撰文 Daniel Engber

編譯 領研網

從 2014 年 6 月 21 日下午開始,直到次日加勒比海岸升起朝陽,這場開顱手術持續了 11 個半小時。當天下午,待麻醉消退後,主刀的神經外科醫生來到病房,他摘下自己的金屬框眼鏡,將它舉到頭部綁著繃帶的「患者」眼前,問道:「這是什麼?」

菲爾·肯尼迪(Phil Kennedy)直勾勾地盯了一會兒眼鏡,目光隨即飄到天花板上,接著又落到了電視機上,「呃…呃…啊…啊咿,」他結結巴巴地又說了一會兒,「…啊咿…啊咿…啊咿。」

「好了,先歇一會兒吧。」手術醫生喬爾·塞萬提斯(Joel Cervantes)儘可能讓自己平靜地說出了這句話。肯尼迪如同某個喉嚨痛的人忍住不要去吞咽口水,再一次嘗試著做出回應,看起來就像是他在竭盡全力迫使大腦開始工作一樣。

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與此同時,塞萬提斯醫生的腦中同樣有著一個揮之不去的痛苦想法:「我真不應該做這手術。」

圖片來源:Dan Winters

前幾天,當肯尼迪剛到達貝里斯市(Belize City)機場的時候,他清醒睿智,和電視里剛毅威嚴的醫生形象幾乎沒什麼兩樣。他的身體沒有任何問題,根本沒有令塞萬提斯進行開顱手術的理由。但肯尼迪堅持進行一場腦科手術,並且願意自己墊付 30,000 美元的手術費用。

肯尼迪本人是一位曾經名盛一時的神經科學家。早在二十世紀九十年代末,他將電極植入一名癱瘓病人的腦內,成功教會這名閉鎖綜合征患者用意識控制電腦游標,從此名聲大噪。他把自己的病人稱作世界上「第一個半機器人(又稱賽博格 cyborg, 由 cybernetic 和 organism 組成,意為生化電子人,是一種半生物,半機器的存在)」,媒體為他雀躍不已,將這一成就譽為史上第一個可以通過腦-機介面(brain-computer interface)實現交流溝通的壯舉。從那時起,肯尼迪便窮其一生希望能構建出更多更好的「半機器人」,同時致力於開發出一種能將人類思想完全數字化的技術。

2014 年夏,肯尼迪最終下定了決心:只有身體力行,研究才能有所進展。為了下一個突破,他決定對一個健康人的大腦進行研究——對,他自己的

因此,肯尼迪來到了貝里斯接受手術。當地一個橘農兼前夜店老闆——保羅·鮑頓(Paul Powton)接管了肯尼迪手術的後勤工作,塞萬提斯——貝里斯第一名生於斯長於斯的神經外科醫生——執行手術。

肯尼迪僱傭塞萬提斯,讓他將一套玻璃-金絲電極植入自己的腦內,手術似乎進行得很順利——期間並沒有出太多的血——但恢復過程中卻充滿問題。手術兩天後,肯尼迪坐在病床上時,突然間下巴開始顫抖,牙齒相互磕碰,他的一隻手也開始抽搐。鮑頓擔心突然發作的癲癇會讓肯尼迪把牙齒磕碎。

他還出現了語言障礙。「他現在說話沒有任何邏輯。」鮑頓說。「他總是在不斷道歉,嘴裡重複著『對不起,對不起』,因為他除了這個什麼也說不了。」肯尼迪能從嘴裡蹦出幾個音節,或零星幾個詞語,但他好像失去了把它們組成一句話的能力。當肯尼迪抓起筆想要寫些東西時,紙上只能出現一堆隨意亂畫的字母。

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剛開始鮑頓被肯尼迪印第安納·瓊斯式的行事風格所震撼:隻身踏入貝里斯,打破科學研究的基本準則,拿自己的大腦做賭注。然而,看看他現在的樣子,顯然已經舉步維艱。「我想我們毀了他的後半輩子,」鮑頓說,「我在想,我們到底做了些什麼?」

當然,肯尼迪,這名愛爾蘭出生的美國醫生要比鮑頓和塞萬提斯更了解手術的風險。畢竟,是他發明了那些玻璃-金絲電極,還監督過好幾個病人的電極植入手術。所以,現在的問題並不是普頓和塞萬提斯對肯尼迪做了什麼,而是菲爾·肯尼迪究竟對自己做了什麼。

代替大腦下達的指令

計算機一經發明,就有人嘗試去找到一種用人腦的思維來控制它的方法。1963 年,牛津大學的一名科學家報道了一個利用人的腦電波控制幻燈片投影儀的研究。同時期,一名耶魯大學的西班牙裔神經學家,何塞·德爾加多(José Delgado),通過在西班牙科爾瓦多鬥牛場一場驚世駭俗的表演登上了各大媒體的頭條。他發明了一種稱為刺激接收器(stimoceiver)的裝置,植入腦部後可以通過無線電進行控制,用來採集神經信號並向大腦皮層傳遞微小的信號刺激。德爾加多進入鬥牛場內,揮舞著一塊紅布刺激公牛。當這頭憤怒的猛獸靠近時,德爾加多按下了控制器上的兩個按鈕:第一個按鈕刺激公牛腦部的尾狀核,讓它動作慢下來,止步於前,第二個則讓公牛轉身,快速沖向牆壁。

德爾加多夢想利用他的電極直接對人的思想進行讀取、編輯、強化等操作。「人類正處在一個進化的轉折點。我們十分接近這種能夠讓我們構建自己心理功能的力量。」在精神病患者身上實驗過植入體後,他在 1970 年的《紐約時報》上稱,「問題的關鍵是:理想狀態下,我們究竟想要打造一個什麼樣的人。」

毫無疑問,德爾加多的研究確實讓不少人感到不安。但隨後的幾年,困於外界的爭論、研究經費的短缺、以及大腦的複雜性(與德爾加多預想的簡單的熱線式並不相同),他的研究逐漸淡出了大眾的視線。

與此同時,一些研究計劃較為保守的科學家打算先弄清腦內信號的含義,而不是通過神經科學來重塑新的人類文明。他們依舊通過將導線插入實驗動物的腦中開展自己的研究。上世紀八十年代,神經學家發現,將電極植入猴腦的運動皮層內記錄信號,再對它們的腦電信號平均化,就能知道猴子要如何移動它的肢體。這一研究被看作是邁向人類腦控假肢技術的第一個重要步驟。

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但這些研究中使用的傳統腦電極具有一大缺點:它們採集的信號出了名的不穩定。由於大腦組織是一種膠狀介質,腦細胞時常在信號記錄時偏離測量範圍,或是由於與電極金屬尖頭髮生接觸造成致死的損傷。最終,電極會黏連在疤痕組織中,所能收集到的信號也會逐漸消失殆盡。

菲爾·肯尼迪的突破性成果開闢了一條解決上述基本生物工程學問題的道路,也定義了他在神經科學領域的職業生涯,並最終將他引到了貝里斯的手術台上。他的思路是將部分大腦的一部分「遷入」電極內部,由此電極便能安全地錨定在腦內。為了實現這一設想,他將一些特氟龍(聚四氟乙烯)包裹的金導線尖端粘到了一個空心玻璃圓錐的內部。在如此狹小的空間內部,他又設法加入了另一種至關重要的部件——一束極細的坐骨神經。這些許的生物材料能夠滋養周圍的神經組織,誘導周圍的神經細胞伸展出微小的「觸手」,延伸到這個空心的玻璃圓錐內部。與直接向大腦皮層內插入裸露的電極不同,肯尼迪的電極能夠誘使神經細胞圍繞植入物生長出捲曲,將電極固定在插入位置,就如同藤蔓纏繞在支架上一樣。(對人類受試者,肯尼迪會用一種具有刺激神經細胞生長功能的化學混合製劑代替坐骨神經。)

這種玻璃圓錐電極為研究提供了難以置信的好處。現在,研究人員可以長時間在腦內固定位置保留電極——只能在實驗室里利用一小段時間抓取大腦活動信號的時代結束了——他們能利用這種電極接收被試者腦內電信號的終身「廣播」

肯尼迪將他的發明命名為親神經電極(neurotrophic electrode)。在提出設想後不久,他便辭去了喬治亞理工學院的學術教職,創立了一家名為神經信號(Neural Signals)的生物技術公司。1996 年,經過多年的動物實驗,FDA 終於批准了該公司進行親神經電極的人體實驗,這是那些不能活動或說話、又缺乏其他手段治療的患者的一絲希望。1998 年,肯尼迪和他的合作者——埃默里大學(Emory University)的神經外科醫生羅伊·巴凱(Roy Bakay)找到了能使他們成為科學明星的患者。

巔峰與低谷

約翰尼·雷(Johnny Ray)是一名 52 歲的石膏板承包商,也是位越戰老兵。腦卒中讓他癱瘓在床,需要依靠呼吸機維持生命,全身上下僅有面部和肩膀可以輕微顫動。他能通過眨兩次眼代表「是」,一次代表「否」,來回答簡單的問題。

因為雷的大腦不能向肌肉傳遞信號,肯尼迪嘗試用電極「竊聽」他的大腦信號,幫助他進行交流。肯尼迪和巴凱將電極置於雷的初級運動皮層,這一區域負責控制基礎自主運動。(首先他們讓雷在核磁共振成像儀掃描下想像移動手臂,掃描圖像中最明亮的部位即是雷大腦中的活躍區域,之後他們將電極植入到這些部位。)一旦電極就位,肯尼迪就將它們連接到移植在雷顱骨頂端、頭皮下發的無線發射器上。

每周三次,肯尼迪都會和雷一起,努力將他運動皮層發出的電信號解碼,讓它們能轉換成動作。隨著時間流逝,雷逐漸學會了如何通過意念調控這些植入物發出的信號。當肯尼迪將他的大腦與計算機連接時,他已經能用那些調節技術控制屏幕中的游標移動(儘管只是從左至右的直線移動)。之後他能利用肩膀的顫動引發滑鼠點擊。有了以上的準備,雷可以從熒幕中的鍵盤裡挑選字母,緩慢地拼出一些單詞。

1998 年 10 月,巴凱向一眾神經外科同行宣揚道:「這是最前沿的技術,就像科幻電影里的東西。」幾周後,肯尼迪在美國神經科學學會年會上展示了他們的研究成果。這足以將約翰尼·雷——一度行動受限,如今卻能用意念打字——的傳奇故事推向全國乃至全世界的報刊媒體。1999 年 1 月,《華盛頓郵報》報道了他們的研究。文章開頭這樣寫道:「菲爾·R·肯尼迪,一名醫生兼發明家,讓一名癱瘓的病人能夠利用意念操控電腦。一個歷史性的時刻可能正從這間醫院病房裡展開,肯尼迪也許將成為下一個亞歷山大·格拉漢姆·貝爾。」

圖片來源:Dan Winters

在約翰尼·雷身上取得巨大成功後,肯尼迪幾乎馬上要一腳踏上這項宏偉事業的頂峰。他和巴凱在 1999 年和 2002 年分別對兩名閉鎖綜合征(locked-in)患者植入腦電極,但結果卻令人大失所望:其中一例病人的腦部傷口沒有癒合,電極只能被取出;另一例病人因為病情迅速惡化,使得採集的神經活動數據全然無效。而雷本人也於 2002 年秋由於腦部動脈瘤離世。

與此同時,其他實驗室在腦控假肢領域的研究取得了進展,但他們使用的是截然不同的設備——通常是一系列數平方毫米大小的貼紙,以及多條延伸到腦內的裸線。在微型神經植入物的戰場上,肯尼迪的玻璃圓錐電極越來越像 Betamax(由日本索尼公司研製開發,供盒式錄像機使用的一種磁帶):切實可行,具有前景,但最終還是被淘汰了

不僅是硬體設備讓肯尼迪與其他科學家研究的腦-機介面方向漸行漸遠。更主要的原因是他的同行都專註於研究那類容易通過美國國防高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency)上報,進而得到五角大樓資助的神經控制義肢:比如一種能夠幫助病人(或是受傷的老兵)使用義肢的大腦植入物。2003 年,亞利桑那州立大學(Arizona State University)的一個實驗室將一套裝置植入猴的腦部,讓其能夠利用意識控制機械假肢給自己餵食橘子。幾年後,布朗大學(Brown University)的研究人員報道稱兩名癱瘓的病人學會了如何使用腦部植入物精確地控制機器義肢幫助自己痛快地喝下一瓶咖啡。

但肯尼迪對語言表達的興趣要遠大於機械義肢。雷利用意念操控游標證明閉鎖綜合征患者可以通過計算機向外界傳達他們的思想,儘管他們的想法只能像瀝青一樣緩慢地滴出——每分鐘只能敲出三個字元。如果創造一種腦-機介面,可以讓病人像健康人一樣流利地演講,那又將是怎樣的情形呢?

無論從哪方面來看,肯尼迪都接受了一項超級挑戰。人類的語言活動很大程度上要比肢體活動更加複雜——它需要從橫膈膜到舌頭乃至嘴唇等超過 100 種不同的肌肉協調參與才能完成。為了造出肯尼迪想像中的那種發聲假體,研究人員需要從一群電極的輸出信號中找到有聲語言的全部精確編配方式,並對此進行解讀。

因此在 2004 年,當肯尼迪將電極植入他最後一名閉鎖綜合征患者埃里克·拉姆齊(Erik Ramsey)腦中時,他採取了一些新的方法。一場車禍導致該患者發生腦幹卒中,忍受著和約翰尼·雷一樣的病痛。這一次,肯尼迪和巴凱沒有將圓錐電極放置在控制手臂和手部的運動皮層區域,而是將電極推到這條如同頭帶一樣包繞在大腦兩側的中央前回更深的地方。在該區域的底部存有一片向口唇、下頜、舌頭以及咽部肌肉發送信號的神經元。

通過該裝置,肯尼迪教會了拉姆齊利用合成器發出一些簡單的母音,但肯尼迪終究無法知道拉姆齊真正的感覺是怎樣的,或者說在拉姆齊腦中究竟發生了些什麼。拉姆齊能夠通過上下轉動眼球來回答是和否,但是由於他的眼疾這個方法不再奏效。肯尼迪也沒有其他的方法來證實他的語言試驗。他曾讓拉姆齊想像一些詞語,同時記錄他腦部活動的信號,但顯然肯尼迪沒有辦法知道拉姆齊是否在靜默中真的「說」了那些詞。

拉姆齊的身體每況愈下,如同植入到他腦中的電子元件一樣毫無起色。年復一年,肯尼迪的研究同樣承受著巨大的壓力:他的研究不再能得到資助,因此不得不遣散了實驗室的工程師和技術人員;他的合作夥伴巴凱也去世了。肯尼迪只能單打獨鬥或者僱傭些臨時工(他仍然在工作時間治療診所里的病人)。他確信,在理想情況下,如果找到一個至少在最開始能大聲講話的患者,那他的研究一定會取得突破性的進展。通過對早期肌萎縮性側索硬化症(又稱漸凍症,ALS)等神經退行性疾病患者的腦部植入物進行檢測,他就有機會在患者講話的同時記錄腦部神經元的活動信號。由此,他就能弄清神經信號和特定的發音之間的對應關係。他將有時間訓練他的語言「義肢」,通過改進它的演算法解碼腦部活動。

但在肯尼迪找到他的 ALS 病人之前,FDA 撤消了他在病人腦部植入電極的許可。在新的規章下,肯尼迪需要證明他的植入物是安全、無菌的。但他並沒有創造無菌條件所需的足夠資金,所以這相當于禁止他實施任何人體實驗。

但肯尼迪的夢想並未熄滅,他反而變得更加自信滿滿。2012 年秋,他自費出版了一本名為《2051》的科幻小說。書中講述了阿爾法(Alpha)的故事:他同現實中的肯尼迪一樣出生於愛爾蘭,是一名研究神經電極的先驅,通過將大腦和一個兩英尺高的生命維持機器人相連,他已經活到了 107 歲——他正是自己技術的捍衛者和活標本。這本小說為肯尼迪的夢想勾勒了一副框架:他的電極將不單單能幫助閉鎖綜合征患者進行交流,還將推動人類走向靈魂寄居於金屬外殼之下,機能增強的意識控制時代。

小說出版時,肯尼迪就清楚下一步路該怎麼走。這名在病人身上植入第一個腦-機交流介面而名聲大噪的男人將再一次用史無前例的創舉撼動世界。除此之外,他別無選擇。「管他的,」他想「我就要在自己身上做。

在貝里斯的手術結束幾天後,鮑頓每天都會去肯尼迪休養的旅館看望他,這棟亮白色的別墅與加勒比海僅隔一個街區。肯尼迪一直恢復得不好:似乎他越是花力氣說話,嘴就被封得越緊。很明顯,美國那邊並沒有人打算從鮑頓和塞萬提斯手裡接過他。當鮑頓打電話告知肯尼迪的未婚妻他現在出現的併發症時,她沒有表達過多的同情,反而說:「我曾試圖阻止過他,但他就是不聽。」

然而,一次特殊的拜訪讓事情出現了轉機。那是炎熱的一天,鮑頓給肯尼迪帶了點酸橙汁。兩個人走進花園,肯尼迪仰了仰頭,發出一聲輕鬆而滿足的嘆息,隨即脫口而出:「感覺真好。」

既是實驗者,又是「小白鼠」

在電極植入手術之後,肯尼迪在表達方面仍然存在一些問題,比如他看到一支鉛筆可能會說成鋼筆,不過流利程度已經提高了許多。塞萬提斯之前的憂慮——擔心會毀了肯尼迪的一生——也隨即煙消雲散。這位「病人」現在部分語言能力喪失表現出的閉鎖狀態只是術後腦腫脹的癥狀,只要控制住它就沒有問題。

僅僅幾天後,肯尼迪便回到了他自己的診所照看病人,這趟中美洲歷險給他留下最清晰的印記不過是一些揮之不去的發音問題和一顆裹纏著繃帶的光頭,他有時會戴色彩繽紛的貝里斯帽遮住它。接下來的幾個月,肯尼迪等待著他腦中的神經長入三個錐形電極內部,同時持續服用著抗癲癇葯。

同年 10 月,肯尼迪飛回貝里斯進行第二次手術,這次他要將一個電源線圈和無線電收發器與伸入腦內的電極相連。手術進行得很順利,不過鮑頓和塞萬提斯對肯尼迪想要塞進自己腦袋裡的東西都有點兒困惑。「我有些驚訝,這些東西實在是太大了。」鮑頓說。新植入的電子元件在他們看來既笨重又過時。鮑頓在業餘時間會鼓搗些無人機,他不懂為什麼有人願意把那樣一個老舊的小裝置縫到腦袋裡。「我想,老兄,你沒聽說過微電子元件么?」他說。

圖片來源:Francesco Muzzi

第二次離開貝里斯回到家後,肯尼迪準備利用這套系統記錄自己一個月內的腦部活動信號。他的目標是破解人類語言的神經密碼。感恩節前一周,他跑到實驗室,在自己的頭上放了一個電磁線圈和接收器,然後就開始記錄大聲說話時腦部的信號活動。「我想她覺得動物園很有趣」,「工作的樂趣讓一個男孩說『哇』」,與此同時他按下按鈕,將聲音信息和神經信號同步,這就像導演使用場記板讓音畫同步一樣。

圖片來源:Francesco Muzzi

接下來的七個星期里,從每天早上八點到下午三點半,他花掉一天中大部分的時間在診所里接待患者,到晚上下班後再開始對自己實驗。在他的實驗記錄里,他被標記為受試者 PK,算是給自己匿名。記錄顯示,感恩節和平安夜他都待在實驗室。

實驗並沒有如他所願持續很長時間。位於突起電子元件上方的頭皮切口,一直都沒有完全癒合。這些植入物在他的腦中僅存留了 88 天,肯尼迪需要躺回手術台,讓外科醫生把它們取出來。但這次他不必大費周章跑到貝里斯了,因為這個手術的目的是維護他的健康——並不需要 FDA 批准,並且能用定期保險支付。

2015 年 1 月 13 日,當地一名外科醫生為肯尼迪做了開顱手術,剪去了他腦中的導線,移除了電源線圈和信號收發器。他並沒有嘗試將皮質深部的三根玻璃圓錐電極取出,新生的腦組織已經長入電極內部,最明智的做法便是讓它們留在他的腦中,陪伴他度過餘生。

語言會消亡嗎

肯尼迪的實驗室坐落於亞特蘭大市郊一個枝繁葉茂的商務園區中。2015 年 5 月的一天,我見到了肯尼迪。他身穿一件花呢外套,系一條藍色斑點領帶,頭髮整潔地分開,從前額梳到腦後,顯露出左側太陽穴處微小的凹陷。「這就是放電子元件的地方,」肯尼迪說話時略帶愛爾蘭口音,「牽引器拉住了一條連接我顳肌的神經,現在我沒法抬眉了。」的確,我注意到手術讓他英俊的面龐有些許不對稱的下垂。

肯尼迪同意向我展示他在貝里斯第一次手術時的錄像,它被存放在一張老式 CD 里。我做好了心理準備,觀看站在我旁邊的這個男人暴露出的大腦組織。肯尼迪將光碟放到一台裝有 Windows 95 系統的台式機光碟機里。運轉時刺耳的摩擦聲讓我感覺像是某人正在霍霍地磨著刀。

光碟的讀取時間很長,長到我們開始了一段新的對話,探討他那個不同尋常的研究方案。「科學家需要獨立,」他說,「你不能靠著委員會做研究。」正當他要說明美國同樣也是由個體而非委員會創建的時候,光碟機在一旁發出馬車車輪軋過石子路般的響聲:咔嚓咔嚓,咔嚓咔嚓。「拜託,老傢伙!」肯尼迪說,他不耐煩地用滑鼠點擊著屏幕上的圖標,思路被打斷了。「看在老天的份上,我才剛把光碟插進去啊!」

「我認為人們高估了腦外科手術的危險性,」他接著說,「腦部手術沒有那麼困難。」咔嚓咔嚓,咔嚓咔嚓,咔嚓咔嚓。「如果你想做些科學研究,那就放手去做,不必在乎反對者的風言風語。

終於,顯示屏彈出了一個視頻播放窗口,肯尼迪顱骨的影像出現在我的眼前,他的頭皮用夾子拉開固定。金屬撞擊頭骨發出陣陣詭異的咯吱聲蓋住了光碟機的聲響。「哦,他們還在鑽我那可憐的腦袋。」我們看到屏幕里開顱術開始時他說。

「幫助ALS患者以及閉鎖綜合征患者是很重要,這絕不是我們研究的終點。」肯尼迪說,他有更加長遠的眼光。「首要目標是恢復患者的語言功能。第二目標是恢復患者的行動能力——許多人都在為此努力,有了更好的電極,他們就會取得成功。第三個目標將是增強正常人的機體功能。

他把視頻進度條向後拖,讓我們看他大腦被暴露出來的影像——一片白花花的腦組織上布滿了蜿蜒曲折的血管。塞萬提斯將一根電極插到了膠凍樣的神經組織深處,然後開始拉扯導線。他帶著藍色手套的雙手不時停下,拿起明膠海綿擦拭大腦皮質,來止住不斷滲出的血液。

「你的大腦將會比我們現在的更有力量,」肯尼迪接著說,屏幕里他的大腦在有節奏的搏動。「我們將取出自己的大腦,將它與無所不能的微型計算機相連,這樣大腦就能持續存活。

「你會為此感到激動嗎?」我問。

「哼,當然啦,我的老天爺,」他說。「我們就是這樣進化的。

坐在肯尼迪的辦公室里,盯著他那台老電腦的顯示屏,我沒法說服自己同意他的想法。因為即使科技發展日新月異,但它似乎總能找到新的、更甚以往的方式來令我們失望。我的智能手機能從我隨意的指尖滑動中打出正確的詞句,但它還是會時不時地出錯。我知道,眼下的科技要比肯尼迪那顫動的老電腦、笨重的電子植入物好得多得多。但是將來人們真的會放心把大腦託付給科技么?

屏幕上,塞萬提斯將另一根導線捅進了肯尼迪的大腦皮質。「這名外科醫生十分優秀,事實上,他的雙手非常靈巧。」我們第一次看錄像時肯尼迪說。現在他的思緒脫離了我們剛才討論的進化問題,轉而對著屏幕開始發號施令,就像一名坐在電視機前的體育愛好者。「不,別那麼做,不要把它挑起來,」肯尼迪沖著那雙給他大腦動手術的手說。「它不應該以那種角度進入,」他對我解釋道,之後又轉向屏幕。「應該把它推得更深!」他說。「好,夠了,夠了,不要再往裡推了!」

圖片來源:Dan Winters

現在,侵入式的大腦植入物已經過時了。當下神經假肢的主要研究者支持一種使用 8×8 或 16×16 的平面電極陣列覆蓋於大腦皮層表面的方法。這種方法稱作腦皮層電流描記法(electrocorticography, ECoG),相對於肯尼迪的方法,這種方法能夠不那麼「精確」地記錄大腦活動的信息——它不將聲音信號對應到單獨的神經元上,而是記錄發聲過程中大腦整體的活動,一次記錄成百上千個神經元的活動,如同聆聽神經元們的合唱一樣。

ECoG 的支持者們認為這些「合唱」的痕迹能夠傳遞足夠多的信息,讓一台計算機解碼大腦信號的內涵——甚至是預測一個人想要說出口的單詞或音節。ECoG 的電極陣列同樣能夠在顱骨下安全地待上很長一段時間,甚至比肯尼迪的圓錐電極還要長。「我們真的不知道極限時間有多長,但可以肯定電極在腦內待上幾年或十幾年是沒有問題的。」加州大學舊金山分校的神經生理學家兼外科醫生愛德華·張(Edward Chang)說。他是該領域的領軍人物之一,並且正在自主研製發聲假體。

去年夏天,當肯尼迪正在為 2015 年神經科學學會會議上的展示收集資料時,另一個實驗室公布了一種新的利用計算機和顱骨下植入物解碼人類語言信號的方法,名叫腦-文本轉換(Brain-to-Text)。該方法由紐約沃茲沃思中心(Wadsworth Center)、德國的研究人員以及奧爾巴尼醫學中心(Albany Medical Center)聯合開發,並且在七位植入 ECoG 電極陣列的癲癇患者身上試驗過。每位受試者都被要求大聲地朗讀幾段文字,同時他們的神經活動會被記錄下來。之後研究者利用 ECoG 數據訓練軟體,將神經活動數據轉化為說話的聲音,接著將結果輸入一個語言預測模型,該軟體有點兒像手機上的語音-文本轉換軟體,能夠通過句子中上一個詞預測下一個詞。

令人難以置信的是,這套系統真的起作用了。計算機陸續顯示出了他們朗讀的段落,這些結果與原文的相似度也通過了測試。「我們找到了它們之間的聯繫,」一名 ECoG 專家兼該研究的共同作者格文·沙爾克(GerwinSchalk)說。「我們證明程序重新組建的語音文本正確率遠遠高於隨機狀況。」早先的語言假體研究證明單個母音和輔音的神經信號數據可以被解碼;現在沙爾克團隊的研究證明儘管有些困難並且容易出錯,大腦的活動信號可以成功地轉化為整個句子。

但即使是沙爾克也要承認,該研究至多能夠證明先前設想的可行性。要達到向電腦發送完整成型的思想的程度還要花費相當長的一段時間,他這樣表示。而且,發現該技術真正的應用價值則需要更多的時間。想想已經面市幾十年的語音識別系統吧,沙爾克說。「1980 年左右,該系統的正確率大約在 80% ——從工程學角度來說,80% 已經是一個相當卓越的成就了。但在現實生活中它並沒有什麼用處。」他說。「我到現在也不用 Siri,因為它還不夠好。」

現在有許多更為簡單和有效的方法來幫助交流困難的病人。如果患者能夠移動一根手指,他就能用摩斯電碼打出信息;如果病人能夠移動眼球,她就能利用智能手機上的眼動追蹤軟體。「這些設備成本都很低,」沙爾克說。「現在你還想用價值 100,000 美元的大腦植入物代替上面這些技術,獲得比隨機正確率稍高一點的效果嗎?」

我嘗試著把這些想法和近幾年媒體報道中出現的奪人眼球的半機器人——利用機械手臂喝咖啡的人,在貝里斯接受大腦電極植入的人——聯繫在一起。未來看起來總是近在咫尺:遲早有一天我們都將變成計算機中的靈魂;遲早有一天我們的思維和情感將被上傳到網際網路上;遲早有一天我們的精神狀態將會被共享和挖掘。我們已經能窺探到那個令人忐忑的世界的輪廓即將出現在地平線邊緣——但我們靠得越近,它似乎就離得越遠

肯尼迪作為其中一員已經受夠了人類進步過程中的芝諾悖論(the Zenos paradox)。他已經厭倦了半步半步地追趕未來。因此他要堅決地向未來邁出一大步:讓我們所有人都為那個他書中描述的 2051 年做好準備,那個德爾加多相信即將到來的世界。

(芝諾悖論:古希臘數學家芝諾提出的一系列關於運動的不可分性的哲學悖論,認為「一個人從A點走到B點,要先走完路程的1/2,再走完剩下總路程的1/2,再走完剩下的1/2……」如此循環下去,永遠不能到終點。)

最終,當肯尼迪向眾人展示他從自己腦中收集到的實驗數據時,一些同行還是表示了支持。張說:「這是一組非常珍貴的數據,無論它最終是否能夠解開語言假體的秘密,它都是意義非凡的。」其他的研究人員覺得肯尼迪的研究實在是太過駭人,但也深受觸動:在一個不斷遭遇道德壁壘阻擋的研究領域,這個他們熟識並喜愛的人,做出了一個英勇又讓人出乎意料的決定,迫使大腦研究邁向那條人們翹首已久的「命運之路」。當然仍有些科學家對此只是感到驚訝。「有些人認為我很勇敢,有些則覺得我很瘋狂。」肯尼迪說。

在喬治亞州,我問肯尼迪是否願意再做一次這個實驗。「在我自己身上?」他說。「不,我不應該再來一遍了,我的意思是,絕對不要在同一邊。」說著他用手指敲了敲自己的太陽穴,圓錐電極還埋在那裡。之後,好像是受到了把電極植入另一側大腦這一念頭的啟發,他開始計劃製作新的電極和更加複雜精密的植入物:為了得到 FDA 對他研究的許可,更為了得到經費資助,這樣他就能承擔得起任何研究支出。

「不,另一邊我也不應該做。」他最後說道。「總之,我們現在沒有合適的電子元件。等它們都造好了,請再問我一次。」這就是我在和肯尼迪的相處過程中學到的東西,也是從他那混亂的言語中領悟到的人生真諦:與其在對未來的幻想中沉淪,不如勇敢地向前踏出第一步。

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原文鏈接:

wired.com/2016/01/phil-

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