01

人身上最精密复杂的器官就是大脑，它是产生意识、储存意识、拓展意识的灵魂机构，一切感觉、认知和反思发生作用的场所。

可以说，人的存在更依赖于大脑而非其他肢体，这就是为什么地球上有无数生物，人类却成为食物链最高端的原因。人能够移山填海、飞离地球，靠的不是别的，是大脑。

古代的人们以为思考器官是心脏，后来发现是大脑。解剖学发现大脑的结构极其复杂，大脑、小脑、脑干、垂体、下丘脑，左右两个半球，复杂的大脑皮层，脑沟与脑回路，无数的神经元。每个神经元都延伸出许多细小的分支，从而与其他许多神经元连接。

当人思考时，信息会反复地在神经元之间传递，合理的信息关联会在神经元之间建立连接（或通路）。只要有几分钟缺氧，大脑细胞就会成批死去，无论这个设备的哪部分出了差池，都会在智力和行为上表现出来。

左脑控制身体右半部分，右脑控制身体左半部分。大脑的不同部分分别控制人的肌肉运动、身体平衡、注意力、语言能力、味觉、触觉、视觉、听觉、嗅觉、阅读等等，某个部位受损后，相应的能力即下降或消失。人的一切行为、情感和思考，都是这个小小器官在指挥。植物没有大脑，所以大脑死亡后心脏还能跳动的人称为植物人。

甚至可以这么设想，手所以能敲击键盘，不是手在动，而是意识在动。

02

人类研究大脑的历史很长，只是在现代科学兴起后，解剖学和神经学的发展才让大脑的工作机制日益清晰。

大脑中的数十亿个神经细胞（神经元）通过复杂的连接通道相互之间发送和接收电信号（神经元利用称为动作电位的电脉冲，沿着其长度方向传递信息）和化学信号（当电信号到达神经元末端时，会触发称为神经递质的化学信使，释放到称为突触的微小间隙中），并将这些信号输送到身体的其他部分，控制人的行为。

你可以把大脑设想成电脑的中央处理器，处理感觉信息并启动协调的运动反应。总而言之，神经系统是可以分解为神经元之间的相互连接，神经通道的信息传送的具体细微的「动作」中去的。

当这些「动作」清晰之后，就有人开始琢磨，为什么不能让那些有缺陷的人通过修补大脑结构的缺陷而获得重生呢？

比如盲人和聋哑人，就通过神经末端的传感系统的植入，变得能看见，能听见了。这是无与伦比的科学进步！

脑机连接就是在大脑的工作原理日益清晰后自然而然的科学设想，不仅仅限于增强或修复人类的认知或感觉运动功能。

脑机接口有时也被称为脑机一体化，是一套复杂的通信链路，目标在于绕过人体运动部件（例如手或脚）的中介，建立人脑与外部世界之间的直接交互。意思是，仅凭大脑的意识活动来控制外部和自然。

就像我们过去在书上或电视里说有些人有特异功能，可以凭意念移动外物那样，脑机接口真能干成这类事。但是也非常可怕，也就是说一个笨人可能具备超强思维能力，人类的智力结构将突破遗传学的限制，走向无法预测的未来。

现在，这一目标越来越趋于实现。我们简单回顾一下它的发展简史。

03

1924年，德国精神病学家汉斯·伯格首次利用脑电图记录了人脑活动。他在患者头皮下植入银线，一根在前额，一根在后脑勺。之后，他改用绳式电流计，后来又改用双线圈西门子记录电流计，这种电流计能够记录低至万分之一伏的电压。最终的输出信号持续时间可达三秒，由助手拍摄下来。通过分析脑电图，伯格能够识别出振荡活动，例如α波。这可以作为脑机接口技术最早的源头和科学奠基。

1973年，法国计算机科学家雅克·J·维达尔发表的论文《迈向直接脑机通信》中创造了「脑机接口(BCI)」一词。论文中提出了「脑机接口挑战」，即利用脑电信号控制外部物体，特别是利用条件负变异（CNV）电位进行脑机接口控制。维达尔在1977年进行的实验是他1973年提出脑机接口挑战后的首次应用。该实验利用非侵入式脑电信号（实际上是视觉诱发电位（VEP））控制计算机屏幕上类似光标的图形对象。

1988年，首次实现了对物理对象（机器人）的非侵入式（电极在闹外部）脑电控制。该实验展示了脑电控制如何使机器人沿着地面上绘制的任意轨迹进行多次启动-停止-重启循环的运动。循线运动是机器人的默认行为，它利用了自主智能和自主能源。

1996年，爱尔兰裔科学家飞利浦·肯尼迪首次将侵入式BCI植入人体，侵入式技术取得重大突破，人类首次实现高质量神经信号采集。他在八十年代开发了神经营养电极。在这一创新研究中，他证实了含有神经组织的玻璃锥可以成功植入大脑皮层。植入后，附近的神经元会向锥体内部延伸出分支状结构。锥体内部的绝缘金线可以记录这些生长出的神经连接的电活动。

2004年，美国一名脊髓断裂的运动员Matt Nagle参加一项涉及脑机接口系统（由Cyberkinetics公司开发，布朗大学研究机构实施）的临床试验，因为他渴望重获健康，过上正常的生活，于是他的大脑植入了脑机接口系统并实现了通过大脑活动来控制屏幕上的光标，这标志着人类历史上侵入式BCI首次在人体中实现意念控制。

2012年，美国瘫痪女子凯西·哈钦森，借助当时为止最先进的脑机接口——第二代脑机接口系统，让她能够操控机械臂拿起瓶子，喝下早晨的咖啡。该接口包括一个植入凯西大脑的传感器，用于「读取」她的想法，以及一个解码器，将她的想法转化为机械臂的指令。这意味着脑机接口的重大进步。

2019年，加州旧金山大学的研究人员启动了一项脑机接口（BCI）研究，该研究有望帮助因神经系统疾病导致言语障碍的患者。他们的BCI利用高密度脑电图捕捉患者大脑的神经活动，并采用深度学习技术合成语音。

2021年，斯坦福大学的一个研究团队报告了一项成功的概念验证测试，一名四肢瘫痪的参与者能够以每分钟约86个字符和18个单词的速度生成英文句子。一年后该研究团队宣布，他们的植入设备还可以用于拼写单词和整个句子，而无需大声说话。

2023年，智利最高法院裁决保护「神经权利」，全球首例对脑数据隐私进行宪法级保护的司法实践。人们关注脑机接口的安全性和对用户的长期影响。不是说连上就行了，问题在于如何获得有沟通障碍人士的知情同意，对患者及其家人生活质量的影响和安全风险。如果植入的机器与互联网联通，那是否意味着人脑的一切信息会大白于天下。

2024年1月，马斯克旗下人工智能公司、雄心勃勃的Neuralink首次将名为「心灵感应」（Telepathy）的芯片植入到一名因脊髓损伤而四肢瘫痪的患者大脑中，结果显示，患者能够通过「思考」来控制电脑光标和手机等电子设备，实现「以心控物」。随后，工程师更新了植入的柔性电极线，并进行了第二次成功植入。

2024年9月，Neuralink公司宣布其植入设备将使视觉皮层未受损的盲人恢复部分视力。该研发成果获得了美国联邦政府的「突破性」认定。

2025年8月和9月，马斯克的公司在多伦多大学为两名颈椎脊髓损伤患者实施了加拿大首例Neuralink脑植入手术，这也是美国以外地区首次开展此类手术。

04

无论如何，脑机接口技术会实现。

届时，人们的大脑中会有一个看不见的信息链接系统，与某个外部的计算机链接，或者干脆这个计算机就植入了大脑，生物大脑和机器一起协同工作，极大提高人的思考和计算能力。

满大街跑着「智力超人」，我觉得还挺可怕的。