從腦機介面到數字永生

是人,就會死。

這個事實聽起來或許很悲哀,但電影《流浪地球 2》在一開始,就給出了另一種可能性 —— 瘋狂科學家進行數字生命實驗,通過連接大腦的電極片,將思維意識上傳到計算機,從而讓人永生。

電影開頭的這位印度裔科學家,看起來精神不太穩定的樣子,但他這個想法,以數字化的形式把人留在世界上,還真挺務實的。

一來,數字化破除了肉身的天然限制 —— 細胞會衰老,臟器要衰竭。數字永生無疑是更靠譜的永生方式。

二來,思維上傳,也被稱為全腦模擬(WBE,Whole Brain Emulation),將一個人的思想、個性、情緒、記憶都映射到其他載體上,比如計算機、機器人甚至克隆體上,是科幻作品中反覆出現的題材,而且是一個令人信服的概念。

數字永生,聽起來很玄幻,是連電信詐騙老頭老太太都不屑於使用的招數,但技術可能比我們想像的更近。

對於數字永生,原著作者劉慈欣在近期的一場訪談中提到:數字永生需要信息技術和腦科學的共同進步,其中信息技術進展很快而腦科學進展較慢,如果腦子裡的信息取不出來,就不可能實現永生。

這樣看來,數字永生是否能成真,關鍵證據是腦科學的進展。

進一步拆分這個問題,數字永生有兩種形式:單向和雙向,進程也各不相同。

雙向永生,指的是數字化身還可以和人進行互動和回應,就像《流浪地球 2》中,圖丫丫的思維片段被轉移到數字生命卡上,在強大的量子計算機加持下,可以與外界正在發生的人和事進行互動。

單向永生,指的是思維上傳到非生物媒介上,比如晶元、計算機,以被動的「只讀」形式存在。

不難看出,雙向永生需要完成思維複製、思維上傳、思維保存、思維轉移等一整個大腦模擬過程,任一環節掉鏈子,都可能打斷數字化身的讀檔條,導致永生失敗。所以,圖丫丫那樣的雙向互動式數字生命,距離現實確實有些遙遠。

而如果我們將目光放到單向永生,會發現腦機介面這一技術的最新趨勢,正在讓思維上傳走進現實世界,成為揭開永生奧秘的階梯。

攀登永生天梯的第一步:給大腦放一個「信號塔」

愛好科幻或關注科技新聞的讀者,可能早就聽過「腦機介面」這個名字。埃隆・馬斯克的腦機介面公司 Neuralink,可能是這個領域最火的公司。就在剛剛過去的 2022 年底,馬斯克在發布會上展示了猴子用腦機介面控制游標打字的場景。

而神經科學研究也已經證明,電極和納米感測器可以記錄神經元,並創建大腦的完整地圖。

總而言之,通過 BCI 晶元獲取大腦信號,正是思維上傳的第一步,這在理論上是可行的。

BCI 腦機介面晶元,就相當於在大腦里放入一個「信號塔」,如同手機基站一樣,只不過接收的信號是大腦神經元發送的電信號。

也可以通過非侵入式進行,比如將感測器和電極片直接放置在頭部,可以輕鬆地放置和移除。但就像手機信號一樣,基站離手機越近,信號就越強,非侵入式 BCI 會被頭骨阻擋,獲得的電信號是模糊且不精確的。大腦發出的信號,游標、機械手臂等捕捉不到,自然無法控制自如。

當然,馬斯克 Neuralink 的理念「在人腦和人工智慧之間實現共生(symbiosis)」,還太過超前。腦機介面的下一步,可能是讓一部分人先「腦控」起來。

攀登永生天梯的第二步:讓一部分人先學會「腦控」

其實腦機介面最早的研究角度是軍事。加州大學洛杉磯分校(UCLA)在 1970 年就開始研究 BCI,由美國國家科學基金會資助,隨後拿到了國防高級研究計劃局(DARPA)的合同。靠腦控來遙控直升機、解析密碼之類的操作,屬於大氣層的高端局,離普通人的生活很遙遠,這些「科技軍事鬼故事」,咱們就不過多展開了。

目前來看,普通人能夠從腦機介面中很快受益的,主要是兩類:

第一類人 —— 患者。

我們知道,一些疾病會導致某些神經遭到破壞徹底失能,從而阻礙了很多正常生活功能,比如神經受損導致的癱瘓,患者手臂或腿不能活動;阿茲海默症、癲癇等疾病,手部神經末梢無法控制,劇烈抖動而生活無法自理。這些情況,給患者及其家屬帶來了無盡的痛苦與折磨,腦機介面作為一種先進的神經通信形式,可以幫助患者恢復部分功能,比如腦控輪椅、 腦控機械手臂、腦控鍵盤等。

近年來,腦機介面的醫療應用,也開始出現一些新的變化:從低效到高效。

以往我們認為,患者使用 BCI 來控制複雜機械是非常消耗體力的,而且效率很慢,不過技術的準確度、精度、計算速度都在提升,腦控已經不再是一件獵奇新聞了。

2017 年,彼得・斯科特確診漸凍症,不得不進行全喉頭切除手術,再無法發出自己的聲音。所以在手術前,他特地錄製了 15 個小時的音頻語料,並用 AI 進行訓練學習,手術之後,通過腦機介面來採集腦電波,AI 學習他的表述習慣,通過上下文感知來預測下一個詞會輸入什麼,然後用合成語音講出來,大大提高輸出效率,減輕了患者的體力負擔。

從侵入式到非侵入式。腦控在專業醫療的應用,長期以來都是通過侵入式 BCI 來實現的。不過,近年來,非侵入式 BCI 也開始在醫療場景下表現出一定的效果,這對於更多患者生活的改善會有很大的幫助,畢竟侵入式手術風險和費用都更高。

2022 年發表在《iScience》雜誌上的一項新研究顯示,幾名四肢癱瘓的患者成功操作一種腦控輪椅,通過了一個充滿障礙的房間。這是首次通過非侵入式 BCI 實現腦控輪椅的案例。

另一類人 —— 極客。

非侵入式腦機介面採集信號是比較粗糙的,無法進行精確的操作。作為可穿戴設備,進行簡單的交互和娛樂,倒是可以勝任的。腦控遊戲、腦控元宇宙這些新鮮事物,未來主義者或極客們扮演著率先吃螃蟹的角色。

韓國的 Looxid Labs,就在 VR 眼鏡中潛入了腦電波感測器,用來收集用戶的情緒數據,以確定用戶在觀看廣告時的情緒狀態,從而支持更好的廣告投放策略。

Neurable 公司則開發了世界上第一款腦控 VR 遊戲,玩家坐在電腦前戴著腦電圖耳機,就能遙控駕駛汽車。2021 年,這家公司又推出了 Enten 耳機,用智能技術檢測注意力,幫助用戶培養專註的習慣。聽起來似乎很適合用在學生教育場景上。

NextMind 公司則在 CES 2020 上推出了一款可以記錄大腦電活動的可穿戴設備 NextMind Dev Kit,是非侵入性眼動追蹤軟體的升級版,這家公司也在 2022 年被 Snap 收購。

中國也有達摩院、天橋研究院、科大訊飛、漢王科技等一批先行者,圍繞腦機介面和人工智慧等領域就開展研究。

正如霍金生前所說,通信的未來是腦機介面,它可以利用新技術革命的各種工具,來改善人類的生活。

腦機介面的潛力,或許不是遙遠的永生,而是充當人腦與智能手機、耳機、VR 等外部設備之間的橋樑,讓一部分人重新聽到風的聲音、發一條微博、給自己倒一杯水。

這或許是一個隱喻,唯有重視人們在此時此刻的幸福與舒適,才可能最終推開永生之門。就像劉慈欣曾說的:給歲月以文明,而不是給文明以歲月。

攀登永生天梯的第三步:讓腦機介面更好用一點

那麼,科技行業能夠做些什麼,讓腦機介面在當下更好地服務於人呢?

目前來看,有三個方向是值得期待的:

1.材料進化。

以前,侵入式腦機介面採用剛性器件,比如金屬探針,BCI 晶元體積較大,這些都可能給精密的腦組織帶來損傷,大部分人敬而遠之。

2015 年,麻省理工學院的研究小組在用電極測量大腦多巴胺水平時,該電極只維持了一天的工作,並且由於體積太大,大腦產生了瘢痕組織。

不過,現在侵入式 BCI 開始使用柔性材料、薄膜器件等新技術,製造方法不斷進步,生物相容性極大提高,體積縮小,耐用性和可拉伸性也有了顯著進展。讓侵入式 BCI 降低創傷,在體內更加穩定,甚至實現非侵入性神經調控。

比如加州大學伯克利分校的一個研究小組,就製造出了一粒沙子大小的植入式感測器,稱為「神經塵埃」,這項技術也被馬斯克的 Neuralink 吸收。

麻省理工學院新開發出的 10 微米的探針感測器,在每隻實驗動物的大腦中進行了 393 天的可靠性測試,期間一直沒有中斷工作,也沒有發現大腦瘢痕組織的產生。

這些突破,意味著侵入式 BCI 正在變得越來越安全。

2.AI 增強。

很長一段時間來,BCI 研究處於「progress today, backlash tomorrow.」(今天進步,明天反彈)的波折之中。2016 年以深度學習為核心的 AI 走紅,在腦機介面領域不斷滲透,人工智慧演算法和算力可以幫助 BCI 系統提高性能,基於 AI 增強的下一代腦機介面越來越受到關注。

比如,採用深度神經網路(DNN)從大腦信號中提取特徵並解碼大腦狀態,從而精確評估人的心理和認知。人的意識活動信號是高維、複雜的,通過神經網路來構建基於腦電圖(EEG)的情緒識別轉移模型,對心理活動進行洞察。

另外,人的心理活動會反映在多種維度的數據上,比如皮膚反應、面部表情、眼球運動、體溫變化等,這些不同維度的龐大數據要進行分類、處理、綜合分析,是一件非常龐大的工作,有了 AI 的加入,處理多模態數據將變得更高效,這也是目前 BCI 領域的一個重要研究方向。

AI 驅動科學研究範式的轉換,也將給腦機介面這項高精尖技術帶來了顛覆性的變化。

3.商業產品加速創新。

以前,普遍認為侵入式 BCI 投資回報比不高,受試者承擔了腦部植入手術的風險,但科學家對大腦百億個神經元的複雜運作機制了解十分有限,腦機介面並不能極大地改善受試者的生活質量,大多存在於實驗室或臨床試驗中。

但隨著技術的逐步發展,腦機介面展現出了極強的技術實用性,人們對於「腦機介面」這個概念的認知也更加成熟和理性,比如人工耳蝸就是一種幫失聰者找回聽覺的腦機介面,目前已經深入人心,應用很廣泛了。

麥肯錫《 The BioRevolution Report 》預計,未來 10 到 20 年,全球腦機介面產業將產生 700 億至 2000 億美元的經濟價值。可以預計,無論是醫療應用還是日常可穿戴設備,會有更多機構加入到 BCI 領域中來,加速產品創新優化迭代,腦機介面產品會越來越多、越來越好用、普惠。

或許不遠的將來,未來患者用大腦信號控制機械手臂,自己吃飯穿衣,與外界自如交流,也會像人工耳蝸一樣普及,不再是少數人的特權。

奇點大學創始人雷・庫茲韋爾(Ray Kurzweil)曾經在《夢幻之旅:活得足夠長才能永遠活下去》中,給出了大多數人能做的通向數字永生的辦法 —— 你要生活得好,儘可能限制衰老和疾病的影響。

只要活得夠久,或許我們真能等到數字永生成為現實的那一天。

永生天梯之上的未知領域

說了這麼多現實中的事情,腦機介面的前景好像十分光明、一片坦途。

不過,科技行業從來都不只是技術本身。關於腦機介面的倫理道德挑戰,支撐普遍商用的產業鏈體系,成熟的商業模式等,還需要漫長的反覆、探索、博弈。

不得不說,數字永生這一設想,提出了很多值得認真考慮的問題。植入某些設備之後,人能多大程度地保有自己?

技術延緩了衰老甚至死亡,會不會加劇社會、經濟和階級差異?

一個社會既有活生生的人類,又有永生的數字生命,它將如何運作?

劉慈欣曾在《時間移民》中暢想了這樣的場景,1000 年之後,人類社會進入「無形時代」,有身體的真人生活在有形世界,但很大一部分人選擇了數字永生,連機器的身體也不要了,就生活在量子晶元里,活成了一些量子脈衝。

在數字世界裡,人們可以真正隨心所欲,創造想要的一切,比神更有力量。《流浪地球 2》中,圖丫丫與圖恆宇獲得了永恆的生命,永遠幸福地生活在一起,這個結局也安慰到了很多觀眾。

總之,和充滿煩惱的現實世界相比,無形世界如同毒品一樣有誘惑力。這究竟是全人類的天堂還是末日?這就是哲學家的領域了。

當然,如果我們永遠無法解決腦機介面乃至數字永生的一系列技術挑戰,所有問題都是沒有意義的。至少在技術領域,永生的大幕已經掀開了一角。

轉自:https://www.ithome.com/0/673/344.htm

每一個癌細胞都要殺死嗎?

「人類身體里的癌細胞,每一個都要被殺死嗎?」

這是個好問題。在回答這個問題之前,先來一起看看人類的身體是怎麼「抗癌」的。

癌症對於身體,就像是「黑社會」。俗話說的好:「羅馬城不是一天建成的」,身體中的「黑社會」也不是一天冒出來的。

單看個體,癌細胞比正常細胞有進化優勢,比如持續繁殖,擅長適應新環境。但對於身體來說,癌細胞代表了叛逆和自私,完全不管整體的秩序,為了防止它們的成群出現,身體建立了一整套監管體系,主要就是免疫系統。

實驗室里,沒有免疫系統的小白鼠,得癌症概率就會大大增加。

人也是如此,比如艾滋病患者,免疫系統大幅受損,癌症發生概率會增加幾倍到幾十倍。癌細胞的一生,是和免疫系統鬥爭的一生。

鬥爭三部曲

癌細胞和免疫系統的鬥爭大戲,科學上被稱為「免疫編輯 」(immunoediting)。整個過程通常橫跨十幾年,甚至幾十年。

第一部:免疫清除。免疫系統強勢,出來一個癌細胞,就幹掉一個。

第二部:免疫平衡。癌細胞不斷冒出來,免疫系統很忙,不停地殺,但無法除根。

第三部:免疫逃逸。免疫系統失效,癌細胞逃脫監管,甚至策反免疫系統,助紂為虐。這時才有我們看到的癌症。

其中第二部時間最長。研究發現,癌細胞能和人體免疫系統形成長達數十年的「免疫平衡」。這以前只是假說,但是越來越多事實證明了它的存在。

神奇的故事

2003 年,《新英格蘭醫學雜誌》報道了一個令人震驚的故事。1998 年,有一位器官捐獻者去世後,兩個腎被分別移植給了兩位患者,但僅一年後,接受腎移植的兩個人先後患上癌症 !而且,兩位的癌細胞都不是自己的,而是來自於器官捐獻者!

經過調查後才發現,腎臟的捐獻者在 1982 年得了皮膚癌,手術後「痊癒」,接下去 16 年,他年年複查,也沒有發現任何問題。但現在的情況證明,其實一直都有少量癌細胞潛伏在腎裡面,只是由於「免疫平衡」,身體沒有產生任何跡象。

那為什麼移植後癌細胞突然爆發了呢?因為接受器官移植的人,為了防止排異反應,會使用一些免疫抑制性藥物,導致「免疫平衡」被打破,潛伏的癌細胞就爆發了。

故事還沒說完,發現癌症後,其中一位停止了攝入免疫抑制性藥物,同時手術摘除帶黑色素瘤的腎,並且接受免疫治療。兩年後,他也被「治癒「了,再次檢測不到任何癌細胞。

這個故事從頭到尾,一波三折,但帶來的信息非常明確:

・在免疫系統控制下,癌細胞可以在體內長期無害存在;

・免疫系統失效,是癌症爆發的重要原因。

再講另外一個故事。眾所周知,前列腺癌是男性第一大癌症,美國約 14% 的男性一生中會被診斷為這種疾病。但對意外死亡男性的解剖發現,在 30~39 歲的男性中,約 30% 的人其前列腺已經存在癌變細胞,在 60 歲以上的人群中這個比例更高達 70%。對比這幾個數據,就能得出結論:絕大多數前列腺癌細胞會在體內潛伏几十年,可能永遠不會爆發。

這絕不只限於前列腺癌。有多數人都在不知情的情況下,與某些癌細胞和諧共存了一輩子。

「免疫平衡」的啟示

理解長期「免疫平衡」的存在,至少有三方面的意義。

・維持健康的免疫系統是很重要的。

對提升免疫力,再昂貴的補品,也比不過免費的「規律鍛煉,均衡飲食,戒煙戒酒」這十二個字。

研究發現,每周鍛煉 4~6 個小時的人,絕大多數癌症的發生率都顯著低於不鍛煉的群體。

・不要見到「癌」就過度恐慌。

早期篩查技術的進步,讓很多人受益,生存率大大提高。但這也帶來了過度治療的問題。根據研究發現,對於一些早期腫瘤或者結節,進行激進治療沒有必要。使用副作用小的治療方式,甚至單純觀察監控可能是更好的選擇。

・抗癌不等於把每一個癌細胞都殺死。

當黑社會囂張的時候,必須打黑 !但控制住局面後,不一定盲目追求殺光每一個癌細胞。癌症治療目的是什麼 ?不是「殺死癌細胞」,而是重獲健康的生活 !打黑有必要,但別殺紅了眼,徹底搞垮了整個社會。

轉自:

https://www.ithome.com/0/673/614.htm

地風登46++

(上,升):元亨,利見大人;勿(通「恤」,憂慮),南(征伐;征役。也作「征」),吉。

《升》卦象徵上升:至為亨通,利於顯露大人的品格;不要憂慮,往南征伐,吉祥。

《象》曰:地中生木,登;君子以順德,積小以高大。

《象傳》說:地中生長出樹木,象徵上升;君子因此要順行美德,積累小善以成就崇高偉大的事業。

【初六】(允,信也;允,誠也)登,大吉。

誠信上升,大為吉祥。

【九二】復,(才、始)利用(zhuó,滌除罪惡),無咎。

回歸,才利於使用滌除罪惡的方式(上升),沒有災禍。

【九三】登(體質弱)(古代稱侯國為邑)

上升到虛弱的侯國。

【六四】王用,(通達,順利)岐山(周朝的發祥地);吉,無咎。

君王(予以)任用,亨通於岐山;吉祥,沒有災禍。

【六五】貞吉,登(等級,層次)

固守正道吉祥,(精神境界)上升層次。

【上六】(1、昏暗。2、糊塗,愚昧)登,利於不息(取用)貞。

在昏昧中(精神境界)上升,利於不停地固守正道。