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马斯克脑机融会体系Neuralink:人类只要一个抉择成为AI(多图文)

起源:鹏越收集空间保险研究院

导读

有名科技作者 Tim Urban 在 WaitButWhy 上揭橥长文,详解了 Elon Musk “脑机接口”的宿世此生和 Neuralink 的雄伟蓝图,包含大脑研究的深刻介绍。Elon Musk 对作家表示, 超级野生智能必将实现,人类只有一个选择:成为 AI。他认为脑机融合后的 AI 系统将以和人类的本能大脑与理性大脑同样的特性存在。人脑和计算机将融合无间,人类甚至无法觉察自己在应用 AI 思考。

“第一次听说 Neuralink 之后仅仅六周,我就确定其工程之大胆、使命之壮美,简直让特斯拉和 SpaceX 都黯然失神。那两家公司在试图定义未来人类会做什么,Neuralink 则意在定义未来人类是什么。”

这是著名科技作家 Tim Urban 在WaitButWhy 上宣布的近4万字长博客中的一段话。这篇长博宾可以让存眷 Elon Musk 和他新公司 Neuralink 的人过足了瘾。文章从水母、原始人和神经元讲起,直讲到 Elon Musk 正在做的“脑机接口”和 Neuralink 的伟大理想。全文贯衣着搞笑而又非常说明问题的图片,文风也是 Urban 一向的深入浅出幽默风趣。却是 Elon Musk 在文章最后才不紧不慢地进场,表白了 Neuralink 生机运用其技术赞助老年人保持他们的认知能力。不过,Elon Musk 对 Neuralink 的愿景如此举重若轻的描述,更让人等待这篇长文都写了什么。要知道,Tim Urban 这位最受“钢铁侠”观赏的科技作者,但是把这篇文章的写作过程说成是“我感觉就好比坐着时间机器去了一趟未来,现在我要告诉你一些根本无从想象的怪事。”

人类只要一个抉择:成为 AI——Elon 的雄图

亚伯拉罕·林肯想出下面这句话的时候很得意:“这个民有、民治、民享的政府遗臭万年。”得意也有道理,确实是金句。“民有、民治、民享“这一理念就是民主的核心。可怜的是,国民不满意,所以民主也落得不谄谀。但比起其他选项,民主也算得上斗争的目标。

Elon 如此说到:“我认为对集体的维护是重要的,丘凶我曾说:‘民主制度是撤除其他所有最糟的制度除外最糟的制度。’固然,如果我们占有柏推图提出的那种玄学家和国王合一的统辖者,那就没什么问题了。但实践情况是,古日确当权者都糟糕得很。

换句话说,民主就相当于躲鄙人水道里躲避怪兽。

良多情形下,逼上梁山以争夺最好的结果不掉为好的策略,但是当赌注太高时,仍是谨严止事为妙。权力也是如此。这就是为什么,只管平易近主不出不测会招致平淡,但Elon认为,“尽管米国大众对总统有如许如许的看法,基础不会有人会宣传散权。”Elon视 AI 为最终的权利,因此也认为AI的发展特别需要采用谨慎的立场。他所持的,最大水平下降AI对人类威逼的差别根本就即是使AI完成民有、民治、平易近享的理念。

为了在AI范畴履行这一理念,Elon每每同角度做出了多种努力。

在“民治”和“民享”的部分,他和Sam Altman创立了OpenAI,自述为“一家非谋利性的AI研究企业,致力于研发和制订实现平安的通用人工智能的门路”。

平常情况下,当人类创造新事物时,总是由一些具有创新意识的先行者引领。尝试胜利后,随着一个产业的诞生,那些企业的巨鳄会参加出去并将先行者的努力片面发展强大。

但是,如果那些先行者制造的是一根魔杖,这根魔杖会付与把握它的人无尚的,牢不可破的,高出于所有人之上的权利,甚至阻拦任何其他人再制造魔杖的权利。这就有点儿辣手了,对吗?

Elon眼中本日AI发展的标的目的就是下面这类情况。既然无奈禁止人类创造魔杖,他的处理计划就是创造一个开放、配合、通明的魔杖研发试验室。每当这个真验室中发生了新的研讨冲破,分歧于其他会将此视为机密宽守的公司,他们会将这一打破颁布给所有人往了解,或鉴戒用于各自的研发。

一方面来说,这么做也是有显明的毛病。罪恶势力也在努力制作魔杖,谁也不想第一根魔杖是从他们手中诞生。现在,坏人们的研究也能从这一实验室的翻新成绩中获益。实在令人担心。

但是这一实验室也促进了不计其数其他人的研究,并对早期的小部分前驱者形成了巨大的竞争。一些人大幅先于其他人制造出魔杖已无可能。比较可能出现的情况是,当第一根真正意义上的魔杖最终被制造出来时,已经有成千上万类似的制品同时存在,即具有不同能力,被不同的人所创造,多种用途的其他魔杖。

如果地球上要诞生魔杖,Elon认为,至多让它控制在全球的大部分人而非一位握有极权的邪术师手中。他自己这样表述:如果每个人都来自氪星球,那没什么问题了。但是如果只有一个超人,而这个超人还希特勒附体,费事就大了。更糟的情况是,某一位前行者的魔杖很可能是基于他满意本身的需求创造的。如若将未来的魔杖产业发展为集体智慧的结果,多种多样的需乞降目的都应该有对应的魔杖去知足。应该使得全球魔杖的能力都是起首反映了大众的需求。

你懂的,就跟民主类似。

僧科拉·特斯拉、亨利·祸特,莱特兄弟和阿伦·图灵都奋勇当先引领了产业革命,这都没问题。但是当被创造的东西将拥有没有法想象的极权时,我们不能隔岸观火,风险将难以掌控。

OpenAI就是为实现AI创造民主化所做的尽力,目标是使得所有的工业巨子在AI的发展早期都努力于对民主化的研究。Elon总结道:AI必将大幅超出人类的才能。为了让它的存在与人类,尤其是尽大少数人类独特的意愿相衔接,它答该是基于大多半人意愿产死的结果,因为它将办事于这些人的志愿。至此,我们就实现了人类等同程度或高于人类AI的民治和民享,降低了AI降入单一险恶权势或把持势力之脚的危险。

剩下的就是“民有”部分。

这部分化决起来应该比较容易。别记了那些产业巨子正在基于他们制造汽车、大型机器和计算机的同一个目的——创造超级智能AI,即拓展他们的边境,并将其中将产生的工作外包。汽车是代步工具,大型机械是制造工具,而计算机解决了信息存储、管理及计算的问题。具有思考能力的计算机将是伟大的创造,它能使得人类将最重要及最高强度的工作实现外包。人类的一切都构建与思考之上,想象一下制造一个人类思考能力延伸的超级智能所将带来的巨大能量吧。而人类的延伸从定义上讲也属于人类,即“民有”。

只有一个问题:具有超级能力的AI不同于其他发明。其他的技术都擅擅长它们自身的制造用途,但总的来说,它们仅仅是些具有非常无限智能的无意识的机器。但我们现在试图制造的AI将像人类一样聪明,且超级聪明。同样的规则怎么还可能实用?

人类自己创造的技术当然是属于人类的,这一观点如此不言而喻,说出来都显得有点儿愚。但是如果我们创造了比我们自己还聪明的事物,它还能那么轻易被控制吗?

有无这种可能,一个被创造出来的事物,其智能高于任何人类,将不满足于仅作为人类的隶属而存在,即使它被制造的目的如此?

我们无法预知实现的场景,但保险的做法是现在否认,是的,这些可能性是存在的。一旦担忧变为事实,我们的麻烦就大了。

人类收展的近况注解,地球上一旦呈现智能近高于其他物种的物种,它势必对其他所有物种构成要挟。如果AI酿成了如许一个最高智能物种,而它又没有属于人类,它存在自我认识,那我们人类就被纳入“其他所有物种”的种别了。

因而垄断AI就是问题地点,OpenAI就致力于解决这一问题。但与之比拟,更严格的问题在于防备AI掉控。

Elon为此占领反侧。在他看来,超等智能AI的突起只是时间问题,在那一天到来之前,人类务需要避免自己不落入“其他所有物种”的地步。在AI与其他所有物种共存的未来,在他看来,人类只有一个挑选,就是:

成为AI。

Elon将人类大脑数字三生细胞壁(tertiary layer)比方为巫师帽。概念是指全脑界面将变为如同将设备植入大脑,使大脑变为设备。

AI 系统将和大脑融合无间

你的设备赋予你半机器人的超级能力,并作为通往数字世界的窗口。巫师帽的电极阵列是一种新的大脑结构,与大脑边缘系统及大脑皮质并列。(对于大脑边缘系统、大脑皮质等基本结构的介绍,请见后文——编者)

但大脑边缘系统、大脑皮层质及巫师帽仅仅是硬件系统。当边缘系统在工作时,与你交互的并非该物理系统,而是其间的信息流。这是一种物理系统外部的活动反应在意识中,使你感受到愤喜、害怕、饥渴或饿饥。

大脑皮质是同样道理。包裹着你大脑的物质存储并治理信息,但是当你思考、视察、凝听或感受的时候,你体验到的是信息本身。视觉皮层本身对你来说没有任何作用,是其间的光子信息流给你带来一个视觉皮质的体验。当你发掘你的记忆时,你不是在寻觅神经元,而是在搜索存储在神经元的信息。

大脑边缘系统和皮质只是大脑灰质。是灰质间的活动流形成了你熟悉的内涵特征,动物性能的大脑和人类感性的大脑。那么这对数字三生细胞壁又意味着什么呢?这意味着尽管大脑中存在的是物理装备,但是电极阵列本身,即你将体验及了解的三生细胞壁的组成部分,恰是阵列间活动的信息。

正如边缘系统产生的感想及愿望以及大脑皮质产生的思维和低语在你感触来都犹如你的一局部,你的内涵,在巫师帽中发生的一切活动也将带来同样的感触。

Elon对于 Wizard Era 的瞻望只是巫师帽利用之一,个中一个核心的目的为将其作为大脑及基于云端的定制AI系统之间的交互界面。他信任这一AI系统将以和你的动物本能大脑和人类理性大脑同样的特性存在。

他这样讲:可以想象,是可能有种方式使得三生细胞壁令人感遭到它是人的一部分。它不是卸载的工具,它就是你。

写下来看着挺有道理。你用大脑皮质完成大多数思考,但是当你饿了,你不会说“我的边缘系统饿了”,而是“我饿了”。同理,Elon认为,当你解决问题时,AI给出解决方案,你不会说:“我的AI推测了!”,而会说:“我想到了!”当你的边缘系统想偷勤,而你的大脑皮质想工作时(我常常有此经历),你感觉并不是在跟某些外部力气斗争,而是你自己想严厉要求自己。同理,当你采取了某些策略,而你的AI否决时,实在的意见相左和争辩就会发生了,但这感受起来也是一种自我的心坎斗争,而不是在与你思考中产生的另一方在争论。这种争论感觉上和思考一样。

总之写下来看着确切挺有情理的。

但我最后听到Elon念叨这一律念时,总感到不大对。不管怎样努力测验考试理解,我总是不由得用我比拟熟习的概念去套用,比方这就相似我脑中可以听到它谈话,或者乃至可以一同思考的一个AI系统。在这些情形中,这个AI看上去还是一个与我交换的内部系统,其实不像我。

之后有一天早晨,当我在重读Elon之前的一些阐述时,我顿悟了。AI可以成为我,完完全全地。我明白了。

但之后我又搞不明确了。第二天当我试图向别的一个朋友解释我的顿悟时,我把我俩都搞晕了。我又回到持有“等等,这个AI弗成能真的成为我,它还将是在和我交流“这种想法的境地。自那之后,我的想法反重复复,无一擅终。这种状况就类似有那么一个霎时,时间变成绝对的,时空只是单逐一层。仿佛有那么顷刻有种直觉,时间变缓而你变得很快。然后我又丢失了。我在写下上述几句的时候,直觉又不存在了。

成为AI最难的一点在于它结合了两个有意识的概念:大脑界面和大脑界面可以付与你的能力与特用人工智能。今天的人类还不具有理解此中任一项的知识。无论我们自认为想象力多丰盛,我们的想象力仅仅是基于我们的生存教训,而上述概念对我们来说是全新的。这就犹如尝试去想象一种从没见过的色彩。

这就是为什么当Elon议论他的信心时,我在佩服和顺从之间彷徨。不外斟酌到他在七岁时就已司理解时空不雅,且理解如何殖民水星,我倾向于多听听他怎样说。

带宽是脑机融会的症结

他谈到的是这一切都跟带宽有关。很隐然,如果想让巫师帽能施展感化,港澳台网,带宽意思严重。但Elon认为,如果要成为AI而不是使用AI,与AI连接时,带宽不是可供取舍的,而是必备的。

他是这样考虑的:通信带宽速度非常慢,尤其在输出时,这是挑战地点。当你使用手机输出信息时,你两根拇指移动的速度异常之慢。如果带宽太低,与AI的互动程度就会非常之强。基于低带宽的制约,这种互动基本是有意义的。AI基本就会刚愎自用,因为速度太慢没有沟通可言。沟通速度越快,融合程度越高,沟通速度越慢,融合程度越低。我们与AI分别程度越高,AI越偏偏离我们,最终背叛相击的可能性就越大。如果AI与我们越来越疏离,智能水平又远高于我们,如何能确保他们不天生与人类利益南辕北辙的劣化机制?但是如果我们能实现一种紧稀的共生关系,AI 就不是“非我”,而是我们自己的一部分,并将与我们形成类似皮质与大脑皮质和边缘系统之间关联远似的关系。

Elon 视通讯带宽为决议人机融合程度的关键要素,同时将人机融合程度视为我们未来在AI世界中保存的闭键身分:我们或许被远远扔在死后,全无用途,被当作辱物(如家猫)看待;或终极找到某种与AI共生及融开的方式。之后他弥补道:能被当做家猫借是算是不错的终局呢。

在完全无法想象未来充斥着 AI 的世界是什么样子的条件下,在超等智能时代到来之前,通过人机融合实现对人类物种的掩护听起来挺靠谱。AI 时代人类可能会受到的威胁未来自于利用 AI 作歹的人类以及与人类好处相悖的AI。当绝大多半人类都能控制一部分AI,与AI共同思考,利用AI自我防备,或通过与AI融合,进而基本上能完全理解AI的想法,人类就处于不那么风险的境地了。

人类会变得从未有过的强大,也是很可怕的一件事,但是如 Elon 所讲,如果大家都是超人,单个人就很难造成大面积损害,会有很多限制战争衡加以限制。人类也因此不太可能对AI整体完全失控,因为AI将以多种目的广泛存在。

但时间是关键,Elon夸大,向这一方向努力的进度相当重要。数字超级智能的发展程度不该该超过脑机融合界面实现程度太多。

我在考虑上述问题时,顾忌在于人类的全脑界面能否足以支持这种人机融合的实现。我向Elon提出了这一挂念,并指出人脑思考的速度和计算机的处理速率之间仍旧存在着伟大的差异。

他答道:是的,但是根据数量级次序增加带宽会改善这一情况。方向也是正确的。能解决所有问题吗?不能。但是方向对吗?是对的。如果必定要向一个方向走,为什么不选择这一个?

这就是Elon设立Neuralink的初志。

Neuralink 团队:从1000人中挑选的9人

在写做过程当中,我有机遇采访到 Neuralink 开创团队一半的成员,下里给人人先容一下 Neuralink 的创初团队。

Paul Merolla,过去七年里担负 IBM 尾席芯片计划师,负责 SyNAPSE 名目,领头开发了 TrueNorth 芯片。Paul 说他专一的领域被称为神经状态学(neuromorphic),其目标是依据大脑结构的道理设计晶体管电路。

Vanessa Tolosa,Neuralink 的微织造(microfabrication)专家,也是生物相容性材料(biocompatible materials)领域最重要的研究者之一。Vanessa 的工作设计根据集成电路的道理设计生物相容性材料。

Max Hodak,在杜克大学 Miguel Nicolelis 的实验室开发开创性的 BMI 技术,同时每周两次在大学和 Transcriptic 公司之间来回,Transcriptic 是他创立的“生命科学机器人云实验室”。

DJ Seo,二十多岁时在 UC Berkeley 设想了一种尖真个新颖 BMI 概念,叫做“神经灰尘”(neural dust),是一种微型超声波传感器,为记载大脑的活动供给了新的办法。

Ben Rapoport,Neuralink 的外科专家,也是一名顶级的神经内科大夫。他从亮省理工学院取得电气工程专士学位。

Tim Hanson,他曾是“地球上最好的万能工程师之一”,他自学了材料科学和微织造方法,开辟了 Neuralink 将会使用的一些核心技术。

Flip Sabes,是 USCF 实验室的主管研究员,他结合“皮质心理学(cortical physiology),计算与实践建模,以及人类心思物理学和心理学”,首创了 BMI 的新领域。

Tim Gardner,它此前是 BU 的主管研究员,他的实验室对鸟类植入 BMI 进行研究,以了解“基本神经单位如何组合创造复杂的歌直”,以及“不同时间标准神经活动模式之间的联系”。

而后就是 Elon Musk,他既是 Neuralink 的CEO,也是团队的一员。在道到神经科学时,马斯克明显是团队中专业知识起码的一员。但他也创建了 SpaceX,他一样也没有若干航天常识,但是经过浏览和征询专家团队敏捷成为一位遭到承认的航天科学专家。在 Neuralink,这极可能再次产生,因为,他说:“没有深入的技术理解,我认为很难做出正确的决策”。

我问马斯克,它是如何找到这个团队的。他说,他最少睹了跨越1000人,最后造成了这样一支团队。最大的挑衅是公司需供的完全自力的专业领域太多,例如神经科学,脑外科,微电子技术,临床实验等等。他想找到跨专业的专家。你可以看到,这支团队里每个人都将自己奇特的穿插领域带到一起,构成一个共同的大的专业发域(mega-expert)。这不是一个简单的组合。

我想给大脑造顶巫师帽

上个月,我接了个德律风。

好吧,可能不是这么回事,他没那么说。但听了 Elon Musk 正在搞的新公司后,我知道他要干的就是这个。

我之前写特斯拉和SpaceX 的时候明白了一件事:要想了解某些公司,你得像缩放图片那样,放大又缩小地反复看。缩小,看看那些工程师们面貌的技术困难;放大,审阅我们种族面对的生存挑战;再放大,看看这个世界的样子容貌;又缩小,俯瞰我们从哪里来向哪里去。

Elon 的新公司也是如此,第一次据说Neuralink六周后,我就肯定其工程之勇敢、使命之绚丽,几乎让特斯拉和 SpaceX 都相形见绌。那两家公司在试图界说未来人类会做什么,Neuralink 则意在定义未来人类是什么。

Neuralink 令人脑洞大开的巨大任务,减上人类大脑迷宫般的盘根错节,让我心中拆谦了一堆最易的观点和怀疑。但,像我方才说的那样,经由一番缩小索性之后,突然间一切都释然豁达。我感觉就比如坐着时光机器来了一回未来,现在我要告知你一些基本无从设想的怪事。

不过,在我带你也坐上这趟时间机器之前,我们又要搞一下谁人放大缩小的把戏。因为亲自经历告诉我,不搞清楚往这儿看,就别想理解 Elon 的巫师帽规划。

所以,忘了你自己那些关于大脑和大脑未来的知识吧。穿舒畅点儿,我们上路了。

人类巨人

6亿年前,什么都做不了。

问题在于大师都没有神经。没有神经,你就不克不及动,也处理不了任何信息。你就那末冷静存在着,直到故去。

但,这时候,水母涌现了。

水母是第一种活明黑了的动物。它们发现必需要有神经。水母拥有了世界上第一套神经系统——神经网络。

水母的神经网络使它可以从周围世界里搜集重要信息——比如那里有掠食者和食品——然后把这一信息像打德律风一样传到身体的各个部位。能够接收和处理信息意味着水母可以应答情况的变化来提高生存概率,而不单单是漫无目的漂着,期求好运。

过了一段时间,一种新的动物出现了,还带来了一个更酷的想法。

扁虫念清楚一件事:假如有一个boss在神经体系中主持所有,能做的事件便更多。神经系统的boss住在扁虫的头部,制定了一个规矩:身材内的贪图神经获得的任何新信息,都要间接背他报告请示。因而,扁虫的神经系统皆缭绕正在boss跟其余人之间的中心下速公路四周,而非各自为战。在那条路上,神经疑使往返通报着新闻。

扁形虫的boss和公路是世界上第一其中枢神经系统,在扁虫头部里的boss是世界上第一个大脑。

神经系统boss这一思绪很快风行起来,地球上出现了不计其数带有大脑的物种。

随着时间的推移,地球上的动物发明了新的复杂的身系统统,boss们也越来越闲。

又过了一段时间,哺乳动物来了。对于动物王国的新一代来说,生活很复杂。是的,他们的心需要跳动,他们的肺部需要吸吸,但哺乳动物在很多方面超越了糊口生涯本身,他们领有恋情、恼怒和胆怯这些复杂的情感。

爬虫类和其他更简略的动物有个爬举动物脑就够了,但哺乳动物的请求许多。因此,哺乳动物开辟了第发布个boss,来和匍匐动物大脑配对,并满意所有这些新的需要,世界上第一个大脑边缘系统出生了。

在未来100万年间,哺乳动物的生活变得越来越复杂,有一天,两位boss注意到,他们的座舱里来了个新房民。

这个看上去好像是随机出现的婴儿实际上是大脑皮层的初期版本,固然他一开始不起眼,却培养了灵长类动物,然后是巨猿,然后就是晚期的原始人类。这个新boss从婴儿成长为一个孩子,并最终生长为对事情该如何进行有自己独立想法的儿童。

新boss的想法被证明是有用的,他让原始人学会了工具制造、打猎策略以及与其他原始人类的合作。

接上去的多少百万年,新boss匆匆更成生更智慧,他的想法愈来愈好。他想出了如何不再裸体赤身。他想出了如何把持火。他学会了如何使矛。

但他最酷的花招是思考。他把每小我的脑筋酿成了这团体本人的小天下,令人类成为可能有复纯设法、推理决议并作出历久打算的第一种植物。

然后,也许大约10万年前,他取得了一个突破。

人类的大脑已经发展到可以理解,即使声音“rock”不是岩碑本身,它还是可以被用来作为岩石的一个标记。它是一个指向岩石的声音。早期的人类于是发明了语言。

未几,万事万物都有了伺候语表现。公元前50000年,人类彼此之间曾经开端用庞杂的说话禁止充足的对付话。

新皮层已将人类变成把戏师。他不仅使人的头脑成为一个充斥复杂思想的巧妙的内部海洋,其最新突破也已经找到了一种将这些想法转化成意味性声音的方法,并将它们通过空想振动传递到其他人类的头脑中,这些人就可以解码声音并将想法吸收到自己的内部思想大陆中。人类的大脑皮层考虑事情考虑了很久,现在他终于有人可以谈论这些事情了。

随后新皮质也发生变化了。新皮质共享彼此的一切——从过去的故事,到他们想到的有趣的笑话,再到他们形成的意见以及未来的方案等等。

但最有效的是分享他们学到的东西。如果一个人经由过程测验考试和毛病了解到,某种类别的浆果致使他从前48小时背泻不行,他就能够使用说话与其别人分享这一来之不容易的经验。就像把课本复印分享给每个人一样。部完工员使用言语将该教训传送给他们的孩子,他们的孩子再把它传给自己的孩子。一个人“阔别那种浆果”的智慧,可以穿梭时间和空间,让很多不同的人防止犯下同样的过错,不再有类似蹩脚的休会。

当一个人想出了一个好点子,同样的事情也会发生。一个非常聪明的猎人特别察看了星座和每年家生牛羊迁徙模式的联系,他就可以分享他设计的使用夜空来断定牛羊还剩几多天返来的方法。尽管能够自己想出这个方法的猎人比比皆是,但现在部落所有未来的猎人都将受益于一个先人的独一性,因为一个猎人的顶尖发现是每个未来的猎人的知识出发点。

知识的进步使得佃猎节令更有效力,也使得部落成员有更多的时间改进他们的兵器——几个世代以后,一个超级聪明的猎人发现一种可以更精确地抛出更沉、更密集的矛的方法。就像这样,部落内每一个现在和未来的猎人都邑用更有用的矛来逃捕。

语言为最聪明的人告竣顿悟提供了可能,并把知识积乏到一个由部落知识构成的塔中。每一个知识的诞生都随同着一位祖先的醍醐灌顶。新一代都将这个知识塔装置在他们的头脑中,作为他们生活的起点,大脑率领他们基于祖先的经验,做出新的更好的发现,部落的知识由此不断扩展。语言是下面两者的分水岭:

轨迹的晋升主要有两个起因。每一代人,都可以应用谈话、比较记录的方法,再联合他们的个人学习阅历(这就是为什么蓝色的柱形在第二个图表中高很多),来学习更多的新东西。并且每代人都能够将更高的学习结果传递给下一代,所以知识会随着时间的推移越来越好。

知识的同享就像一个隆重的、集体的,代际间的协作。数百年后,躲开某种浆果的倡议已经变成栽种成排的浆果、并每一年播种一次的复杂系统。对于牛羊迁移的蠢才发现已经变成了一种畜生驯化轨制。长盾,通过数百年龄百次的调剂,变成了弓箭。

语言为人类群体带来远远超过个人才能的集体智慧,并答应每个人从集体智慧中受益,就像他自己想出来的一样。我们知道弓箭是一种原始技术,但在其发明之前,就是把爱因斯坦强拉到丛林里,让他想出最好的佃猎安装,他也不成能那么聪明,发明出弓箭来。只有集体的努力才能让弓箭诞生。

能够彼此交流也许可人类形成复杂的社会结构,随着农业和动物驯化等进步技术的发展,部落人群随着时间的推移开始假寓在某些所在,形成有组织的超级部落。当发生这种情况的时候,每个部落积聚的知识塔可以和更大的超级部落共享,形成一个超级塔。合作提高了每个人的生活品质。公元前10000年,第一批乡市形成了。

根据维基百科上所说,有一种名为Metcalfe 定律的东西,其中指出,“电信网络的价值与系统的连接用户数量的平方成反比。”中间还附着这个旧电话构成的小图。

人群间的沟通也同理。两个人可以有一个对话。三个人有四个不同的对话组(三个不同的单人对话,加上三人之间的对话)。五人有 26 个对话。二十人有1,048,554个对话。

所以不但一个乡村的成员受害于作为基础的巨大知识塔,并且Metcalfe’slaw 意味着谈话可能性的数目慢剧回升,出现史无前例的多样性。更多的对话意味着更多的想法互相碰击,会导致更多的发现和顿悟,使得创新的步调飙升。

人类很快就掌握了农业,这束缚了许多人,让他们可以有林林总总的其他想法。不久之后,他们获得了一个新的巨大突破:誊写。

历史学家认为人类最初大约在5 – 6,000年前开始写下笔墨。在那以前,集体知识塔只存储在人们的记忆网络中,只能通过口头传播进行访问。在小部落中,这个系统效果不错,但是在一大群人分享的知识体积大得多的时候,记忆本身就很难支撑这一切,而且大部分城市失利。

如果语言让人们将思惟从一个大脑传递到另一个大脑,写作便可以把理念维系在一个物理对象上,好比一起石头上。当人们开始用薄薄的羊皮纸写作时,需要几周时间通过表面流传的大批知识可以被紧缩成一册书或你可以握在手中的卷轴。人类集体知识塔现在就整洁地码放在都会藏书楼和大学的书架上。

这些书成了人类在一切事物上的宏伟领导。他们领导向新的发明和发现,而这些反过来又成为书架上的旧书。该指点教会我们商业和货泉的复杂性,还有造船、建造,医药和地理学。每一代人开始用于生活的知识和技术都比上一代更高,进步不断加速。

但经心手写的书都像瑰宝一样被对待(在15世纪中期,其时全欧洲只有30000书)。这时另外一个突破来了:印刷机。

15世纪,大胡子Johannes Gutenberg 想出了一个方法来创立统一本书的多个雷同的正本,比以往任何时候都更快更廉价。(或者,更正确地说,Gutenberg 诞生时,人类已经了解了发明印刷机的前 95 %,而Gutenberg 以以前的知识为起点,发明了最后的5%)。

总之,不论Gutenberg 的印刷机怎样粗陋,这还是人类传播信息的能力的巨大奔腾。在未来的几个世纪,印刷技术迅速提高,机器从Gutenberg 一个小时可以挨印的约25页,到19 世纪初已上涨100倍,变成2,400张。

大范围出产册本成为可能,这一信息不翼而飞,本钱降低,不再是粗英的特权,百万民众现在可以进进书本的世界,识字率持续进步。一个人的想法,当初可以达到数百万人。大寡传布的时期已开始。

书籍的雪崩使知识超越版图,寰球各区域的知识塔终于归并、扩展,成为一个各类知识周全会聚的知识塔。

我们作为整体沟通得越好,我们的物种就越能够发挥作用,就像一个单一的无机体。集体知识塔是它的大脑,每个人的大脑就像一个神经或它身上的肌肉纤维。随着我们时代大众传播的兴隆,人类的集体形态——人类巨人,出现了。

跟着群体知识塔的发展,人类巨人开始发现和创造个别人类无法想象的东西。

它把我们的牛车马车变成了闪明的汽车,把灯笼变成电灯胆。它使我们飞过天空,进入太空。它给我们带来了播送电视,开放了一个世界,将或人头脑中的一个思想瞬间投射到十亿人的大脑中,重新界说了“大众传播”的意义。

如果小我存在的核心动机是经由过程其基果,坚持物种的连续。微观经济学则指明,人类伟人的中心念头是发明驾驶,这象征着它偏向于发现改造更好的技术。

而在20世纪中世,人类巨人开始研究其最雄心壮志的发明。

巨人早就知道,创造价值的最好方法是创造价值、创造机器。机器在做多种工作时都比人类更好,这产生了大量可以用于创造价值的新姿势。也许更重要的是,机器劳动释放了人类大部分的时间和精神——即巨人本身的巨大部分——可以专注于创新。它已经将我们手臂的工作交给机器去做,将我们双腿的工作交给机器去做,现在它是不是会以某种方式将大脑本身的工作也交给机器去做?

20世纪40年月,第一台数字计算机出现了。

脑力休息计算机可以做的是信息存储的工作——他们是记忆机器。但是,我们已经知道如何使用书本来贮存我们的回想,就像我们已经将我们的腿部劳动外包给马,尔后汽车提供了更好的解决方案。计算机只是一个记忆的外包降级。

信息处理则不同,这是一种我们从未想过如何外包的脑力劳动。人类巨人一直不能不自己去做这样的事。但计算机的出现改变了这一情况。

工致里的机械取代我们进行了一个物理进程——我们把资料放进,机械进行物理处置并给出制品。盘算机能够做异样的事情,它进行信息处理。硬件法式就像一个用于信息处理的机器。

这些新的信息存储/组织/处理机器被证明是有用的。计算机在公司和当局的平常经营中开始发挥核心感化。到八十年月前期,个人拥有自己的计算机变得很常见。

然后,又出现了一次飞跃。

90年代初,我们教会了数百万个伶仃的机器如何相互沟通。他们组建了一个全球计算机网络,一个新的巨人诞生了——计算机巨人。

计算机巨人和它构成的伟大网络就像人类巨人的鼎力海员版。

如果个人的大脑是人类巨人的神经和肌肉纤维,互联网给了巨人第一个正当的神经系统。它的每个节点现在都与所有其他节点互连,信息可以以光速前进通过系统。这使人类巨人成为一个更快、更流利的思想者。

互联网为数十亿人类提供了立即、自在、易于搜寻和拜访的整个人类的知识塔(现在已经有玉轮那么高了)。这使人类巨人成为一个更聪慧、更快的进修者。

如果个人计算机是个人、公司或当局的大脑延长,计算机巨人就是整个人类巨人大脑的延伸。

人类巨人凭仗其第一个真实的神经系统,一个进级的大脑和一个强盛的新对象,到达了一个全新的水平。巨人留神到新的计算机朋友有如许有效,因而它将大部合作作极端在推动计算机技术上。

它弄浑楚了如何使计算机更快更便宜。它使互联网更快,变成无线的。它使计算芯片越来越小,直到每个人的口袋里都有一台壮大的计算机。

每个立异就像是鼎力海员的又一罐菠菜。

但明天,人类巨人想要的比菠菜更多。计算机转变了游戏规则,它使人类把与大脑有关的许多任务外包进来成为可能。但有一种义务,计算机还是无法胜任——思想。

计算机可以计算、构造和运转复杂的软件,甚至可以自己进修。但他们不能以人类的方式思考。人类巨人知道,它所树立的一切都源于其创造性和自力性的能力,它知道最末的大脑扩大工具将是一个真正可以思考的工具。无法想象当计算机巨人可以自己思考的时候——当它有一天翻开眼睛,成为一个真正的巨人——会发生什么,但既然核心目的是创造价值和推进技术到极限,人类巨人信心找到谜底。

这个话题我们顷刻儿会接着聊。首先,有些东西要学。

正如我们之前讨论的,知识就像一棵树。如果你尝试学习的分支或主题的叶子在你的脑袋里没有艰巨的理解之树干,学习就无法进行。

我们已经知道,Elon Musk 盼望为大脑造一顶巫师帽,理解他为什么要做这件事,关键是理解Neuralink,并理解我们的未来是什么。

但除非我们理解了巫师帽究竟是什么,涵盖哪些概念,戴上当前会怎么,以及如何造出这样一顶帽子——不然没有太大的意义。

讨论的基本是理解什么是脑机接口,它们是如何工作的,该技术今朝发展如何。

最后,BMI自身只是一个出有树干的大分收。为了真挚了解 BMI 和它们是如何工作的,我们需要了解大脑。理解大脑若何工作,这是我们的树干。

所以我们将从大脑开始讨论,这将使我们更多地懂得BMI,这将教会我们制一顶巫师帽需要什么,为已来的猖狂讨论做好筹备。会让我们的视野投向准确的处所,这有助于懂得为什么 Elon 认为一个巫师帽对我们未来很要害。当我们再探讨到这女时,全部事情应当就恍然大悟了。

大脑:可能是关于大脑工作原理最详细的图解

这个帖子很好天提示了我,为甚么我乐意跟如斯漂亮可恶的大脑一路任务。

因为实正的大脑无比不可恨,长得也丢脸。

但是,过去一个月,我始终生涯在充满着白色血管的 Google 图象的天堂里,所以现在你也得忍着面儿。

我们从外往里看吧。生物学有时似乎非常让人满足,比如你的头上有一个真正的俄罗斯套娃。

你有头发,然后是头皮,你认为下面就是你的头骨了——但实际上面骨之上还有19样东西。

你的头骨上面,又是一年夜堆货色,以后才是您的年夜脑:

在你的头骨下面,大脑周围有三个膜,将大脑围绕:

在里面,有硬脑膜,牢固耐用,防火。硬脑膜与颅骨齐仄。我听到有人道,大脑中不痛苦悲伤感觉区,但硬脑膜现实上能感到疼爱痛,且和你的脸部肌肤一样敏感,硬膜上的压力或伤害常常形成了人们重大的头悲。

然后下面是蛛网膜,这是一层皮肤,然后是带有弹性的纤维的开放空间。我一直认为我的大脑只是漫无目的地漂在我大脑中的某种液体里,但实际上,脑外和颅骨内壁之间的唯一真正的空间好距是这个蛛网膜。这些纤维稳定了大脑的位置,因此不能动作太大,他们充任加震器,当你的头撞到东西。这个区域布满了脊髓液。

最后,是软脑膜,和脑外融合的很精致的皮肤层。你知道,当你看到一个大脑,它总是覆盖着恶心的血管。但这些并不是真正在大脑的名义上,它们埋设在里面。

下面是完全的样子,使用的样板多是猪的大脑:

从左到左是皮肤(粉白色),然后是两个头皮层,然后是头骨,然后是硬脑膜,蛛网膜,最右边是只由软脑膜笼罩的大脑。

一旦我们把其他部分都剥离下来,我们留下了这个傻孩子:

这个荒诞的东西是宇宙中最复杂的已知物体,重约三磅,神经工程师蒂姆·汉森(Tim Hanson)称之为“最具信息密度、结构化、自组织化的物质之一”。所有这一切只有20瓦的功率(类似计算机的功率为2400万瓦特)。

这也是麻省理工学院教授Polina Anikeeva 所说的“你可以用勺子舀出的软布丁”。大脑外科医生Ben Rapoport将它更科学地描写为“布丁和果冻之间的某种形态”。他解释说,如果你将大脑放在桌子上,重力会使它落空外形,变得很平易,像一个水母。

但这就是我们。你看着镜子,看看你的身体和你的脸,你认为这是你——但这只是你的机器。你实际上是一个贪玩的果冻。我愿望你不介怀。

Krishna Shenoy 教授将我们对大脑的认识与十五世纪初的世界舆图做比较。

另一名传授Jeff Lichtman 甚至愈加刻薄。他在课程开始问他的先生:“如果你需要知道的关于大脑的一切是一英里,我们走了几英里?”他说,学生们给出了四分之三英里、二分之一英里或是四分之一英里的问案,但他认为真正的答案是“大概三英寸”。

第三个教学,神经科学家Moran Cerf ,跟我分享了一个神经科学中由来已暂的说法,指出试图理解大脑有点 22 条军规的感觉:“如果人类的大脑这么简单,能够让我们理解,那我们将会因为如此简单,而不能理解大脑。”

兴许,在我们正在扶植的巨大的知识塔的辅助下,我们可以在某个时辰理解大脑。现在,让我们看看我们仇人脑里面的这只水母今朝有哪些了解。

大脑,缩小视看

让我们使用半球横截面看看大脑的重要部门。因此,这是你脑壳里大脑的样子:

现在,让我们把大脑掏出来,并删除左半球,这让我们能看清楚内部。

神经学家 Paul MacLean 做了一个简单的示用意,解释我们后面谈到的爬行为物大脑在退化中的第一次出现,然后是在哺乳动物昌盛阶段形成的古生哺乳动物脑和新哺乳动物脑。

也能够这么表示

让我们来看看每个部分:

脑干及小脑(The Brain Stem and Cerebellum)

这是我们的大脑最古老的部分:

我们的大脑横截面中田鸡大脑的残留。事实上,青蛙的整个大脑与我们大脑的低水平部分类似。

当你了解这些部分的功能,它们很陈旧这件事就说得通了:一切这些部分能做的事情,青蛙和蜥蜴都可以做。以下是主要部分:

延髓(The medulla oblongata)

延髓真的只是让你不会逝世。它控制非自立的事情,比如你的心净速度、呼吸和血压。当它认为你中毒了,就会让你吐逆。

脑桥(The pons)

脑桥的工作是,做点这个,做点阿谁。它涉及吞吐,膀胱控制,面部脸色,品味,唾液,眼泪等等。

中脑(The midbrain)

中脑与视觉,听觉,动作控制,警惕性,体温控制有关,还有一堆其他的事情。大脑被分为了前脑、中脑和后脑。

有一件我要感开脑桥和中脑的事是,它掌握你的眼球自立运动,如果现在你在转瞬球,就是你的脑桥和中脑在搞事情。

小脑(The cerebellum)

这个看起来像你大脑阳囊的东西是你的小脑,它使人保持平衡、协协调畸形移动。

边缘系统(The limbic System)

大脑的边缘系统在脑干上,就是它让人类如此疯狂。

边沿系统是一种生计系统。如果你在做你的狗也会做的事情,比方吃,喝,交配,战役,堕落等等,可能就是你的大脑边缘系统在驾御你。不管你爱好取可,你做的那些事情,就是处在本始的生活形式。

边缘系统也是你的情感所在,最终,情感也都是为了生活——情感是更高等的生计机制,对于处在一个复杂的社会结构中的动物是必须的。每当你发生思想奋斗时,你的边缘系统很可能会让你做出你会懊悔的事情。

我敢确定,控制你的大脑边缘系统,既意味着成熟,也是一种人道的挣扎。这并不是说没有边缘系统,我们会过得更好。边缘系统在让我们人类如此独特中起到了一半的作用。生活的大部分兴趣来源于你的情绪和需要得到满足。只是你的边缘系统不知道你活在社会文明中,如果你让它做主太多,它很快就会誉了你的生活。

无论如何,让我们再仔细看看。边缘系统有很多小部分。

杏仁核(The amygdala)

杏仁核有点儿像是大脑结构的情绪失�骸。它涉及焦急,悲痛,以及我们的恐怖反映。有两个杏仁核,奇异的是,左侧的已被证实更均衡,有时会产生一些幸运的感觉,而右侧的永久心境欠好。

海马体(The hippocampus)

你的海马体就像记忆的一块板子。当老鼠开始记忆迷宫的方向,记忆在海马体上编码。大鼠的两个海马体的不同部分将在迷宫的不同部分起作用,因为迷宫的每个部分被存储在自己的海马体部分。但是,如果学习一个迷宫后,大鼠被赐与其他任务,一年后,被带回原来的迷宫,就会很难回忆起它,因为海马体记忆板上的大多记忆已经被抹去,释放给新的记忆。

丘脑(The thalamus)

在大脑的核心地位,丘脑也作为中间人,从你的感官吸收信息,并将其发送到你的皮质处理感官。当你睡觉时,丘脑也一起上床,这意味着感官旁边人放工了。这就是为什么在觉醒中,一些声响或微微的触摸往往不会让你起来。如果你想唤醒深度就寝的或人,你必须展现出充足的侵犯性来唤醉他们的丘脑。

唯一的破例是你的嗅觉,这是绕过丘脑的一个感觉。这就是为什么嗅盐可以用来幻想一个晕倒的人。不像其他的感卒,嗅觉位于边缘系统,这就是为什么气息和影象与感情如此严密地接洽在一路。

皮层(Cortex)

最后,我们到达了大脑皮层。

大脑皮层(本文主要指新皮层,文中统称皮层)基本上担任所有事情:看,听,触觉,语言,举措,思惟,计划和特性。

它分为四叶(lobe):

它们每个都做了很多事情,且有很多堆叠:

额叶(Front lobe)处理个性,以及我们认为的许多“思考”——推理、规划和履行能力。特别是,您的许多想法发生在额叶的前部,称为前额叶皮质。额叶负责你的身体运动。额叶的顶部条是您的主要运动皮质。

在别的功能中, 顶叶节制你的触觉,特殊是在低级躯体感觉皮层。

运动和躯体感觉皮层紧挨着对方,它们很风趣,因为它们已经被优越的映射出来了。神经科学家确实地知道每个部分连接到你身体的哪个部分。于是就有了下面这张令人不寒而栗图:侏儒。

由前锋神经外科医生怀尔德·彭菲尔德创建的侏儒,在视觉上显示运动和躯体皮层如何被映照。

如果你把皮层从大脑中剥下来,你会获得一张2mm厚,2,000-2,400cm2 大小(48cm x 48cm square)的餐巾纸。

这块餐巾是大脑发生大部分动作的地方,这就是为什么你可以思考,挪动,感觉,看,听,记,说话和理解语言。真是有史以来最好的餐巾纸。

还记得我之前说你是一个果冻吗?你现在知道,感谢你的皮层,你现实上是一块餐巾纸。

当我们将另一个大脑放在我们剥离的皮层上时,可以看出皮层合叠的神偶后果。

大脑,放大看看

即便咱们知讲大脑良久之前就座在智慧的宝座之上,曲到比来,科教才发明大脑是由什么形成的。迷信家们晓得身体是由细胞造成的,然而在19世纪终期,意大利大夫Camillo Golgi 才想出若何使用染色方式来看到什么是脑细胞。成果使人惊奇:

这不是一个细胞原来的样子。Golgi 发现了神经元。

科学家们很快想通了,神经元是组成大脑和简直所有动物的神经系统的核心单位。

有很多不同类型的神经元。

我们来讨论一下简单且被人说滥了的神经元锥体细胞,你会在你的运动皮层发现这么个家伙:

然后如果我们给他一些额定的腿,一些头发,把他的胳膊拿失落,再把它抻长,我们就得到了一个神经元。

现在再增加几个神经元

因此,这些家伙的躯干——神经元的轴突都具有一个背“静息电位”,这意味着当它处于运动状态,它的电荷是稍微的负。在职什么时候候,一堆人的足和这些家伙的头发——神经元的树突——保持打仗。他们的脚把化学物质——神经递质——传到他的头发。

神经网络

大脑材料可分为叫做 灰质 和 白质两类。灰质看起来颜色较深,且由大脑神经元的体细胞及其轴突和树突组成。白质是红色的,因为这些轴突平日包裹在髓鞘中,呈脂肪白。白质之间的大块主要由皮层神经元的轴突组成。大脑皮层是像一个伟大的批示中央。

我见过的反映这一概念最酷的拉图,由Dr. Greg A.Dunn and Dr. Brian Edwards.实现,让我们看看灰质皮质的外层和它下面的白质结构之间的明显差别:

这些皮层轴突可能将信息带到了大脑下部皮层的另一部分,或通过脊髓经神经系统的高速公路到了躯体的其他部分

让我们来看看整个神经系统:

神经系统分为两个部分:中枢神经系统–你的脑和脊髓,和外周神经系统——由从脊髓向外辐射到身体其他部分的神经元构成。

大大都类型的神经元是与其他神经元相同的interneurons。

其他两个种类的神经元是 感觉神经元和活动神经元 –它们逆着你的脊髓而下,构成了中周神经系统。这些神经元可少达一米。以下是每品种型的一个典范构造:

脑机接口

让我们回到公元前50000 年,绑架一个叫 Bok 的人并把他带回到2017年。

“这位是Bok。Bok,我们果然很感激你和你的友人们发了然语行。”尽管 Bok 震动地发现了很多启迪的事情,但他发现,人们相互攀谈的方式,和他谁人时代没什么差别,依然在使用50000年前的技术。

Bok 可能也有些惊讶,我们这些做出了各类神奇机器的人,在生物形状上跟他也没什么区别。怎么会这样呢?

这就是为什么脑机接口,神经工程的一个子集,是这样一个诱人的新产业。我们已经用我们的技术驯服了世界屡次,但是当它波及到我们的大脑——我们最主要的东西,技术世界有太多的泄气和挫败。

这就是为什么我们还在使用的 Bok 发明的技术沟通,这就是为什么和大脑相干的徐病还如此致命。

但是,5万年后,可能终究要改变了。大脑下一个伟大的前沿阵线也许就是它自己。

有许多种潜伏的脑机接口(BMI),可以提供许多不同的功能。但是,每个人都在努力解决这两个问题中的一个或两个:

1)如何从大脑中获与正确的信息? 2)如何将正确的信息发收到大脑?

第一个是关于捕捉大脑的输出——记录神经元所说的话。

第二个是关于将信息输入大脑的做作流或以其他方式改变天然流——这是关于刺激神经元。

这两件事情一直在你的大脑里天然发生。现在,你读这句话时,眼睛正在做一个特定的水平移动。大脑的神经元将信息输出到机器(您的眼睛),机器接受敕令并进行呼应。当你的眼睛以正确的方式移动时,屏幕上的光子进入你的视网膜并刺激你的皮质枕叶中的神经元,以容许单词的图像进入你的眼睛。然后,该图像会刺激大脑另一部分的神经元,使你能够处理图像中嵌入的信息并接收句子的意义。

输出和输入信息是大脑神经元做的。所有的BMI 都想做的就是参加这一过程。

初看上去,这似乎不是那么难题的任务?大脑只是一个果冻,对吧?而皮质 – 我们想要做大部分的记录和刺激的大脑的部分只是一张餐巾纸,位于大脑外侧,便利您访问。皮层内约有200亿个发射神经元,如果我们能够搞清晰运作方式,那么200亿个活动的小晶体管将会给我们一个全新的对性命、安康和世界的控制。我们不能弄明白吗?神经元很小,但我们知道如何决裂原子。神经元的直径约为原子的十万倍,如果原子是大理石,则神经元将逾越一千米,所以我们应该可以处理的,对吧?

那么这里有什么问题?

一方面,基于以上这些现实,有观念认为这是一个可以发生宏大提高的行业。我们做失掉。

但只有当你了解大脑中毕竟发生了什么,你会意想到为什么这可能是世界上最难的事情。

所以在我们谈论自己的BMI 之前,我们需要细心看看试图让BMI在这里处理的人。我发现阐明事情的最好措施是将大脑放大1000倍,看看发生了什么。

还记得我们的皮质餐巾纸吗?

如果我们把它放大1000倍,那么每条边约48cm 的皮质餐巾纸,现在有六个曼哈顿街区(或两个街区)的长度。大略需要25分钟的时间才干行一圈。而整个大脑整表现在可以松揭在两个街区之间,就像麦迪逊广场花圃(Madison Square Garden)的大小(这个长度和宽度的巨细相称于MSG的两倍)。

因此,让我们在实际的城市里摊开来。我敢肯定,住在这里的几十万人能够理解。

我选择1,000X作为我们的乘数有几个原因。一个是我们可以即时转换我们头脑中的尺寸。每毫米的大脑现在是一米长。而在更小的神经元世界,每一微米现在都是一个易于概念化的毫米。其次,它方便地将皮质带到人体尺寸 – 其2mm厚度现在是两米 – 高(6’6“)的高度。

所以我们可以走到第二十九街,到我们巨大皮质餐巾的边缘,轻轻的看看那两米厚的内部发生了什么。为了树模,我们拉出一立方米的巨型皮质来检讨,这将告诉我们在一个典型的立方毫米的真实皮质中发生了什么。

我们在这一立方米里看到的将是一团糟。我们把它清空出来。

起首让我们把体细胞放出来——立方体内所有神经元的体细胞。

体细胞的巨细是一个范畴,但我聊过的神经科学家说,皮质神经元的体细胞平日直径约为10或15μm(μm=微米,1/100毫米)。那意味着,如果你把7或10集体细胞排成一行,这条线就是人头发的直径。在我们的规模下,这使得体细胞直径为1 – 1.5厘米。大理石啊。

整个皮层的体积在50万立方毫米的场内,在这个空间大约有200亿个体细胞。这意味着平均每立方毫米皮质含有约40,000个神经元。所以我们的立方米盒子里有4万个大理石。如果我们将盒子分红约4万立方米的空间,每边都有3厘米(或大约一立方英尺)的一边,这意味着我们每个人的大理石都在自己的小3厘米立方体的中央,其他的体细胞在各个方向上间隔它大约3厘米。

怎样?这40,000个沉没的大理石能不克不及帮你可视化我们的破圆体?

这是一个在实际皮质中的体细胞的显微镜图像,使用了拦阻其周围其他东西的技术:

好吧,到目前为止还不太疯狂。但是,体细胞仅仅是每个神经元的一小片。从我们的每一个大理石大小的体细胞中披发出来是波折分岔的树突,在我们按比例删加的大脑中能在许多不同方向舒展三四米,从另一端的轴突可以超过100米长(横向于皮质的另一部分),或一公里长(向下进入脊髓和身体)时。他们每个都只有一毫米薄,这些线把皮层变成密集纠结的电子意大利面。

意大利面外面也不用停。每一个神经元有多达1000——偶然高达10,000——和其他神经元突触的连接。皮层中有约200 亿的神经元,这意味着皮度中有跨越20 万亿 的个别神经元的连接(整个大脑中有高达万万亿个连接)。在我们每一个立方米中,将有超越2000万的突触。

更复杂的是,立方体中40000个大理石中不只每个都有许多意大利面穿走出来,同时还有从皮质其他部分脱出的数以千计的意大利面穿过立方体。这意味着,试图记录旌旗灯号或在这个特别的立方区域内安慰神经元,有很多艰苦,因为在乎大利面的烂摊子里,很难找出哪些面条属于我们的体细胞大理石。

当然,还有神经可塑性的事情。每个神经元的电压是不断变化的,多达每秒数百次,同时数以千万计的突触连接会在我们的立方体内变动大小、消散、从新出现。

如果只是这样就行了。

本来大脑中另有被称为神经胶质细胞的其他细胞,有许多不同的种类,拥有多种功效,如打扫开释到突触的化学物资、在髓鞘包装轴突、作为大脑的免疫系统等等。下面是一些罕见的神经胶质细胞:

有几何神经胶质细胞在大脑皮层?和神经元数量相同。所以再加40000个这样的怪胎到我们的立方体里吧。

最后,还有血管。在每立方毫米的皮质,国有一米的毛细血管。在我们的规模下看,这意味着在我们的立方米内,有一公里长的血管。这样大小的空间内,血管是什么样子?

BMI工具

在目前正在进行的工作中,评价一种记录工具的利害时,有三个普遍的尺度好像怀才不遇:

1)规模 – 可以记录几许个神经元

2)解析度 – 工具支到的信息有多具体 – 有两种类型的辨别率:空间(你的记录有多濒临能告诉你独自的神经元如何被触发)和时间(当你记录的活动发生时,你记录的有多好)

3)侵略性– 草拟是否需要,如果是,有多需要?

临时的目标是把所有三个蛋糕都吃完。但现在,总有一个问题:“这些标准你乐意废弃哪一个?”从一个工具到另一个工具不是一个全体的升级或升级,而是一种衡量。

我们来研究以后使用的工具类型:

fMRI(功能磁共振成像)

规模:高(它显示整个大脑的信息)

解析度:中高空间,非常低的时间

侵入性:非侵入性

fMRI每每不必于BMI,但它是一种典范的记录工具,提供了有关大脑内部发生情况的信息。

fMRI使用MRI 磁共振成像技术。 MRI在20世纪70年代发明,是基于X射线的CAT扫描的演化。 MRI不是使用X射线,而是使用磁场(以及无线电波和其他信号)来产生人体和脑的图像。

而这一整套的横截面,让您穿过火去看到里面。

fMRI 应用MRI 技巧去跟踪变更的血流量。为何?由于当大脑地区变得加倍活泼,他们使用更多的能度,以是他们须要更多的氧气,使血流增添应区域的氧气供给。

fMRI的有很多医疗用处,其最大的缺陷是分辨率。

fMRI 成像体素的尺寸一直缩小,随着技术有所改良,使空间分辩率可达立方毫米。大脑有大约1200000毫米体积,所以fMRI 成像扫描将大脑分别约一百万小立方体。问题是,对神经元的规模来说,这仍旧是相当巨大的,每个像素包露的神经元数以万计。更大的问题是时间分辨率,fMRI跟踪血流,既不准确,且有提早。

EEG(脑电图)

规模: 高

解析度:空间上非常低,时间上中高

侵入性: 非侵入性

近一个世纪以来,EEG(脑电图)把电极阵列罩在你头上。你知道,就是这样:33

EEG 对一个2050年的人来讲,相对是一个十分原始的技术,但现在,它是可以BMI中完整无创的独一对象。脑电图记载大脑分歧区域的电运动,显著出以下结果:34 34

脑电图可以提醒相关调理题目的信息,如癫痫症等。与fMRI不同,EEG从脑中获得电旌旗灯号具备相称好的时间剖析量,——尽管头骨大大地含混了时间精度(骨骼是坏导体)。

主要缺点是空间解析度。每个电极仅记录来自数百万或数十亿神经元电荷的广泛均匀矢量和。

想象一下,大脑是一个棒球场,它的神经元是人群。我们想要的信息,不是电子活动,而是声带活动。在这种情况下,脑电图就像一组麦克风,放在运动场外面,靠在体育馆的外墙上。你可以听到人群的喝彩声,也允许以猜测他们正在喝彩的事情。你可以听到唆使牌变化的迹象。你可能会发现一些异样。但也就这样了。

除以上两种各人比较熟悉的之外,又有ECoG、LocalField Potential、Single-UnitRecording等等工具。

Neuralink Formula:齐脑接心与神经织网

我已经写过马斯克的别的两家公司——Tesla 和 SpaceX——因此我认为我挺了解他的公司的模式。如下图这样:

马斯克对一家新公司的开端主意老是从左边开始,当心公司工作的方法是从右边开始的。他以为,某些特定的变化将增长人类的将来向最佳的偏向发作的可能性。

所以当马斯克建立一家新公司时,其核心的最初策略凡是是造成一场可以激起行业合作,让人类共同推进这个奇迹的比赛。反过去,马斯克也认为这将增进人类的未来向最好的偏向发展。但是,你必需从微不雅的角度看他的公司,能力看到这些。不然,你可能注意不到他们在做的事情。

我在写 Tesla 和 SpaceX 的作品时,我问马斯克为什么他弄起了工程,而不是做科学研究。他说明说,在跋及到人类进步的问题上,“工程是一个限度身分”。换句话说,科学的进步,贸易,以及产业等等的先进,全都是工程进步所带来的。回溯历史,也是这样,人类历史上最伟大的反动是工程上的突破。

所以,要理解马斯克的公司,你需要了解他想要创造的竞赛,下图是包括变量的马斯克公司的图解:

对于特斯拉和 SpaceX 来说,这个图应该是下面这样的:

因此,在我试图弄清楚 Neuralink 的机制时,我需要把那些变量挖上去。最初,我对这家公司只有非常隐约的意识,即个中的一个变量(GOAL)——该公司的目标是“加快周全脑机接口(whole-brain interface)时代的到来”,我把这绘成一顶精灵帽子。

就我的理解,全脑接口是一个幻想世界里脑机接口的情势,这是一个超前的概念,其中大脑的所有神经元都能够与外部世界进行无缝通信。这来源于 Iain Banks 的科幻演义《文化》系列中刻画的“神经织网”(neural lace)的概念——一个无缝、稳固、可以直接与大脑通信的全脑接口。

原文地点:http://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.html

(来源: waitbutwhy、新智元)

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