BRAIN REVERSE-ENGINEERING

在人工智能的进展上，人类将在后几十年内完成新里程碑——即破解人类大脑秘密的逆向工程。这项工程旨在对大脑进行逆向分析及研究，从而演绎并得出大脑的意识理解、信息处理流程、神经元结构功能、记忆体控制与激活、大脑发育图谱、视觉感觉皮层、大脑细胞活动等功能特性来了解人类大脑如何迸发出奇妙而神秘的思考力和创造力。

虽然大脑占用的空间很小，重量也很轻，但微观结构异彩纷呈、千奇百怪。人脑中拥有数千亿个神经元，而每个神经元的形态、突触位置等属性都不一样。科学家需通过逐个分析神经元来破解大脑秘密（就像机械师逐个螺丝地取下马达），然后在巨型计算机上模拟这些神经元。目前科学家还在研究模拟动物神经细胞的活动，从老鼠、猫等生物开始，沿着动物进化阶梯一级级向上。此目标已非常明确，估计到本世纪中叶即可实现。

美国神经科学家和未来学家肯·海沃思（Ken Hayworth）博士，在霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）开发和研究机器技术、纳米脑组织的映射。他跟踪了许多年神经元之间的连接，并提供一些方法来维持人脑的总突触组织的能力。^[11]2013年，日本和德国的研究员使用超级计算机“京”进行了一次史无前例的神经元细胞模拟活动，使用“京”上的82944个处理器和1PB内存模拟了17.3亿个神经细胞1秒的活动，这神经元数量的规模仅仅是大脑神经元数量的零头，但却花掉了这台超级计算机40分钟来进行模拟。

人类大脑就是台量子计算机，模拟大脑意识理解对人类探究意识的本质也有帮助，如果人类洞悉了意识的本质，那制造出“人工意识”也就不难了。位于瑞士洛桑联邦工程学院（Ecole Polytechnique Federale de Lausanne）的脑科学中心于2005年与IBM合作发起了一项名为“Blue Brain Project”的哺乳动物大脑逆向工程，其目的就是通过超级计算机模拟整个大脑的生物过程，从而探究意识的本质和实体。目前计划仍在逐步推向更复杂的脑结构模拟，预计几十年内最终实现对人类大脑的模拟。

已经发展了几十年的人脑与电脑之间接口（Brain-Computer Interface，BCI）将会有革命性的突破，科学界称之为“颠覆性技术”^[12]。目前此技术是在神经系统与电脑或者其他电子设备之间建立直接的交流和控制通道，通过这种通道，人就可以直接通过大脑来传达想法操纵设备，而不需要语言或者动作。2012年，美国匹兹堡大学（University of Pittsburgh）研究人员通过读取伊尔曼女士（Ms. Scheuermann）大脑神经皮层信息，成功地支配她的机械手臂完成抓取等动作。此研究帮助残疾人把自己的思维和神经信号读取出来，感知世界并表达自己。澳洲Emotive公司简单而先进、易用而高品质的大脑可穿戴设备和移动性的脑电图技术已获全球认可。他们拥有先进的大脑监测和认知评估技术，并已成功把大脑电波读取设备推广到神经科学、教育、流动物业、汽车、航空、游戏、营销、媒体、娱乐和艺术等行业。被称为史上最强“读脑黑科技”的BCI脑控机器人，也亮相于中国“2018世界机器人大会”。^[13]在多个项目的比赛中，来自不同国家的技术团队向人们展示了通过人脑发出指令，控制机器人完成文字输入，操纵轮椅、假肢甚至无人机等功能。

而迅速发展的纳米机器人技术，将帮助研究者完成无创脑机接口的构建，同时保证虚拟现实刺激的完整性与合理性。纳米机器人可以无创伤地进入人体血液，对神经元某区域进行刺激，在完成其功能后可以储存在人体一个安全无害的部位等待下一次任务，或者被人体完全排泄出来，不造成残留和对人体机能的不良影响。神经元控制运用到的纳米机器人技术现已在世界相关领域迅速发展，具有人工智能系统的第三代纳米机器人将帮助人类完成神经元交互控制技术的关键工作。

大脑逆向工程图（2017），©shutterstock
图源：https：//www.shutterstock.com

南加州大学的西奥多·伯杰（Theodore Berger）和他的团队正在研究如何恢复或创造新的大脑植入物回忆。荷兰科学家2014年宣布，他们成功采用电击疗法删除了人类大脑里的指定记忆。脑科学告之：人大脑如有了某种记忆，就会牢牢根植于大脑并随时被激活。他们一系列实验结果表明，人的记忆可从大脑“储藏室”里取出，通过大脑神经回路再次浮现。在记忆提取过程中，可进行人为“干涉”，就可以把指定记忆有效地破坏掉，并成功阻断“记忆再巩固过程”。^[14]

当然大脑逆向工程也会导致许多社会忧虑的出现，人类使用自己大脑在研究人类大脑，那么在哲学范畴来说这本身就是一个悖论，如果人类知道思维是怎么样形成的，人类便可以操纵思维，那么思维也就失去意义。但奇点未来学家认为，如果人类仅仅局限于思维能够想到的模型，而不去用技术来加以辅助的话，那上面的担忧就会成为现实。人类的智力刚好超过理解自身智力的临界值，这源于人类与生俱来的能力，并结合人类自己创造的智能工具去设想和精炼，那人类最终是可以解密大脑的，人类智力的可扩展性也由此达到一个前所未有的高度。

【注释】

[1]《自然与科技》，2013-08-22。

[2]雷·库兹威尔：《奇点临近》（The Singularity Is Near），中文版，机械工业出版社2011年版，第182页；英文版，企鹅图书公司2005年版，第300—301页。(www.daowen.com)

[3]雷·库兹威尔：《奇点临近》（The Singularity Is Near），中文版，机械工业出版社2011年版，第185页；英文版，企鹅图书公司2005年版，第306页。

[4]《未来人类：肉身与机器完美结合的超人》，英国BBC中文网：https：//www.bbc.com/zhongwen，2018-03-05。

[5]海莉·莱弗（Hayley Leaver）：《一个真实的贴身通话：将手机植入您的皮肤下》（Here’s a Real Close Call： Implanting Your Mobile Phone Under Your Skin），https：//metro.co.uk，2012-06-28。

[6]爱德华多·卡茨：《生命标志：生物艺术与未来》（Signs of Life： Bio Art and Beyond），英文版，麻省理工学院出版社2007年版，第180页。

[7]林小春、周舟：《综述：克隆猴在中国诞生，外国专家怎么看》，新华网：www.xinhuanet.com，2018-01-25。

[8]《世界首个转基因婴儿在美国诞生》，《科学新闻》（科学传播），2012年第7期。

[9]美国再生技术有限公司网：https：//regenerativetech.com./Future%20Products.html

[10]美国维克森林大学再生医学研究所官网：https：//school.wakehealth.edu/Research/WFIRM/Projects/3-D-Printing.htm

[11]约翰尼·波士顿（Johnny Boston）：《肯·海沃思博士：你会保留你的大脑？》（Dr Ken Hayworth：Will You Preserve Your Brain？），https：//www.singularityweblog.com，2014-10-02。

[12]“颠覆性技术”概念最早由美国哈佛商学院教授克莱顿·克里斯坦森（Clayton Christensen）在1997年提出，用以区分创新的不同层次或类型。在克里斯坦森看来，创新有两大类型，一类属于颠覆性创新，如蒸汽机的发明；而另一类属于延续性创新，如蒸汽机的改进。

[13]《史上最强“读脑机器人”引发担忧智能科技重塑野蛮时代》，多维新闻网：https：//culture.dwnews.com，2018-08-17。

[14]《科学家用电击删除人类大脑内指定记忆》，新华网： www.xinhuanet.com，2014-03-21。