毫無疑問，許多公司和機(jī)構(gòu)都在開發(fā)更聰明的人工智能，但我們距離制造出一個神經(jīng)織網(wǎng)還有多遠(yuǎn)?在Code大會上，馬斯克表示他并不知道有任何公司在從事這方面的工作。于是，之后他共同創(chuàng)立了Neuralink公司(“Neuralink公司正在開發(fā)超高帶寬的腦機(jī)接口，以連接人和計(jì)算機(jī)”)。關(guān)于神經(jīng)織網(wǎng)的研究正在順利進(jìn)行中。2015年，由哈佛大學(xué)馬克·海曼化學(xué)教授查爾斯·利伯領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊(duì)在發(fā)表于《自然-納米技術(shù)》的論文中描述稱，一種類似織網(wǎng)的電子網(wǎng)可以被3D合成并注入到大腦等生物結(jié)構(gòu)。這是非常重要的一步。

在2016年發(fā)表于《自然-方法》的論文中，查爾斯·利伯的團(tuán)隊(duì)對初期工作進(jìn)行了擴(kuò)展，顯示網(wǎng)狀大腦植入物可以整合到小鼠大腦中，使其神經(jīng)元記錄能持續(xù)至少8個月。在今年發(fā)表于《神經(jīng)病學(xué)新觀點(diǎn)》的論文中，查爾斯·利伯和同事寫道：“我們的工作前提是，通過匹配電子和生物系統(tǒng)——二者傳統(tǒng)上被視為不同實(shí)體——的結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性，應(yīng)當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)無縫集成。”對于希望獲得神經(jīng)織網(wǎng)的人來說，這項(xiàng)成果意味著什么呢?

Nautilus網(wǎng)站對查爾斯·利伯進(jìn)行了采訪，這位杰出的科學(xué)家或許將使科幻作品的場景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。以下便是他們的采訪記錄。

你們實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)是打造某種神經(jīng)織網(wǎng)嗎，就像伊隆·馬斯克所提到的那樣?

我真的不認(rèn)為這是不現(xiàn)實(shí)的。有些人會說，“好吧，我們已經(jīng)可以通過腦機(jī)接口做很多事了”，這沒錯。但我認(rèn)為今天實(shí)際的腦機(jī)接口太粗糙了，而且非常依賴大腦以外的計(jì)算能力或信號分析能力。我們要做的是制造一個可以進(jìn)行神經(jīng)通訊的電子回路，或者就像伊隆·馬斯克說的，一種神經(jīng)織網(wǎng)。而且，即使這是一個人造結(jié)構(gòu)，但在生物系統(tǒng)看來，它也和自然的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一樣。

從一開始，包括第一篇論文的許多評論者在內(nèi)，沒有人相信我們可以通過針頭注入電子設(shè)備，然后又不破壞電子設(shè)備。這其中有很多其實(shí)與生物無關(guān)。這其實(shí)涉及的是材料科學(xué)，并且表明你可以將其注入到其他類型的結(jié)構(gòu)中。此外，其他可植入大腦的電子設(shè)備總是會引起某種類型的免疫反應(yīng)和損傷，很可能是由于將堅(jiān)硬的東西放入軟組織時引起的并發(fā)癥：當(dāng)你四處走動時你的大腦也在運(yùn)動，而大腦與植入物的運(yùn)動并不同步。植入物會殺死細(xì)胞;而且，由于體積更大，細(xì)胞和生物系統(tǒng)顯然更容易將其視為外來物體并嘗試攻擊它。

然而，我們的理念看起來將是非常有利的，因?yàn)榻鉀Q了免疫反應(yīng)問題，然后使我們可以進(jìn)行測量和調(diào)節(jié)神經(jīng)回路。對于我們實(shí)驗(yàn)中所用的嚙齒動物而言，這基本上可以維持一生，這是前所未有的。

能否這么說，正如伊恩·班克斯在他的小說中描述的那樣，神經(jīng)織網(wǎng)會在大腦中形成，然后圍繞著大腦生長并與之融為一體?

實(shí)際上，大腦是在神經(jīng)織網(wǎng)中生長。當(dāng)神經(jīng)織網(wǎng)被注入時，這個二維的織網(wǎng)最終就像個圓筒，但仍然是織網(wǎng)，其中填滿了組織。在某些我們還不了解所有細(xì)節(jié)的過程中，顯然會出現(xiàn)一些組織再生，而且一些重塑組織會重新填滿最初針頭把組織移走后留下的空間。然后，一些東西會保留下來，并滲透到大致圓筒狀的織網(wǎng)結(jié)構(gòu)中。你可以想象在這個網(wǎng)絡(luò)或織網(wǎng)中同時注入干細(xì)胞，使受損組織重新生長起來。利用一些刺激和填充物，你可以用你想要的方式使其重新連接——有點(diǎn)科幻小說的感覺，但并不瘋狂。在科學(xué)上，我有時會感到很失望，但這是一個令我們驚喜不已的例子。這肯定是在物理上可能的范圍內(nèi)。

您如何看待伊隆·馬斯克的觀點(diǎn)，即我們需要神經(jīng)織網(wǎng)與超級人工智能競爭?

是的。我認(rèn)為這是件好事，但也包括兩個方面。一是這可以幫助那些有某種不便或疾病的人，另一方面則更顯而易見，這可以使人類的能力增強(qiáng)。很顯然，關(guān)于這一點(diǎn)總是存在倫理問題，但歸根結(jié)底，這種可能性是存在的。我們的目的是為了人類的利益，也許聽起來我有點(diǎn)像理想主義者。我認(rèn)為我們的目標(biāo)是做一些可能的事情，首先是糾正缺陷。而且我不介意(大腦)增加1TB的內(nèi)存。

神經(jīng)織網(wǎng)如何起步?

在個體神經(jīng)元水平上，神經(jīng)織網(wǎng)可以追蹤與神經(jīng)回路衰老有關(guān)的變化。我們已經(jīng)有能力向那些變慢的回路輸入刺激。事實(shí)上，你可以反復(fù)刺激，并嘗試將行為恢復(fù)到你30歲或50歲時的狀態(tài)。

我認(rèn)為，這將在生物學(xué)水平上為衰老和神經(jīng)退行性疾病提供非常詳細(xì)的線索。這可能是我的實(shí)驗(yàn)室更感興趣的地方，因?yàn)槲艺J(rèn)為這是一個更易處理的問題。大多數(shù)關(guān)于某種動物或某個人隨時間變化的研究都是通過磁共振成像(MRI)，或者類似技術(shù)完成的。但是，MRI的分辨率非常低，就我們所謂的縱向研究而言，情況會發(fā)生很大的變化。它告訴你，“嗯，大致上，這一區(qū)域有什么事情在發(fā)生”，但如果你真正想要開始區(qū)分，或者以更精確的方式處理某些情況時，就需要更加接近細(xì)胞水平的視角，在原理上，只有這些電子測量手段才具有這樣的能力。

從2000年初開始，這項(xiàng)工作一直在進(jìn)行，而且我們的早期工作——在基于芯片的平臺上開發(fā)基于納米級電線的新型納米電子器件——確實(shí)起到了推動作用。但是，歸根結(jié)底，生物學(xué)是非常三維立體的。盡管可以將某些或多或少為二維的東西粘貼到三維的組織中，但這并不是生物學(xué)運(yùn)作的方式——三維中大量的連接非常重要。

我們做的第一件事是創(chuàng)建第一個三維晶體管：在某種意義上，三維意味著納米級器件完全從基質(zhì)取出，然后放置到細(xì)胞內(nèi)部。我們的想法是將物體從基質(zhì)移開并放入三維自由空間，使它們可以整合到組織中。這表明我們實(shí)際上可以將計(jì)算機(jī)行業(yè)的基礎(chǔ)構(gòu)件取出來，然后放入細(xì)胞內(nèi)部并與其實(shí)現(xiàn)第一次通訊。

接下來，一切都是組織工程方面的工作。人們制造出用于再生醫(yī)學(xué)的支架，用來培養(yǎng)用于移植的細(xì)胞。我們能否也制造出類似的三維開放支架?這種支架必須是真正開放的，這樣細(xì)胞才能進(jìn)入并開始發(fā)育，使電子設(shè)備交織在其中。我們稱之為電子網(wǎng)或電子支架。在2011年初到2012年，我們用這種方法制造了第一個包含神經(jīng)和心臟組織的“賽博格”(機(jī)械化有機(jī)體)組織。在這個組織中，我們可以制造一個三維互連的電子陣列，并在其中培養(yǎng)細(xì)胞，然后實(shí)際監(jiān)控組織的行為。它看起來真的非常像真實(shí)的組織。

應(yīng)該如何制造這種類似組織的織網(wǎng)?

我們說，“嗯，你知道，治療劑是通過注射器遞送的。”有很多聚合物治療劑可以用來取代體內(nèi)的受損組織，或者只是用于增強(qiáng)(人體機(jī)能)等目的。“如果我們從沒聽說過呢?”人們可能會說，“這是不可能的。”我們能否用針頭將電子回路注入大腦，或其他組織，然后將其連接起來，再進(jìn)行監(jiān)控?是的，我們可以，我們現(xiàn)在就做到了。

這其實(shí)一個非常簡單的過程。它不像伸入大腦中進(jìn)行深層腦刺激的普通電子探針。它是在普通的硅晶片上做出來的，但我們只需要取下這個晶片，接著放上一層最終會溶解掉的聚合物層，然后在聚合物層上進(jìn)行三層光刻。接下來，我們在織網(wǎng)聚合物層內(nèi)放入一些金屬線，在上面再放上第二層聚合物，封住金屬線——除了記錄設(shè)備的位置沒有覆蓋——然后用釋放層溶解掉(聚合物層)。這樣你就得到了所需的材料。你可以將其吸入注射器。一切就是這么簡單。

事實(shí)證明，這種織網(wǎng)的效果要比我們原先估計(jì)的好太多了，某些原因我們在一年前的論文中已經(jīng)有所概述，最近的論文中介紹的更多：這種類似織網(wǎng)的結(jié)構(gòu)之所以能被注入(到大腦中)，是因?yàn)樗哂信c神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或神經(jīng)組織非常相似的大小、尺度和機(jī)械特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它完全沒有出現(xiàn)免疫反應(yīng)，這是聞所未聞的。

除了植入大腦，還想到其他什么應(yīng)用?

這是一項(xiàng)還在進(jìn)行的工作，而我們的研究已經(jīng)表明，你可以將這種織網(wǎng)通過眼角注入到晶狀體下方，然后使其擴(kuò)展到視網(wǎng)膜細(xì)胞層上，并從中進(jìn)行記錄。如此處理的小鼠已經(jīng)正常生活了好幾個月，并沒有影響它們的視力，因?yàn)榭椌W(wǎng)主要是開放空間。它有超過90%是開放的。

另一件我們?nèi)〉貌诲e結(jié)果的事情是，你可以將這種織網(wǎng)直接注入到椎骨之間的脊髓中，而不損傷脊髓。顯而易見的一點(diǎn)是，你可以將其作為創(chuàng)傷病例中的界面。一旦被注入預(yù)定位置，這種極其柔軟的材料完全不會影響其他功能，因?yàn)樗人袞|西——除了其包裹的神經(jīng)元之外——都更柔軟。你的整個脊椎可以彎曲自如，做它想做的一切。

對于這一技術(shù)能走得多遠(yuǎn)，就機(jī)器接口或假肢接口而言，你可以連接到正確的回路，并在神經(jīng)元水平上不斷來回進(jìn)行交互。你不是在進(jìn)行長時間、重負(fù)擔(dān)的計(jì)算機(jī)處理。我認(rèn)為，那些癱瘓的人也將獲得很多的醫(yī)療機(jī)會。