的全新虛擬現(xiàn)實技術(shù)，就將為人類打開通往無盡幻想鄉(xiāng)的大門。

? ? 誠然，正如《黑客帝國》中那個黑暗未來所警示的那樣，面對突飛猛進(jìn)的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展——尤其是與人類自身認(rèn)知活動有關(guān)的科技發(fā)展——人類確實有責(zé)任去防止自己玩火自焚。但正如我們的先祖最終學(xué)會了用火，并因此始在智能演化的道路上開始驚人的加速發(fā)展一樣，面對新一代的科技革命，我們同樣需要喚醒先祖銘刻在我們基因中的好奇、審慎與勇氣，擎起科學(xué)的火炬，帶著對自然規(guī)律的敬畏，一步一步地邁向未來。

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