最近，马斯克可谓风头正盛:特斯拉股价一年之内暴涨十倍，市值超4000亿美元，个人身价也达到1000亿美元，成第四位全球千亿美元富豪。
美国当地时间8月28日，马斯克发布了旗下公司“神经连接”(Neuralink)的最新研究成果:脑机接口。发布会不仅展示了新设备，还用猪进行了植入展示。实验人员通过读取到的猪的脑电波信号，成功预测了猪的运动情况。
意识读取是科幻小说中常有的阶段。通过植入被读取者脑中的设备，可以读取其意识，窃取各种信息，甚至潜移默化地影响被读取者的行为。
植入?读取?这不正是马斯克此次发布会的关键词吗?
据此，有人就开始担忧自己的意识会不会被他人窃取。要回答这一问题，我们需要先了解脑机接口。
脑机接口，人脑机器化的开始?
脑机接口 (Brain-machine interfaces, BMI)，即建立大脑与外部设备的直接连接通路。这一技术的发展始于1925年脑电波(EEG)的发现。
人的大脑是由数以万计的神经元组成的，神经元由两部分组成:细胞体和神经纤维。大脑的灰质是由神经元的细胞体构成的，白质是由神经元的神经纤维构成的。脑电波就是这些神经元之间的活动产生的电信号，这些神经元之间的连接有的是兴奋的，有的是抑制的;思维活动就是反应这些神经元之间的联系，大脑中的神经元会接收来自其他神经元的信号，当这些信号的能量积累量超过一定的阐值时，就会产生脑电波。
对脑机接口的研究已经进行了40余年。上世纪70年代，加州大学洛杉矶分校研究人员就成功制造出第一台脑机接口设备，并可以通过脑电波控制屏幕上的光标。值得注意的是，这种控制是测试人员自己发出的，并没有被他人操控。
脑机接口的实现需要四步:信息采集——信息解码——信息再编码——反馈。
第一步中采集的信息是由大脑发出的。信息的种类包括神经信号和脑电波。
采集的途径一般也分为侵入(Invasive BCI)、半侵入(Partially invasive BCI)和非侵入(Non-invasive BCI)三种。
侵入式主要是向大脑皮层插入电极(如下图所示)，以此直接获取神经信号，这种方式所获取的信号质量高，采集的效果更好。但是，它却伴随着脑部损伤和信号衰退的风险。因此，人体脑机接口尚未付诸行动，科学家多用猴子、小白鼠等对象进行研究。
非侵入方式则隔着头皮读取脑电波等信息，这种途径一般借助外部设备，不会对受测试者产生任何创伤。具体可以参考医院在检查脑电波时给患者头部佩戴的设备。其弊端在于信号递减和外部干扰严重，精确度不够。
半侵入则接入头皮和大脑皮层之间，会将电极插入大脑，但是到达的深度不及侵入式，其风险和优势均介于前两者之间。
但是，非侵入式是脑机接口领域的主流方向。早期由于技术的限制，研究人员大多是通过非侵入式的脑电波实现脑机互接。侵入式后来虽然也有所发展，但是却伴随着较大的手术风险，马斯克此次发布的新设备则很好的解决了这一问题:通过机器人向大脑中植入柔性材料，手术风险和大脑损伤风险都大大降低。
第二步，信息分析，对收集到的信息进行降噪、去干扰等处理。
第三步，将分析好的信息编码成目标信号。
最后一步是反馈，也就是将从环境中获得的反馈信息重新传回大脑。
2014年巴西世界杯上，一名瘫痪人士通过脑机接口使用外骨骼成功踢动了足球。这一过程中，脑机接口在第一步中收集了关于踢动足球的大脑信号，第二步则将这种信号解码并去除外界干扰，随后在第三步中将再信号编码成机械腿的运动信号。在最后一步中，踢球时与足球的触觉反馈给大脑。
人机合一，科幻照进了现实?
意识窃取、记忆读取真的会变成现实吗?虽然马斯克豪言壮语，对人机合一信心满满，但考虑到他在2014曾说过的“机器人将在5年之内屠杀人类”这样根本没实现的话，再加上比尔盖茨评价其“定位就是讲一些言过其实的论调。”马斯克确信的未来真的会到来吗?
根据只言片语就妄下判断太过草率，让我们从脑机接口本身切入，看一看这一未来的可能性。
就目前脑机接口的成就而言，其实都没有脱离人工智能的范围。
在这次Neuralink的发布会上，实验人员通过植入猪脑的1024个电极，观察猪的脑活动，通过猪的电路图，可以预测猪关节的位置。值得注意的是，用于现场演示的猪植入电极已经有两个月了。为什么要提前这么久植入，而不现场全程演示呢?除了考虑到手术植入失败的风险外，还有一个重要因素就是系统需要时间去学习!
说到这里，是不是变得熟悉起来了?大量信号收集+训练+预判的组合，这不就是深度学习吗!
想要达成发布会的演示效果，机器必须收集猪的运动信号，只有在数量足够多的前提下，机器才能深度学习。训练完成后，根据猪脑中电极接受的信号就可以做出准确的预测。
脑机接口的实质是要建立大脑和外部设备的直接连接通路，连接的两个主体中，最为复杂的就是大脑。人脑含有约1000亿个神经元，神经元之间的连接多达100万亿。
大脑位于颅骨内部，外面包裹着三层膜，分别是硬脑膜、蛛网膜和软脑膜。在这三层之下，就是形似核桃仁的大脑。大脑又包括脑干、中脑、脑桥、延髓、小脑。大脑中的边缘系统更为复杂，它包括丘脑、海马体、下丘脑、杏仁体和脑垂体。这些每个不同的部分又分管不同的功能。
毫不夸张的说，大脑的复杂结构不亚于宇宙深空，人类对此的了解还远远不够。
上面我们详细介绍了脑机接口的四个步奏，可以看出其是一个完整的闭环结构。这是脑机接口最理想的状态，就像双向车道，信息有来有回。但是，目前很多脑机接口其实都是开环式控制系统。
开环式控制系统是指信息从人类到机器的过程，这一过程无法逆向操作。造成这一困境的原因在于大脑和机器的“语言不通”。
机器和大脑对信息的处理和存储模式是不同的。机器发出的信号无法被人脑识别接受，人脑中存储的信息机器也无法识别。打破这条鸿沟的关键在与将机器信号转换成大脑可以识别的格式。但现在的问题在于:人类对大脑中信息的编码模式一无所知!
举例来说，一只蚊子落到手上，皮肤神经在感觉到被叮咬后，通过神经突触传递信号，大脑收到信号后，视觉系统会加以确认并反馈视觉信息。大脑确认后即通过神经使手部肌肉运动，采取抖落或者拍打的方式驱赶。在这一过程中，神经突触发挥着“信息高速公路”的作用。
这一过程的描述相当通俗易懂，但问题在于，人类目前不了解在这条“高速公路”上奔驰的汽车是如何建造的。
因此，要想通过机器直接读取大脑中的意识，就目前来说，甚至在将来很长一段时间内，都是绝不可能的。
在不了解这种编码模式的情况下， 目前脑机接口所取得的一些成就其实都是机器学习的结果。比如在Neuralink的演示中，机器只能判断猪的关节运动，而无法通过植入的电极向猪脑发送指令。
此次演示中植入的电极只有1024个，这个数量想要读取人脑中1000亿个神经元的信号是绝对不可能的。Neuralink团队也表示，想要成功实现脑机连接，那么最少应该实现100w神经元连接。因此，马斯克在发布会上表示可以植入多个Neuralink设备，这也是为了弥补电极数量不足的缺陷。
即便实现了100w连接的目标，脑机接口还要面对另一个难题:人脑多样性。
每个人的大脑结构虽然一样，但是思维方式，活动状态千差万别。这不仅有先天的因素，后天环境也同样造成了这种差异。根据某个人大脑活动训练的系统，无法完美适用于他人。
总的来说，Neuralink这次的发布会上可以理解成是一次炫技。如果要展示Link V0.9和植入设备，那么只需要一只拥有植入设备的猪即可。Neuralink此举意在向世人证明其技术的安全性，这也是为年底的人体实验铺路。
斯坦福大学医学院神经生物学教授 Bill Newsome 认为，现在还是人脑研究的初级阶段，谈“意识控制”还为时尚早。
现阶段下，脑机接口最直接的运用领域主要是医疗健康。现阶段Neuralink的目的是将其安装在人脑中，解决脑补和脊椎损伤等问题。通过脑机接口解决神经受损人群的案例早已有之，例如2020年浙江大学医学院附属第二医院利用脑机接口使一名瘫痪男子成功实现了握手、喝水等操作。
根据世界卫生组织发布的《全球疾病负担》报告显示，全世界预计有1.9亿人(占全球总人口3.8%，以2010年世界总人口计算)有“严重的残疾”，诸如四肢瘫痪、严重的抑郁症或失明。可以看出，“严重残疾”人群的康复市场潜力巨大。
不过，根据马斯克的时间表，医疗领域只是目前的方向。他还计划在未来几年内实现人脑的直接沟通，消灭语言，最终达到人机合一。
参考资料:
https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.html
http://auto.sina.com.cn/newcar/zz/2020-08-29/detail-iivhvpwy3790714.shtml