人人都能成为X教授，这样的日子离我们还有多远？

大家是怎么打开这篇文章的呢？是不是大脑运动皮层激活手指肌纤维，点击屏幕上的某个区域，促使设备CPU加载本页？

有朝一日，这一切都可能被淘汰。

因为，一些聪明人投入了大量时间与财力，设法在你的思绪形成之时，就用计算机将其读取出来。也就是说， 不用你动一根手指，机器就知道你的所思所想，并提供你需要的信息。

那么，这样的未来还有多远？我们不妨看一看现阶段脑机界面的发展水平，以及在“入驻”人脑之前，它们还面临哪些挑战。

脑机接口（BCI）研究始于几十年前，但有时候，如此大胆的技术要想实现，我们还需要一个能让火箭降落在海上浮动平台的亿万富豪。

最近，伊隆·马斯克（Elon Musk）透露，他正在研发此类技术，消息一出，一度引发热议。但实际上，“读心机”的源头可以追溯到近一个世纪前的神经科学研究。

1924年，德国精神病学家汉斯·伯格（Hans Berger）对一名17岁少年进行了神经外科手术，并首次录下了病人的脑电图。他将发现的两种脑电波命名为α波和β波。时至今日，这些脑电活动依然在脑部疾病的检测中起到重要的辅助作用。

通过在患者头皮上贴上电极，让探测到的脑电波以图形形式显示在屏幕上，医生们就可以寻找异常现象，进而对脑部健康作出判断。比如，棘波也许代表癫痫或癫痫发作，而慢波也许是肿瘤或中风的结果。阿兹海默病、发作性嗜睡病和脑损伤等也可以从脑电波中观测出来。

走向脑机直接通信

上世纪70年代，比利时一位名叫雅克·维达（Jacques Vidal）的电气工程师开始思索一个问题： 这些电信号的用途能否拓展到医疗领域之外？

1973年，他发表了经同行评审的论文《走向脑机直接通信》，首次描述了“脑机界面”（他也被公认为该名词的发明者），并探索了其可行性：即从脑部读取电信号，再将其转化为计算机指令。

“这些可观测的脑电信号能否在人机通信中充当信息载体，或者用来控制假肢或飞船等外部装置？”这位退役的空军中尉写道，“以当前的计算机科学和神经生理学水平来看，这样的壮举也许指日可待。”

用意念控制假肢

事实证明，这个日子要比维达预想中来得更迟一些，但就脑机接口的运用方式而言，他还是颇有先见之明的。

在2014年的巴西足球世界杯上，世界各地的科学家合作呈现了“再次行走计划”（The Walk Again Project），他们展示了行动辅助技术的最新进展：由人脑控制的外骨骼。他们使用一组非侵入式电极，读取一位截瘫者的脑部信号，继而将指令传递给截瘫者穿戴的轻质外骨骼，帮助他为世界杯开球。

另一种行动障碍解决方案是从非侵入型的脑电波设备中读取数据，用于重建手部和腿部的3D动作，使一位下肢瘫痪者用已经瘫痪的双腿重新行走，并让一位四肢瘫痪的病人通过大脑实施控制，借助机器手臂吃上巧克力。

用意念驾驶宇宙飞船

那太空飞船呢？当然，我们还没有走到那一步，不过美国宇航局（NASA）正在探索其可能性。

2013年，NASA与英国埃塞克斯大学的科学家合作了一个项目，其中，两位被试者通过脑机接口，控制了一艘虚拟太空飞船。该研究旨在探索脑机接口控制星球探测器的潜力，不过，我们离实际运用还有很长一段距离。

与此同时，用无人机取而代之，不算太寒碜吧？无人机已经成为脑机接口技术的常用试验品。人脑控制的四轴飞行器和固定翼无人机已经出现，有的机构还举办了竞赛，以推动这一技术的发展。

去年4月，佛罗里达大学的神经科学家们举办了首场脑控无人机竞赛，要求操纵人员只用自己的意念，指挥无人机飞过终点线。这项技术利用脑电波设备收集脑信号，继而将其转换为无人机的控制输入。所以，你不用将操纵杆向左掰，只需想着把它往左掰就行了。

不过， 脑控无人机竞赛并非纯粹为了观赏，它还有一个目的，就是促进脑机接口领域的进一步发展，以期有一天，这些设备能进入日常生活。 赛事组织者之一、佛罗里达大学计算机、信息科学与工程学院院长胡安·吉尔伯特（Juan Gilbert）告诉我们，他们正在取得一些不错的进展。

“再过几周，我们就要筹办第二届脑控无人机竞赛了，我们已经启动了一些项目。”他在接受采访时说，“我们有一个名为Brainwords的项目，试图将脑机接口变成身份认证器，相当于将意念设为密码。我们还有一个由中国联想公司赞助的项目，旨在实现意念击鼓。我们还在设计一种新型脑机接口，它可以让普通大众使用起来更方便。另有一个项目是构建工具，使脑机接口便于App开发者使用。此外，我们还在研究如何利用脑机接口监测脑部活动。”

到目前为止，非侵入式脑机接口（如脑电波帽）在读取电信号时，都是隔着层层头骨和组织，因此会掺杂很多噪音，使用途受到限制。要获得最清晰的信号，实现它“游戏规则改变者”的潜力，我们就得更靠近信号源头。

脑膜之内的狂欢

虽然需要手术，并存在感染风险，但一旦植入脑部、直接接触脑组织表面，脑机接口就能实现最佳信号质量，科学家也能借此大展身手。

雷泽博士（左）和他的病人伯克哈特

2014年，俄亥俄州立大学神经调节中心主任、医学博士阿里·雷泽（Ali Rezai）在伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）的运动皮层表面植入了一枚4×4毫米的微芯片。

伯克哈特今年26岁，他19岁时在跳水中受伤，导致四肢瘫痪。医生希望通过芯片和专门定制的算法，加上刺激手臂肌肉的袖筒装置，能绕过受损的脊髓神经，让伯克哈特用思维控制自己的手指和手掌。

“结果非常理想。”雷泽说，“伊恩是用思维控制（瘫痪的）手和手臂的第一人。一开始，他的手腕和手掌能大致动一动。过去两年半来，他的表现超过了我们的预期，可以进行越来越复杂的动作，连他自己都没有想到，比如快速开合手掌，运动手指，抓取并握住杯子、牙刷、手机、钥匙和信用卡等物体；拧开和拧紧罐子；搅拌咖啡；将瓶子里的水倒出来；握住手机；吃饭，梳头，甚至玩电脑游戏。”

最近还有一个例子，同样是绕过受损的脊髓神经，一名肩部以下高位截瘫的男子得以重新控制瘫痪的肌肉。为实现这一效果，科学家在他的运动皮层内，植入了两片药丸大小的96通道电极阵列，并在他的手臂上连接了另一组电极。经过一些训练之后，他只需想象着移动手臂或手掌，这些脑信号就可以转化为电脉冲，促成手臂肌肉动作。

因此，当前的脑机接口已然实实在在地影响着残疾人士的生活。但伊隆·马斯克认为，这些机器的能耐还可以更大。

人人可用的脑机接口？

2008年前后，主要面向消费者的脑电波设备开始从实验室慢慢进入市场。NeuroSky和Emotiv是该领域早期的两家参与者，它们都希望推广意念控制的电脑游戏。

如今，市面上的非侵入式脑电波设备多是用来检测脑部健康的，就好像套在头部的Fitbit。另外，还有斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）2012年亲测过的iBrain，以及在移动设备上显示脑电波数据的Muse。

不过，现在走在大街上，我们还是很难看到有普通民众头戴脑电波头罩，或是有谁的头皮中伸出电线的——当前的可植入式脑机接口都有这样一根电线。

要想普及开来，这类技术还得更加周全才行，而这正是伊隆·马斯克的目标。这位企业家创立了Neuralink公司，希望开发一种植入式无线脑机接口，监控脑电波，能上传和下载思维及信息。治疗神经系统疾病也是其目的之一，但说到底， 马斯克的真实意图还是增补人类智能，拯救全人类。

“无论人工智能进展快慢，我们都会被远远甩在后面。”他去年夏天时曾说，“超级人工智能发展的结果，往好了说就是，人类在智力上会远远落后，我们就好像一种宠物，或者一种家猫。我可不想做一只家猫。”

这还是机器决定留着我们的情况，要是机器决定不留……

“那可能就像清理垃圾邮件一样简单。”马斯克说，“清理收件箱，最简单的办法是什么呢？只不过这次，它清理的不是垃圾邮件，而是人类。”

成为超人类

“从某种意义上讲，我们已经有一个数字化的第三层了，因为你有电脑、手机或App。”马斯克在解释Neuralink的基础时说。

“你可以在谷歌上提问，然后立马得到答案。”他说，“你可以访问任何书籍或音乐。凭借电子表格，你可以拥有惊人的计算能力……你可以和远在千里之外的人免费视频聊天。要是在过去，这会被当作巫术，你会被烧死。

如今，有声视频随你录，照片想拍多少就拍多少，再圈出人物、打上时间标记。你可以通过社交媒体，同时播送给几百万人，而且全部免费。放在20年前，就连美国总统都没有这样的超能力。”

在马斯克看来，Neuralink的脑机接口就是把这个数字化的第三层直接接入人脑，不必再用手指往手机、笔记本或平板中输入指令，因为在你动手之前，这些机器早就开始行动了。

但要实现这样的技术，还需要克服哪些难关呢？

首先，你需要一部设备，与大脑之间实现大量数据的无线传输。当前的可植入式脑机接口需要从人的脑部接一根电线出来，但一些不需要电线的版本已经取得了不错的进展。

去年，加州大学伯克利分校的科学家展示了一款名为Neural Dust的产品，这是一种微型无线传感器，可以进入人体，实时追踪神经信号和肌肉。

这种边长1毫米的正方体内包含有压电晶体，可将体外的超声波振动转化为电力，从而驱动其上搭载的晶体管。该晶体管附着于神经上，测量电活动，将任何电压棘波传递给体外的超声波设备，以供分析。

研究人员已将这种装置植入大鼠的肌肉和外周神经，但他们希望，有朝一日，能将这种设备植入人脑。