數(shù)周之前，RayKurzweil曾經(jīng)預(yù)測(cè)到2030年代，納米機(jī)器人將會(huì)幫助我們將大腦與云計(jì)算相連接，從而將生物體與數(shù)字世界相連接。今天讓我們來討論一下當(dāng)下正在發(fā)生的事情。在過去的數(shù)十年間，數(shù)十億美元的資金被投入到三個(gè)研究領(lǐng)域：神經(jīng)假體、腦機(jī)接口和光遺傳學(xué)。這三個(gè)研究領(lǐng)域已經(jīng)正在改變?nèi)祟�，并且解決了很多困擾人類自然進(jìn)化過程的問題。該文章是關(guān)于這些領(lǐng)域的最新發(fā)展，涵蓋了目前最讓人振奮的應(yīng)用和未來有可能產(chǎn)生顛覆性影響的應(yīng)用。
神經(jīng)假體、腦機(jī)接口和光遺傳學(xué)
你的大腦包含上千億個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞。這些細(xì)胞塑造了現(xiàn)在的你，并且控制著你的行為、思考和感覺。結(jié)合你的感覺器官（例如眼睛、耳朵），這些系統(tǒng)決定了你如何感知世界。有時(shí)候，這些系統(tǒng)也會(huì)失效。這也是神經(jīng)假體存在的意義。
「神經(jīng)假體」（Neuroprosthetics）指的是使用電子設(shè)備來替換受損神經(jīng)系統(tǒng)或者感覺器官的功能。「神經(jīng)假體」的概念已經(jīng)存在一段時(shí)間??第一只人工耳蝸出現(xiàn)在1957年，旨在幫助聾人聽到聲音。自從那時(shí)開始，全世界已經(jīng)有超過35萬只人工耳蝸被植入到聾人耳朵中，幫助他們恢復(fù)了聽覺，并且極大地提高了他們的生活質(zhì)量。但是這樣的人工耳蝸的植入僅僅是涉及到了研究所說的腦機(jī)接口（BCI）領(lǐng)域：大腦（中樞神經(jīng)系統(tǒng)CNS）與外部計(jì)算設(shè)備之間的直接通訊方式。
腦機(jī)接口（BCI）領(lǐng)域的愿景是通過將數(shù)字世界與中樞神經(jīng)系統(tǒng)相連接，從而增加或修復(fù)人類的認(rèn)知。如何實(shí)現(xiàn)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的連接是非常有趣的部分。通常有兩種方法，一種方法是將導(dǎo)線和神經(jīng)元與粘連到大腦中的金屬細(xì)針微觀陣列相連接，通過電刺激神經(jīng)元，或者當(dāng)它們被激發(fā)的時(shí)候，測(cè)量神經(jīng)元的電勢(shì)。第二種方法則是更加有趣的「光遺傳學(xué)」??用光來控制神經(jīng)元。通過這種機(jī)制，我們可以將一個(gè)光敏分子植入到神經(jīng)元的表面，然后這個(gè)光敏分子就可以允許外部使用者通過一定頻率的脈沖光來觸發(fā)或者禁止神經(jīng)元的激發(fā)狀態(tài)。
目前腦機(jī)接口領(lǐng)域和神經(jīng)假體領(lǐng)域都還處于初始階段。通過以下的一些例子，我們可以看到這些技術(shù)可能的應(yīng)用領(lǐng)域，也可以幫助我們理解這些技術(shù)未來的可能性。
當(dāng)前的應(yīng)用：
1看見：大約有70位盲人進(jìn)行了3個(gè)小時(shí)左右的視網(wǎng)膜植入手術(shù)。正如所描述的那樣，「眼鏡式鏡頭可以拍攝圖像數(shù)據(jù)；然后這些圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)線上的微型計(jì)算機(jī)處理后，相應(yīng)的信息可以發(fā)送到神經(jīng)刺激陣列上，該陣列被植入到視網(wǎng)膜上，包含60個(gè)電極。」雖然要想完全恢復(fù)視力還有很長(zhǎng)的路要走，但是使用攝像頭來增強(qiáng)或者替代失效的光感受器還是非常有前途的。
2聽見：正如前文提到，在過去的60年間，全球已經(jīng)有超過35萬只人工耳蝸被植入到很多聾人耳朵中。麥克風(fēng)可以從周圍環(huán)境中收錄聲音，并且將信號(hào)傳送給語音處理器，然后傳送器可以將信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖。電極陣列可以將這些脈沖傳送到聽覺神經(jīng)的不同區(qū)域，從而使得我們可以繞過耳朵中發(fā)生故障的地方，聽到聲音。
3感受疼痛：許多公司和研究小組（包括斯坦福大學(xué)）都在努力探索如何使用光遺傳學(xué)來「關(guān)閉」人類對(duì)于慢性疼痛的感知，而這一切只用按下對(duì)準(zhǔn)患者皮膚的強(qiáng)光手電筒按鈕即可。疼痛是人們?nèi)タ瘁t(yī)生的主要原因，每年相應(yīng)的費(fèi)用達(dá)到了6350億美元。
4運(yùn)動(dòng)/意念：15至20位癱瘓病人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了將植入物植入到運(yùn)動(dòng)皮層（大腦中可以控制運(yùn)動(dòng)的部分）中，從而使得他們可以控制外部的機(jī)器手臂；更神奇的是，通過刺激植入肢體中的電極，甚至可以使得癱瘓肢體重新具有活力。
5饑餓：和疼痛一樣，饑餓是一種感覺。斯坦福的研究人員正在探索如何使用光遺傳學(xué)來調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)的刺激，從而抑制饑餓感。
6記憶：南加州大學(xué)的一名研究人員正在研究幫助癲癇患者恢復(fù)記憶的方法，他希望在患者的海馬體中植入計(jì)算機(jī)芯片，從而可以對(duì)患者的記憶進(jìn)行編碼和訪問。
7焦慮：斯坦福大學(xué)KarlDeisseroth及其同事「發(fā)現(xiàn)了杏仁體（大腦中的一個(gè)部分，是恐懼、侵略行為和其他基本情緒的中樞）中存在特殊的電路，有望調(diào)節(jié)嚙齒動(dòng)物的焦慮情緒�！雇ㄟ^光遺傳學(xué)，我們可以將這個(gè)回路關(guān)閉，從而控制這些情緒。
未來我們能夠進(jìn)行的應(yīng)用領(lǐng)域可以說是令人非常興奮的。
未來??腦研究何去何從
正如神經(jīng)學(xué)家DavidEagleman最近在TED上指出的那樣，我們關(guān)于現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)被我們的生物特征所制約了。而當(dāng)我們開發(fā)新的方法來將新的信號(hào)或者計(jì)算能力傳遞給大腦時(shí)，這一切都將發(fā)生改變。我們可以增加新的感覺（想象一下你可以進(jìn)入股票市場(chǎng)，并且可以感知市場(chǎng)走向）。我們可以開發(fā)無線的、腦對(duì)腦的交流方式（即人造心靈感應(yīng)），并且通過思考的方式將信息傳遞給其他人。
我們的大腦就是一個(gè)平臺(tái)，新的應(yīng)用機(jī)會(huì)永無止境。這些應(yīng)用將會(huì)挑戰(zhàn)人類的概念，即身為人類究竟意味著什么。正如RayKurzweil預(yù)測(cè)的那樣，一旦我們將我們的大腦皮層與云計(jì)算相連接，也許我們將會(huì)成為一類遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過「人類」的物種。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/426355.html
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