陈言，文学博士，高级编辑，长期供职于人民日报社、中国科学院等机构。他著有《天之眼》《阻击埃博拉》等报告文学，以及《当科学遇到诗歌》《你从哪里来》等诗歌作品，并多次获奖。陈言的作品在《人民日报》《人民文学》等报刊上发表，他出版的《新闻的力量》《跨越》等作品深受读者喜爱。

当你凝望夜空时，你是否曾望向繁星背后的虚空：“宇宙的边界在哪里？时空的本质究竟是什么？幽暗的深空中此刻是否也有一双眼睛正在凝视着你？” 当你凝视镜中的自己时，你是否曾望向双眼背后的大脑：“我”到底是谁？寄居在这副皮囊之中的灵魂是否真的存在？ 当肉体衰亡，“我的灵魂”是将随之消散还是化为飘荡于宇宙之中的一股电波？ 下载知识、移植记忆、意念互通与大脑联结这些科幻电影中的场景能否成为现实？ 人脑被称为“内在的宇宙”，从宇宙大爆炸到人类大脑的形成，150 亿年间，人类大脑成为宇宙中平常却伟大的奇迹。 如今，脑机接口技术正在蓬勃发展。科学家已经开始攀登脑机接口的金字塔，逐级“改造”人类，实现人类的全新进化。 《脑机简史》便是向读者介绍脑机接口这一新兴技术的科普著作。从对大脑的重新认识，到神经科学颠覆传统的发现，再到脑机接口领域正在发生的前瞻探索和令人振奋的突破...<a href="javascript:void(0)" class="j a_show_full">(展开全部)</a>

脑机接口的起源与发展，包括世界公认的“脑机接口之父”是谁，以及历史上第一个真正的脑机接口的实验对象。还提到了一位瘫痪青年通过“外骨骼”机械战甲，在世界杯开幕式上用意念踢出第一球的感人事迹，展示了脑机接口技术在现实生活中的应用潜力。



测一测 你对脑机接口了解多少？

人类大脑的进化历程始于古老的爬虫脑，历经多个阶段，逐渐演变为现在的复杂结构。爬虫脑负责维持基本生命活动，如心跳和呼吸。边缘系统则调控记忆和情绪等基本心理过程。新皮质作为大脑最发达的部分，主导高级认知行为。

为了适应环境，人类大脑在有限的体积内扩大了表面积。这一变化得益于大脑形成了众多皱褶，使得大脑在体积未显著增加的情况下，拥有了更大的表面积。大脑由神经元构成，这些神经元通过复杂的纠缠和连接形成神经网络，传递信息。

神经元间的信息传递通过突触完成，神经递质在突触中发挥作用，影响情绪、情感和思维。神经网络具有神经可塑性，可根据需要不断优化。婴儿的大脑神经可塑性最强，这使得人类能够不断成长、学习新知识和改变习惯。

大脑与身体之间的电通路连接，以及触觉、视觉等感官信息在大脑中的处理过程，也揭示了人类大脑的复杂性和独特性。通过对大脑各个区域的研究，科学家们揭示了人类大脑的奥秘。

第一部分 重新认识你的大脑，重新定义人类的进化

人类大脑的探索之旅，始于对脑电波的发现，继而涉及神经元学说与网状理论的争议，以及局部论与分布论的较量。科学家们逐渐认识到大脑的复杂性，并转向研究神经元集群的功能。大脑不仅是信息处理中心，还是主动创造现实的存在。它通过神经元间的动态互动，构建我们感知的世界，并发挥着关键生理作用，影响着我们的行为和心理。

人类大脑的独特之处在于，它不仅能评估过去，还能模拟未来。物理学家加来道雄认为，人类意识以特殊形式构建世界模型，通过模拟预测未来。大脑的前额叶皮质使我们能“看到”未来，这种能力使我们能思考未来，制定计划。相较于动物依靠本能应对环境，人类缺乏系统规划未来的能力。这种模拟未来和评估可能性的能力，使我们能在复杂社会中生存和发展。

大脑的适应性和可塑性使我们能创造出关于自己身体的幻觉，如幻肢痛和灵魂出窍的体验。这些现象表明，大脑通过复杂的神经回路和反馈机制，塑造我们对世界的感知和自我认知。

“橡胶手错觉”实验通过虚拟现实技术，揭示了大脑对自我感受的操控，阐述了大脑如何将工具同化为身体的一部分，及其对人类进化的意义。此外，还探讨了脑机接口技术的未来应用，以及人们对人工智能发展的担忧和期待。

第二部分 大脑的神秘工作原理，藏着脑机接口的开关

脑机接口技术，一种将大脑与计算机或其他电子设备连接以实现信息交流的技术，正在引领一场科技革新。该技术通过采集大脑信号，处理并识别，最终转化为控制外部设备的指令。它分为非侵入式和侵入式两种，各有其特点。非侵入式如脑电图，操作简便，但精度有限；而侵入式则能获取更高质量的神经信号，却伴随着安全风险和成本问题。近年来，半侵入式脑机接口技术逐渐受到关注，它融合了非侵入式和侵入式的优点，尽管仍面临技术和伦理挑战。

尼科莱利斯团队在脑机接口领域的研究成果引人瞩目。他们早期使用微线电极在大鼠脑部监测信号，随后枭猴通过意念控制机械手臂，再到猴子艾多亚通过大脑活动控制日本机器人行走，这一系列实验展示了脑机接口技术的巨大潜力。这些研究不仅为瘫痪患者带来了希望，也推动了神经科学和机器人技术的发展。

尼科莱利斯及其团队的努力，使脑机接口技术从科幻走向现实，为未来人类生活带来了无限可能。从监测大脑信号到控制机械手臂，再到控制机器人行走，这一系列研究不仅为瘫痪患者带来了新的生活希望，也为整个社会带来了新的启示。脑机接口技术在生物医学、神经康复和智能机器人等领域具有广阔的应用前景。

在生物医学领域，脑机接口技术可以帮助瘫痪患者恢复运动能力，提高生活质量。通过监测和分析大脑信号，脑机接口技术可以实现对瘫痪患者的精确控制，使其能够完成日常生活中的各种动作。在神经康复领域，脑机接口技术可以帮助患者恢复大脑功能，提高神经康复的效果。在智能机器人领域，脑机接口技术可以赋予机器人更高级的智能，使其能够更好地服务于人类。

尼科莱利斯团队的研究成果，使脑机接口技术从理论走向实践，为人类带来了新的希望。在未来的发展中，脑机接口技术有望在更多领域得到应用，为人类生活带来更多便利。然而，脑机接口技术仍面临诸多挑战，如技术和伦理问题。在技术方面，如何提高脑机接口的精度和稳定性，如何降低成本和风险，都是亟待解决的问题。在伦理方面，如何保护个人隐私，如何防止滥用技术，都是需要我们深思的问题。

总之，脑机接口技术作为一项具有巨大潜力的科技，正逐渐改变着我们的生活。尼科莱利斯团队的研究成果，为我们展示了脑机接口技术的无限可能。在未来的发展中，我们期待脑机接口技术能够更好地服务于人类，为我们的美好生活带来更多可能。

第三部分 探秘脑机接口，进入人机融合的增强时代

2014年，巴西在世界杯开幕式上展示了脑机接口技术的突破性成果，通过脑电波控制医用外骨骼，实现了瘫痪患者的开球。这一技术展示了脑机接口的前景和价值，引发了全球关注。随后，“重新行走项目”团队利用脑机接口技术帮助脊髓损伤患者进行康复训练，实现了脊髓损伤的逆转性康复效果。这一项目不仅让瘫痪患者重获行走能力，还为脑机接口技术的发展开辟了新的道路。



07 真正的“重新行走”

脑电极植入技术的历史与发展，从传统的微线电极到硅基电极，再到现代的柔性微电极阵列，脑机接口技术经历了长足的进步。尼科莱利斯团队开发的微线电极以其高密度、小型化和多通道特点，实现了长期神经元记录，并创造了电极安全植入的世界纪录。同时，Neuralink公司的N1脑芯片也备受关注，其柔性微电极和48或96线程阵列设计，使得记录电极数量大幅提升。然而，脑电极植入技术仍面临诸多挑战，如电极的免疫炎症反应、信号质量随时间劣化等问题，需要进一步的研究与改进。



08 神经电极与神经界面

医用外骨骼机器人的发展，最初起源于军事研究，现在正逐步转向康复医疗领域。这些高科技机器人融合了康复医学和生物力学等学科，对中风和脊髓损伤患者的康复训练提供了极大帮助。2014年世界杯期间，一款脑控外骨骼机器人引起了全球关注，随后，许多公司纷纷加入这一领域的研究。

尽管中国在外骨骼领域的发展相对滞后，但全球市场规模预计将持续增长。此外，脑机接口技术在听觉、视觉和前庭感觉修复方面取得了显著成果，未来有望实现意念打字等应用。

美国国防部高级研究计划局资助的“革新假肢”计划，由神经学家杰弗里·凌领导。自2006年开始，该计划投入超过10亿美元，旨在研发功能与真胳膊相似的机械手臂。这款名为卢克（LUKE）的机械手臂拥有26个自由度，能实现精细动作，并逐步恢复瘫痪患者的触觉。

匹兹堡大学的研究人员通过大脑植入体帮助瘫痪患者控制机械臂，实现了与奥巴马总统握手的历史性时刻。这一技术的突破有望改变许多人的命运。随着科技的发展，外骨骼机器人和假肢技术将为康复医学带来更多可能性。

09 百花齐放的脑机热潮

脑机接口技术的迅速发展，从最初的意念游戏到现实生活中的应用，如帮助睡眠障碍患者、提高矿工和司机的工作效率，以及治疗癫痫等疾病。这些技术的出现不仅改变了娱乐行业，还带来了新的生活方式和治疗手段。同时，科学家们也在努力解决脑机接口技术中存在的感观缺失问题，通过“脑-机-脑”接口技术，让机械手臂能够像人体一样感知物体的温度、材质，从而实现更自然的人机交互。尽管目前技术仍处于发展阶段，但它的无限潜力已经引起广泛关注，未来有望在各个领域发挥重要作用。



10 商业化前景大爆发，成就新一代独角兽

脑机接口技术领域的突破性进展，巴西科学家尼科莱利斯及其团队在脑-脑互联方面取得了显著成就。通过将两组小鼠大脑通过脑机接口连接，实现了信号的远程传输和解读，展示了大脑网络技术的巨大潜力。实验证明，信号可以在大脑间传递，且距离可达数千公里。随后，尼科莱利斯团队进一步将这一技术应用于猴子、大鼠等动物，以及人脑与动物脑、人脑与人脑之间的连接，验证了多脑互联和互相配合的机制。此外，脑机接口技术在医疗领域的应用也取得了突破，如瘫痪患者的康复治疗。随着技术的不断发展，人们期待着未来通过大脑网络实现思想、情感、知觉的直接交流，这将极大地改变人类文明的进程。



11 大脑网络，实现重新行走2.0

第四部分 逐级“改造”，实现人类与商业的全新进化

记忆移植的研究经历了从情绪记忆的直接移植到运动记忆移植，再到动物间的切割移植实验，这一系列进展展示了科学家们在这一领域的不懈探索。研究深入揭示了记忆的形成、存储和调取机制，以及脑机接口技术在记录和转化记忆中的应用。Kernel公司关于“人工海马”的研究以及阿尔茨海默病的研究进展，为记忆移植的未来发展提供了新方向。

文章探讨了人类记忆的复杂性和遗忘的可能性。记忆不仅是生活的基石，也关乎个体的成长。从失去记忆带来的痛苦到渴望失忆的需求，再到影视剧中的失忆情节，文章展示了记忆在人类生活中的重要性。同时，文章还介绍了记忆丧失的病理现象，如逆行性遗忘症和顺行性遗忘症，并通过电影《谍影重重》和《记忆碎片》中的描绘，进一步阐述了记忆丧失的复杂性和影响。

在记忆的精准删除问题上，文章提出了关于记忆与个体成长之间关系的道德讨论。遗忘被比喻为一种礼物，引发了关于人类记忆、智力和大脑增强的哲学思考。这一探讨不仅涉及技术层面，还触及了伦理和哲学领域，使得记忆移植的研究更具深度和广度。

第五部分 记忆移植与大脑增强，开启人类“未来之门”

在科幻作品中，"思想钢印"的概念常常引发人们对意识操控和自由意志的思考。电影《盗梦空间》和《三体》中，这一概念被描绘得生动而复杂。文章深入分析了“思想钢印”的技术原理，主要涉及意念植入和直接干扰神经元连接，揭示了这两种方法的不同之处。

意念植入通常指的是通过特定技术将思想植入他人脑中，而直接干扰神经元连接则是对大脑神经网络的直接操作。这两种技术都涉及到脑机接口的发展，其中脑-脑接口的研究进展相对缓慢，成为了一个重要的研究挑战。

文章进一步探讨了自由意志在现代社会中的重要性。工业革命以来，自由意志观念逐渐深入人心，但神经科学的发展开始对这一概念提出挑战。研究表明，人类行为可能并非完全由自由意志决定，而是受到基因、激素、神经元等生物因素的影响。

进化论也对自由意志提出了质疑，而马斯克展示的脑机接口技术则预示着未来人类可能失去对自身欲望和行为的控制。然而，对未来科技发展的担忧也随之而来，特别是脑机接口可能带来的操控风险，以及如何确保这种技术不被滥用。

在美国，军方对脑机接口技术的探索和应用尤为积极，旨在打造“超级士兵”。通过脑机接口技术，士兵的技能、心态和判断力得到显著提升，使其在战场上的表现更为出色。同时，美军也重视人工智能技术在无人装备和集群作战中的应用，强调人机协作的重要性。

美国国防部高级研究计划局等机构投入大量资源，致力于开发可植入的高带宽传输神经接口，以增强士兵的感知能力和学习能力。这些技术的军事化应用已经成为一个不可忽视的发展趋势，未来战争形态可能因此发生改变。

综上所述，科幻作品中的“思想钢印”概念以及现实生活中的脑机接口技术，都在引发人们对自由意志和意识控制的深刻思考。随着科技的发展，我们不得不重新审视自由意志在现代社会中的地位，以及如何应对可能出现的道德和伦理问题。

第六部分 代价是什么：操控，还是被操控

人工智能的概念涵盖多种类型，其中弱人工智能、强人工智能和超级智能是主要的分类。文章阐述了人工智能在日常生活中的应用，如智能手机和无人驾驶汽车，并突出了深度学习在推动人工智能发展中的关键作用。然而，尽管人工智能在特定领域如围棋表现卓越，它在图形识别、常识理解和复杂情境的理解等方面仍存在局限性，与人类智能相比尚有差距。

在人工智能领域，对情感和目标的研究越来越受到重视。以往，研究者更倾向于追求逻辑理性的机器人，而忽视了情感的重要性。但近年来，越来越多的研究开始关注情感，因为情感可能对人类意识起到关键作用。情感在人类决策和价值判断中扮演着至关重要的角色，而目前的人工智能在这方面还显得力不从心。

文章还讨论了情感机器人的发展，如NAO机器人，它们能够识别并回应人类的情感。此外，文章探讨了人工智能的元认知问题，以AlphaGo为例，它在下棋时无法表达自己正在做什么或为何这么做。这些问题反映出，人工智能在模拟人类意识和情感方面还有很长的路要走。

深度学习在人工智能发展中的地位日益凸显，它是推动人工智能技术进步的关键。尽管如此，人工智能在图形识别、常识理解和复杂情境的理解等方面仍存在局限性，与人类智能相比尚有差距。为了弥补这些不足，研究者开始关注情感和目标的研究，以期提高人工智能在情感认知和决策方面的能力。

情感机器人的出现为人工智能领域带来了新的研究方向。NAO机器人等情感机器人能够识别并回应人类的情感，这为人工智能在情感认知方面的发展提供了有力支持。然而，人工智能在模拟人类意识和情感方面还有很长的路要走，这需要研究者不断探索和创新。

在人工智能领域，元认知问题也是一个值得关注的研究方向。以AlphaGo为例，它在下棋时无法表达自己正在做什么或为何这么做。这表明，人工智能在模拟人类意识和情感方面还有待提高。为了解决这一问题，研究者需要深入探讨人工智能的元认知机制，以实现更接近人类智能的决策能力。

总之，人工智能在图形识别、常识理解和复杂情境的理解等方面仍存在局限性，与人类智能相比尚有差距。为了弥补这些不足，研究者开始关注情感和目标的研究，以期提高人工智能在情感认知和决策方面的能力。同时，深度学习和元认知问题也是人工智能领域需要解决的关键问题。随着研究的不断深入，我们有理由相信，人工智能将在未来为人类社会带来更多福祉。

17 为什么我们要警惕人工智能

提升人工智能算力的关键在于增强计算机硬件的运算能力，目前我国“天河二号”超级计算机已经超过人脑运算能力。但是，仅靠硬件提升还不够，还需要新的算法或理论突破。为了让计算机变得智能，研究人员正尝试学习人脑，试图通过模拟大脑结构来提升智能。此外，还有通过模拟演化过程构建强人工智能的思路，即“基因算法”。未来，人工智能可能会达到超越人类智能的水平，带来无限可能，但也可能带来风险。



18 两大步骤，走向强人工智能

人工智能的乐观派和悲观派，乐观派认为人工智能将在不久的将来进入奇点时代，而悲观派则担心人工智能可能带来的灾难。文章中探讨了纳米技术、生物技术和人工智能技术的共同革命，以及这些技术可能带来的影响。同时，文章也讨论了纳米机器人可能带来的风险，例如自我复制和资源消耗。文章最后强调了超级智能可能带来的威胁，以及人类如何应对这些挑战。



19 超级智能意味着什么

马斯克布局脑机接口技术的背后原因。他相信脑机接口技术是信息传递的一次质变，有望引领人类社会的新飞跃。马斯克组建了一个由多位神经科学、脑部手术、微电子学等领域专家组成的“Neuralink天团”，致力于研发脑机接口设备。尽管面临诸多技术挑战，如带宽增长不够快、无创植入等，但马斯克及其团队相信，通过技术创新和团队协作，有望实现脑机接口技术的突破，推动人类社会的发展。



20 埃隆·马斯克到底想要干什么

第七部分 脑机接口的“遥远未来”就在眼前，我们如何选择

人类与人工智能融合的未来，通过脑机接口技术，人类与机器的界限将逐渐模糊。从人工耳蜗和人工视网膜等早期应用，到将芯片植入大脑，增强人类感觉和能力的设想，这一过程已经悄然开始。脑机接口技术不仅让我们拥有超人般的力量，还能通过意念控制机器人替身，探索宇宙深处。同时，大脑与人工智能的融合也将带来社交网络的终极版本，让我们跨越时空与彼此沟通。然而，这一未来也引发了关于数字化永生、意识存在形式的思考，以及人类在宇宙中的地位和意义。

