复旦教授长文痛批：马斯克不懂神经科学
作者顾凡及简介：复旦大学生命科学学院退休教授，上海市欧美同学会留美分会顾问、中国大百科全书生物物理条目编委、科普公众号“返朴”编委和《科学画报》杂志科普顾问委员会委员，长期从事计算神经科学研究。退休后主要从事有关脑科学的科普创作和翻译工作，已出版16本科普著译，其科普译著曾获包括2017年中国好书、2019年上海市优秀科普图书、2017年上海市科技进步奖三等奖，2022年上海科普教育创新奖成果奖一等奖、2023年上海市优秀科普作品等10多个奖项。个人获得了第四届认知神经动力学国际会议（瑞典）授予的成就奖，以及2018年度上海市科技进步奖（科普人才奖）三等奖、2019年上海优秀科普作家称号等多个奖项。
正文：
马斯克之所以创立Neuralink，一方面是出于对人工智能飞速发展的担忧，他试图通过脑机接口实现人与人工智能的共生，乃至人的数字永生。另一方面，他希望实现所谓的“全脑接口”，即把所有人的大脑通过脑机接口连成一个“巨脑”。至于这样的“巨脑”会产生怎样的智能和社会影响，还难于想象。
这是马斯克的“宏图”，不过他知道暂时无法达成，所以立了一个小得多的目标——通过脑机接口治脑中百病。但这依然难以实现，所以他又立了一个更小的目标，即通过植入脑机接口使全身瘫痪的病人恢复部分行动能力。这项技术目前已用于12例病患，效果良好，马斯克给它起了个科幻的名字——“心灵感应”（Telepathy）*，虽然其实际功能与之毫不相干。
在此基础上，他又另立了一个新目标——帮助视障人士恢复视力，甚至让其视力超过正常人，并将这个设备命名为“盲视”（Blindsight）*。目前，“盲视”正在招募志愿受试者，笔者预测如果手术成功（大概率会成功），患者将能有粗疏的轮廓光感，并能在其指导下行动，但无法完全恢复正常视力。
心灵感应：又称“传心”, 指两个人仅凭各自的“意念”直接沟通, 被认为是一种超自然现象。
盲视：神经科学上认为, 视网膜—上丘—顶叶通路完好但视网膜—外膝体—视皮质通路受到损伤的患者, 从意识的角度来说看不到东西 (“盲”)，但却能在视觉信息的指导下正确“猜测”对象的空间位置并正确采取行动 (“视”)。
侵入式脑机接口的成果
2014年以来，马斯克在多种场合反复警告过人工智能的危险性。他认为人是因为其智能才成为地球的主宰，一旦人工智能超过人类智能，就会像今日我们对待其他动物那样对待我们。但是，我们无法限制人工智能的发展，唯一的办法是在人工智能全面超过人类智能之前让人和人工智能融为一体。具体做法就是开发可植入的脑机接口，使人工智能成为脑的一部分，赋予人类超强的智力，实现人与人工智能的共生。为此，马斯克在2016年创建了以开发脑机接口为目的的Neuralink公司。该公司的与之相关、在较短时间内可望实现并由此获利的一个目标是通过脑机接口让瘫痪患者重获某种行动能力。
2024年1月28日，“心灵感应”的第一位受试者阿博（Noland Arbaugh）接受了芯片植入手术，整个植入过程耗时约15分钟。术后起初情况良好，但在几周后，植入设备的部分接线在阿博的脑组织中回缩、脱落，导致信息传输速率和准确度降低。采取补救手段后，设备恢复了正常工作，Neuralink在5月8日发布临床试验报告，宣称受试者可以通过想象控制光标上网，玩国际象棋和电子游戏等，且其速度和准确度已接近健全人用手操作。
2024年3月，马斯克声称“盲视”脑机接口已经在实验猴身上发挥作用。其后，他又声称将开展人体临床试验。9月18日，“盲视”正式通过FDA的“突破性设备认定”，被允许在病人身上试验。
2025年初，在植入“心灵感应”满一年之后，阿博已经可以独立完成从在线购物到社交媒体互动等原来需要别人帮助才能完成的事。6月28日，马斯克再次举行发布会，4名植入了“心灵感应”脑机接口的瘫痪患者在会上亮相，有人能用脑信号控制光标玩电子游戏，有人则能控制机械臂写字、画画，甚至控制机械臂与人玩“剪刀、石头、布”的游戏。马斯克再次发布了他的时间表，预计到2025年底，将1000个电极植入和说话有关的皮质，帮助失语者说话。这是完全有可能的，因为美国和中国都已先后通过记录和说话有关的舌、唇、喉等皮质运动区的神经活动，通过深度学习方法实现了这一目标。
以笔者愚见，Neuralink的主要成就是在用侵入式脑机接口恢复瘫痪患者的部分行动能力方面首先取得了巨大的技术进步，这主要表现在三方面：一，Neuralink所用的柔性电极丝大大降低了芯片植入后损伤脑组织的风险，目前暂未引起严重的生物相容性问题，且其电极阵列上的电极数多达1024个，大大改进了控制的精度，扩大了应用场合的范围；二，将处理神经信号的芯片微型化至一枚硬币大小，使之可埋藏在颅骨内，并能无线传送大量数据和充电，这样受试者就可以离开实验室或医院自由活动，并使用在无线信号可及范围（5~10米）内可操控的外部设备；三，研制出了可自动为患者一次性开颅、植入芯片和1024个电极的手术机器人，使手术快速、安全、精准，且不再需要配备全身麻醉和专家团队，为推广此类手术提供途径*。
中国科学家在上述技术的前两方面甚至做得更好，参考链接：专访陶虎：中国脑机接口追赶马斯克；陈天桥：科创投资勿沿用互联网打法
虽然马斯克所用的每项技术及其科学原理都非独创，但他善于把众多技术经改进后集成在一起，转化为商品，这往往是科学家缺乏的能力。早在20世纪末，巴西裔美国神经工程专家尼可莱利斯（Miguel Nicolelis）就已经奠定了侵入式脑机接口的理论基础，并在动物身上实现了脑控外部设备。
至于临床应用，早在2012年，脑门（BrainGate）公司通过在人脑中植入有100个刚性电极的“犹他阵列”（Utah Array），将采集到的信号有线传送到外部设备解码并形成控制信号，驱动机械臂等外部设备，使一名四肢瘫痪了15年的患者仅用脑信号就能驱动机械臂取咖啡。不过，Neuralink首先实现了利用脑机接口使瘫痪病患在家恢复部分行动能力，也促使许多实验室和公司投身此领域的研究和开发。
全脑接口纯属迷思
Neuralink的产品采用的是侵入式脑机接口技术，自然带有该类技术的共同缺点：不但要开颅，还要把电极植入脑内。不要说健康人，就是一般患者也难以接受。此外，虽然设备已在植入时间最长的病例身上安全有效地运行了一年多，但排斥反应和电极失效问题并未从根本上解决。在这方面，无创或微创的脑机接口技术的效果虽然可能不如侵入式脑机接口技术，却大大减轻或根本不存在上述风险，因此更容易为患者接受，甚至能作为增强技术用于健康人。
历史经验告诉我们，只有当一项技术得到普遍使用时，其价格才能大幅下降，从而进入良性循环，最终占领市场。这就是为什么这项技术的奠基人尼可莱利斯声称自己开发此项技术的初衷是科学研究，在临床上仅用于全身瘫痪患者。他认为在应用上更有前景的是无创脑机接口。
今年，马斯克又公布了Neuralink2026年至2028年的目标：2026年将拥有3000个电极的“盲视”接入视觉皮质，帮视障者恢复基本导航能力，提供低分辨率视觉；2027年，植入有10000个电极、能实现多设备和多脑区协同工作的脑机接口，使脊髓损伤患者能恢复运动和触觉，普通人能尝试“多任务并行处理”；2028年，将有超25 000个电极的脑机接口植入边缘系统，用于治疗抑郁症、创伤后应激障碍（PTSD）等精神疾病，并实现“超人视觉”和记忆增强能力。
马斯克还允诺在2028年“打造一个能覆盖整个大脑（非运动皮质或视觉皮质等特定区域）的‘全脑接口’。它将允许大脑与外部系统（如AI、云端或设备）直接交互，读取和写入大量神经信息”，“未来，你可能会在几秒内学会一门新语言，而不需要花几年的时间，或直接学会驾驶飞机和设计电路板，而无须再用漫长的时间训练”。
在笔者看来，除2026年的计划，以上计划无一能实现。
在Neuralink和其他公司及实验室的工作中，只有恢复瘫痪病人的部分行动能力和说话能力这一部分是可行的。因为这有脑研究提供的坚实基础：科学家不仅知道脑的运动控制区位于中央沟前方的运动皮质，还知道其中什么部位控制身上的哪个部位的运动；科学家还知道决定运动控制的并非单个神经元，而是一系列神经元的群体编码决定了相应躯体部位执行怎样的运动。由此，科学家才知道应该把电极的阵列安置到脑的哪些部位，来记录一系列相关神经元的活动信号，并通过和期望的效果对照，运用机器学习得出运动控制信号。
为什么说“盲视”看似前途似锦，实际却并非如此？视障者失明多半是眼睛的问题，如今用手术治疗角膜变性和白内障都不是问题，比较难通过手术治疗的是感光细胞坏死，但现在也有了人工视网膜等产品，使患者能在相当程度上恢复视力。无论从原理、技术、安全性和效果上来看（如果电极数相同的话），人工视网膜都要比直接植入视觉皮质的脑机接口好得多，也成熟得多。
所以，如果是眼睛的问题导致失明，根本用不着把脑机接口安装到视觉皮质里。只有在外侧膝状体受到损伤且初级视皮质完好的情况下，可能才需要直接刺激初级视皮质，不过这种情况少之又少。刺激视皮质只能引起光感，即所谓的“光幻视”。虽然由于视网膜和初级视皮质存在着某种拓扑对应关系，通过摄像机把外界图像转换成电信号刺激初级视皮质中的相应部位，能使人看到非常粗糙的轮廓或可躲开障碍物而行走。但脑并非肉体版的数字计算机，不可能把电信号“写入”脑内，只能刺激脑的局部并引起特定刻板反应。感觉皮质并非显示屏，其中进行着复杂的信息处理，感知觉不是简单的反映世界，而是重建世界。因此，用这种方法刺激视觉皮质不可能使人产生近于真实的视觉。至于能看到红外或紫外的所谓“超视觉”早已在人工视网膜上实现，而且看到的还不是光幻视。
其实，刺激视皮质也并非马斯克首创。早在1967年，英国生理学家布林德利（Giles Brindley）就在一名视障患者的视皮质中植入80个铂电极，排成二维阵列，通电后，来自其中37个电极的刺激使患者产生了光感，经过5年多的观察，患者已能辨认简单图形。之后，这方面的研究虽然间或有报道，但进展不大。
2022年，芝加哥伊利诺伊理工大学的科学家在一位于2016年完全失明的患者巴萨德（Brian Bussard）的脑中植入了25块微型芯片，每块芯片上有16个电极。术后，巴萨德表示像是看到了“雷达屏幕上的光点”，这使他能识别一些简单图形。2023年，匹兹堡大学的科学家把植入的电极数增加到了1024个，使实验猴经训练后能识别字母。
但在笔者看来，这些实验的效果并不比无须侵入式手术的感觉替代装置*好，还增加了把电极植入大脑皮质的巨大风险。既然这种尝试已持续近半个世纪仍没有实质性的进展，笔者认为这关键在于其基本思路有问题。“盲视”不过是在这一“歧途”上的最新尝试，虽然在技术上有改进，增加电极数也可能会改善空间分辨率，但如果基本思路不对，其最终结果恐怕与前例一样。
例如把摄取的图像转换成电信号后, 用电极阵列刺激受试者的舌头, 使其感觉到物体的运动方向、形状、大小等。受试者戴着这种设备可以自由行走并避开障碍物。
如果说“心灵感应”和“盲视”这两张“大饼”尚可充饥，那么用脑机接口治脑中百病的想法就纯属画饼——如今，除了病灶部位可探（如癫痫）或病源所在部位及病因相对清楚（如帕金森病）的脑疾，对于其他大部分脑疾，脑机接口该植入哪一部位都还不知道。至于马斯克的“巨脑”宏愿，更是镜花水月。且不说现在我们根本不知道如何向脑“写入”，所谓脑机双向交流更是连八字都没有一撇。即使退一万步讲，若能做到脑和人工智能交融，那么马斯克所担忧的比人脑更强大的人工智能必然居于主导地位，而人将成为人工智能“灵魂”的躯壳和奴隶。而且颅内恐怕也没有那么大的空间能容纳“全脑接口”要植入的大量电极。
总之，对于马斯克的脑机接口的评价可以归纳如下：就侵入式脑机接口来说，其在技术上有显著进步，在原理上并无创新，而希望通过脑和人工智能融合使人成为超人或实现全脑接口的想法则纯属迷思。
马斯克的公关攻势是一把双刃剑：一方面，他以科学家无法企及的方式让脑机接口这一小众领域广为人知；但另一方面，他关于这一技术的许多不实之词也可能误导公众和政府。以他的聪明过人，为什么会提出这样的谬论？这或许如鲁迅在《名人和名言》中针对“专门家的话多悖”这一现象所言：“他们的悖，未必悖在讲述他们的专门，是悖在倚专家之名，来论他所专门以外的事。……名人被崇奉所诱惑，也忘记了自己之所以得名是那一种学问或事业，渐以为一切无不深入，无所不谈，于是乎就悖起来了。”而不幸的是，如尼可莱利斯所指出的那样：马斯克不懂神经科学！
