據國外媒體報導，大約兩年前，丹尼斯·德格雷（Dennis Degray）向朋友發送了一條不同尋常的短信，他回憶稱：“我手中拿著手機，無需手指操作，通過大腦神經系統將短信文字發送至其他手機，這是非常神奇的事情！”

現年66歲的德格雷於10年前跌倒，身體從鎖骨以下位置處於常年癱瘓，2016年，他接受一項外科手術，將兩個凸型電極植入大腦運動皮層（該區域負責控制身體運動） ，此後奇蹟發生了！植入電極記錄大腦神經元活動性，並轉換成為外部活動，通過想像用手操控操縱桿，他能夠移動光標選擇屏幕上的字母，基於大腦神經元活動，他甚至可以在亞馬遜網站上購買商品，並移動一隻機械手臂堆砌積木。

丹尼斯•德格雷使用“猶他陣列”大腦植入物在計算機屏幕上操控光標。

大腦植入相當於賦予患者“阿凡達”超能力

德格雷大腦植入的設備叫做“猶他陣列（Utah arrays）”，他是“大腦之門”項目的一位參與者，該項目是美國一項長期運行的多元化研究，用於開發和測試創新神經技術，旨在恢復思維能力健全的癱瘓、截肢或者神經變性疾病人群的通訊、移動和獨立性。

雖然“猶他陣列（Utah array）”已被證實植入大腦是可行的，但這項技術仍需進一步完善，為了植入該設備，德格雷選擇了開顱手術，此外該設備並非無線裝置，從顱骨延伸一個插槽，通過機器學習算法進行解碼，將腦信息傳輸至計算機，該裝置能夠完成的任務以及執行情況是有限的，因為它僅能記錄大腦中大約880億個神經元中的幾十至幾百個神經元（每個電極通常只能記錄1-4個神經元）。

圖中是Neuralink公司研發的一種類似縫紉機的機器人，可將電極插入人類大腦。

而且這種情況不太可能持續下去，“猶他陣列”植入大腦形成的疤痕組織會逐漸在電極上積累，導致信號質量逐漸下降，當實驗結束之後，德格雷的“心靈感應”能力將不復存在。

在全球範圍內僅有幾十人大腦植入“猶他陣列”，並取得了顯著效果，但是患者使用該系統全天候提供完整、快速、直觀的人機模式並不現實。

這樣的情況可能指日可待，近年來，美國矽谷腦-機接口領域注入新活力，在“大腦之門”和其他項目的鼓舞下，一些著名企業家和信心十足的初始公司開始研發新一代大腦植入裝置，這些裝置最終不僅能幫助德格雷和其他殘疾人群獲得行為獨立性，而且適用於所有人。例如：Facebook公司正在積極開發非侵入性腦-機裝置，同時，該公司正在研製無線神經植入系統。

科幻電影《阿凡達》劇照。

今年7月，特斯拉公司首席執行官埃隆·馬斯克（Elon Musk）展示了旗下Neuralink公司正在研發的可植入無線系統，他透露稱，這種無線系統已在猴子身體上進行了研究，有望在2020年前進行人體試驗。迄今為止，Neuralink公司獲得1.58億美元資金，其中1億美元來自馬斯克。

雖然Neuralink公司最新研製的大腦植入裝置與德格雷大腦中的“猶他陣列”體積大小相近，但它擁有更多的電極，意味著它可以記錄更多的神經元，“猶他陣列”通常有100個電極，僅有4-5個電極植入大腦組織，相比之下，Neuralink公司研製的大腦植入裝置多達1000個電極，預計能將10個電極植入大腦。

電影《阿凡達》具有心靈感應效果的“神樹”。

機器人將“縫合”電極在極薄的柔性生物兼容聚合材料，Neuralink公司希望改善大腦創口結疤，馬斯克表示，我們的目標是轉錄和刺激大腦神經元，神經元數量等級遠超過之前歷史記錄、並且更加安全，使其不像一個大手術，這個過程將更像是激光手術，而不是腦部手術。

醫療方面的擔憂推動了大腦植入設備的發展，但是該技術潛在著人工智能產生的威脅。

Paradromics公司是類似Neuralink的小型初創公司，該公司更專注於研製更多、更小的電極，但它的目標是在神經植入物表面安裝更高密度的探針，從外形上看，他們的設備將更接近於“猶他陣列”——帶有金屬電極的探針陣列，而且不涉及機器人手術。Paradromics公司創始人、兼首席執行官馬特·安格爾（Matt Angle）稱，我們希望盡快打入市場，預計在本世紀20年代初投入臨床試驗，迄今公司已籌集大約2500萬美元，其中包括來自美軍五角大樓國防部高級計劃研究所（DARPA）的大量資金，該機構意識到海外戰場受傷士兵需大腦控制的精密機械手臂，隨後對腦機接口技術（BCIs）非常感興趣。

相比之下，Synchron公司採取了不同的策略，近期該公司披露稱，公司最新研製的電極支架（Stentrode）設備已在澳大利亞首次進行臨床試驗，領先於Neuralink和Paradromics公司。

該設備不會導致開顱手術和留下瘢痕，因為它是用支架通過後頸部靜脈插入的，一旦支架放置在靠近運動皮層位置，支架就會散開，將16個金屬電極嵌入血管壁上，記錄神經元活動性。迄今為止，一位因運動神經元疾病而癱瘓的患者已植入電極支架，另有4位患者即將接受試驗。

Synchron公司稱，目前電極支架的安全性以及腦-機控制系統如何實現電腦打字和手機發短信仍有待深入研究，雖然電極支架僅能讀取神經元細胞總體活動性，大約可探測1000個神經元細胞，這些數據對研究患者病情已非常充分，同時該信號的細微差別很小，更加穩定。

與此同時，Neuralink和Paradromics公司仍存在著技術挑戰，是否可以通過非常小的電極來減輕疤痕還亟待觀察，此外，還有電極被人體溶解和腐蝕的問題，電極越小，存在的問題就越嚴重，迄今專家仍不清楚Neuralink公司研製的金屬電極探針能使用多長時間？

“除了打字，還能實現更具體的一些任務嗎？大腦指令可實現智能語音？是否可實現大腦之間信息通訊？或者可以實現強化記憶？”

沒有人會對這些初始公司印象深刻，除非他們開始以年為時間單位記錄患者對這些產品的終身使用情況，但是人們可以測量這些產品使用期限內對患者的實用效果。

此外，即使能夠記錄所有這些神經元信號，我們能進行解碼處理嗎？目前我們並不了解大腦是如何工作的，試著解碼這些信號並實際生成一些有用數據是非常困難的事情，更多的理解神經元計算能力將有很大的幫助，如果將所有可利用算法應用於幾百個神經元，將取得更好的效果。

目前這3家公司都未看到短期的非醫療應用，但他們認為，隨著人們開始看到植入技術可以帶來巨大的變革，該技術可能逐漸延伸至普通人群。

最顯著的應用可能是大腦控制打字處理，設想這樣一個情景：在手機短信和電腦打字時代環境中成長的人（完全依賴手指操作完成），隨著年齡的增長，將逐漸失去部分操作能力，他們會因無法保持輸入速度而感到沮喪，他們可能會尋求其他方法來保持自己的技術能力，最終他們會看到腦機接口技術（BCIs）比較適合人類身體，並將它作為人類能力變革的一個引爆點。如果這項技術變得安全，應用便利，而且提供更好的技術控制，那麼就會有人願意付費。

除此之外，人們還不知道該技術是否有更廣泛的應用，對智能音箱提供大腦指令？人腦控制汽車駕駛？大腦之間的信息通訊？增強記憶和認知能力？

如果這項技術能夠超越醫學領域，可能最先應用於軍事，例如：可以在士兵之間提供無聲通訊，或者通過大腦思考某些指令激活設備，很難看到大多數人出於娛樂或者便利使用而接受外科手術，但近期在舊金山舉行的一次神經技術交流會上，大約有20多位專家參加，喬納森•圖米姆（Jonathan Toomim）是參加技術交流會的一位神經學專家，他說：“我們已使用一些智能設備（例如智能手機），擴大人們的認知能力，增強人們的記憶力，它是將人類大腦彼此之間的帶寬提升至一個更高的水平。”

近期，英國皇家學會發表一份關於這個話題的報告總結稱，未來幾年，公眾應該對神經接口技術的使用和監管方式產生更清晰明確的認知，人們擔憂的一個問題是數據隱私。雖然大腦接口技術被描述為“閱讀思維”和“解碼思維”，但是人們不禁擔心這些技術將發掘內心最深處的秘密，記錄與運動相關的較小大腦區域，並要求思維方式配合設備運行，但是出於個人隱私的倫理考慮，人們不必完全依賴和遵循這項技術。

此外，還存在許多亟待解決的問題，誰擁有這些大腦數據？這些大腦數據有什麼用途？同時，“腦數據黑客”一旦入侵腦-機系統，潛在諸多安全漏洞，他們會以大腦主人不同意的方式進行修改。腦-機系統源於現實，而不是科幻小說，之前心臟起搏器也被黑客入侵過。

進一步的倫理問題出現在控制和代理方面，如果大腦植入設備未能正確理解你的意圖，你作為設備使用者在多大程度上要對“說”或者“做”負責？同時，我們如何確保一項技術能夠產生顯著的益處。

社會民眾仍需幾年時間來思考這些問題，Neuralink公司的目標是實現人類臨床試驗，目前該目標預期明年年底實現被認為有些不切實際。但是一些專家預測稱，該技術將在5-10年內為殘疾人士提供服務，對於非醫療用途，實現時間將更長，也許需要20年時間。

這是大腦植入的替代方案？

一個可穿戴、非侵入性腦-機接口設備，無需進行腦部手術，可以隨意穿戴，這將是非常有吸引力的裝置，但是頭骨阻礙了大腦神經元信號的讀取，設計一種非侵入性腦機裝置極具挑戰性。

不管怎樣，一些公司仍在努力嘗試，2017年Facebook公司宣稱，計劃研製一款可穿戴設備，可實現大腦指令控製文字輸入，達到平均每分鐘輸入100個單詞（相比之下，Neuralink公司研製的腦-機裝置最多可實現平均每分鐘輸入40個單詞，這相當於每分鐘平均打字速度，“大腦之門”項目使用猶他陣列植入大腦，可實現平均每分鐘輸入8個單詞）。今年7月，美國加州大學研究人員基於大腦活動性首次展示了對一組完整、口語單詞和短語的解碼，儘管該裝置是通過手術在大腦表面放置皮質電描記電極來完成，與此同時，該公司繼續研究如何以非侵入性方式達到相同效果，並積極探索利用近紅外光測量血液氧化模式——神經元活動時消耗氧氣。

假設技術問題能夠克服，但社會因素仍是一個重大障礙，谷歌智能眼鏡的失敗不是因為它易損壞，而是人們不希望整天在眼睛上戴著一個微型電腦。