我們很有可能在不久的將來把人腦和電腦無縫結合（腦機介面）
腦機介面技術的三大評分標準：神經元數量、精確度、侵入性。
侵入型技術精確度高， 但涵蓋的神經元數量少、不安全；非侵入型則相反。
最近的技術突破有神經蕾絲和神經塵埃----這兩個發明將碾壓傳統技術。
草雉素子：“巴特， 不要忘記， 只要你聯網， 我就在你身邊……我走了。 ”
在電影《攻殼機動隊》裡， 人類把大腦接上電纜，
在這個世界中， 你轉轉眼珠， 就能把想像變成可交互的場景；不動一根手指， 就能呼叫自動駕駛汽車停到你家門口；只要你願意， 耳邊隨時可以傳來MC天佑用思維創作的直播喊麥；吐血之前在腦海裡喊“停”， 整個世界就會突然鴉雀無聲。
學習是什麼東西？能吃嗎？你的大腦連著雲端的超級AI， 擁有無限可擴展的認知能力， 可以瞬間把互聯網上的資訊變成你的知識。 或許你還買了一個“永久保存意識”套餐， 當你的身體消失後， 你還能以資訊的形式在網上晃蕩。
當然， 網上有無數個與現實世界同樣真實的世界， 各自有它們自己的金錢， 職業， 信仰， 和基本法。 現實世界或許只是逢年過節懷舊， 尋根， 祭祖的去處罷了。
寂寞了想跟女票聊天？沒問題。 一瞬間兩個大腦就可以通過覆蓋全球的互聯網接通。 除了煲電話粥， 你女票還能把看到的大海， 沙灘， 陽光分享給你， 直到發現她身旁坐了個禿頭大叔， 然後信號就中斷了。 。 。
這個大腦和機器完美交融的世界， 有可能實現嗎？還真有可能。 在現實中， 聽上去很科幻的“腦機介面”， 是目前腦科學界非常熱門的一個領域， 它的使命就是人類思維與電腦命令之間的暫態翻譯， 最終把人工智融入進你的大腦， 變成你身體的一部分。
目前這個領域已經出了很多有趣的成果：
比如， 讓癱瘓的猴子重新走路：
使用人工耳蝸讓聽障人士恢復聽力：
使用仿生眼讓盲人恢復最基本的視力：
這些都屬於腦機介面的研究範疇。本質上，腦機介面做的是兩件事：
衡量腦機介面的效果有三個重要的指標：
1.神經元數量：能同時記錄並刺激多少神經元？
2.清晰度：能記錄多少細節？
清晰度分兩種：
空間清晰度：哪些神經元發射信號？
時間清晰度：神經元什麼時候發射了信號？
這就像竊聽一樣，要想瞭解隔壁老王在幹嘛，你得聽清楚誰在什麼時候講了什麼話（或者發出了什麼奇怪的聲音）。
3.侵入性：需要動手術才能使用嗎？如果需要，多大的手術？
還是用竊聽打比方，你是用碗隔著牆聽，捅破窗戶紙聽，還是躲在通風口裡聽？躲在通風口裡聽得當然清楚，但容易被發現；隔著牆雖聽不太清楚，但非常隱蔽，畢竟安全第一。同理，侵入式的腦機介面直接插入大腦的灰質（神經元的聚集區），所以獲取的資訊品質特別高，清晰度爆表，但很容易發生感染甚至腦損傷。
最完美的腦機介面，當然是三項指標統統滿級；但目前的科技必須在這三項中做出權衡。下面咱們就以這三個指標為基準，盤點一下腦機介面相關科技的現狀吧。
黑科技一：fMRI（functional magnetic resonance imaging，功能性磁共振成像）
神經元數量：99分。可以同時掃描整個大腦的神經元。
清晰度：空間清晰度40分，時間清晰度1分。
侵入性：非侵入式
這個fMRI算是一種記錄大腦活動的工具。大腦活動需要血液提供的氧氣，哪個部位越活躍需要的血液就越多。血液把氧氣給神經元之後會變得有磁性，會像個小磁鐵一樣扭曲磁場。所以，我們看到哪裡磁場有彎曲，哪裡就有神經活動。這就是fMRI運作的原理。
fMRI就像一個3D照相機，每秒給大腦拍一張照片。在這個機器的眼裡，大腦被分割成了一百萬個小立方體，每個立方體就是一個圖元。
一百萬圖元，聽上去好像很多，但是神經元實在太小了，平均每個圖元有幾萬個神經元，還遠遠達不到精確定位神經元信號的程度。時間清晰度就更不用說了，一秒鐘的間隔在神經元尺度上，跟一個世紀差不多。
黑科技二：腦電圖，又名EEG
神經元數量：90分
清晰度：空間清晰度5分，時間清晰度75分
侵入性：非侵入式
這玩意就是貼在腦袋上的電極網，瞬間收集腦袋子裡神經元溝通時產生的電信號。EEG收集的資料長這樣：
這個神器還是相當好使的。目前，科學家們用EEG來判斷麻醉狀態，追蹤睡眠模式，診斷疾病等等。但是，因為骨頭不導電，顱骨的阻礙會讓EEG獲取的資訊精確度大打折扣。更不幸的是，每個EEG電極都只能記錄上百萬個神經元的大致活動，並不能告訴我們到底是哪些個具體的神經元在搞事情。
如果把腦子比作一個足球場，神經元比作觀眾，我們需要的電信號比作觀眾的吼聲，那EEG就是球場外隔著外牆安置的麥克風。你能聽到人群在歡呼，也許可以猜到球進了；中場休息或點球時，你也能聽到一些比較明顯的聲音變化；如果有啥不正常的事情發生，你通常也能探測得到。但到底是球迷裸奔還是裁判黑哨，你就只能靠蒙了。
fMRI和EEG是最普遍的兩種非侵入式腦機介面。侵入式的技術也有兩個代表：一個是比EEG更狠的親兄弟腦皮層電圖（ECoG），另一個是極其簡單粗暴的插入式電極。
黑科技三：腦皮層電圖(ECoG)
神經元數量：90分
清晰度：空間清晰度10分，時間清晰度85分
侵入性：侵入式
腦皮層電圖跟EEG差不多，都是電極網；只不過腦皮層電圖直接把電極網塞在腦殼的下面，大腦的表面；就像是把那些足球場外的麥克風安置在球場內。這樣你不僅能聽到的更清楚的聲音，也能更好分辨到底是哪塊區域裡的觀眾在說話。
和所有侵入型技術一樣，腦皮層電圖依賴於“親神經電極”，顧名思義就是一種和神經親得像一家人的電極。這種電極被一種特殊的、摩擦係數極低的“潤滑劑”材料包裹，減輕電極對腦細胞的損傷。同時，親神經電極裡的神經生長因數還會誘騙神經細胞像藤蔓一樣在電極周圍生長、最終覆蓋電極，以暫時掩蓋自己的外來者身份。親神經電極可以較長期的留在腦子裡，持續給研究員提供資訊。但即便如此，它引起免疫反應風險依舊比較高，而且還需要動大手術。
黑科技四：插入式電極（又名，阿姆斯壯迴旋加速噴氣式腦機介面）
神經元數量：1分
清晰度：空間清晰度35分，時間清晰度95分
侵入性：呵呵
插入式電極與一枚硬幣的大小比較
插入式技術就是像針灸一樣把又尖又細的矽質電極戳進腦殼，收集電極周圍所有神經元的信號。這項技術就像是一根麥克風吊在足球場裡的一小群人上方，在狹小的區域內收集最精確的資訊。不過，正常人真的不會想腦子上插一堆針走來走去吧。。。
以上是傳統記錄大腦資訊的技術，說實話還是挺原始的，而刺激神經元的任務就更加艱巨了。是不是想說，就這點能耐，還想實現《攻殼機動隊》裡的科技？別急，讓我們看看現在有哪些牛逼的科技突破，提前領略一下未來腦機介面的發展趨勢。
首先，哈佛大學化學教授Charles Lieber帶領的實驗室成功研製出一種叫“神經蕾絲” 的網狀腦機介面（額。。。蕾絲。。。）
它本質上是一個超細的電極網，可以被捲進針筒裡直接注射到大腦皮層，然後在大腦裡舒展開來，獲取信號。神經蕾絲的材料比親神經電極更特別。親神經電極只是暫時穿上迷彩服、不久就可能暴露，而神經蕾絲索性和腦細胞們的同夥（一個叫腳手架蛋白的哥們兒）長得一模一樣。所以腦細胞直接把它當成自己人，長期與它融為一體，理論上不產生排斥反應。
實驗中，蕾絲在小白鼠大腦裡堅持了整整5周後才出現問題，而假以時日，研究者們認為這個技術很有希望在不久的將來安全長期地為人類服務，説明抵消帕金森病和中風引起的症狀。
而另一種聽上去更有科幻色彩的技術也同樣有很大潛能----“神經灰塵”。
神經灰塵有三個主要部件：
超聲波收發器：附著在腦殼上，負責發射並接受超聲波
信號中轉站：附著在大腦皮層上，負責把接收到的超聲波傳到超聲波收發器
小方塊：最關鍵的部分，直接附著在神經元上。其實就是一堆微小的正方體，大概是你頭髮的一半寬。
超聲波收發器把超聲波發射給小方塊；小方塊把一部分收到的超聲波轉化為電能給自己使用，然後把剩下的超聲波反射到信號中轉站；信號中轉站再把超聲波傳回給超聲波收發器。
小方塊會根據神經元的活動改變發射回去的超聲波的能量，然後超聲波收發器會根據超聲波的能量變化得知神經元的活動。
隨著這些技術的成熟，我們不久就能解鎖越來越多的醫療、遊戲、教育的新體驗。你可能覺得這些變化遙不可及，怎麼說也是十幾百年以後的的事兒了。但是，從歷史的進程來看，科技的發展總比常人想像的快得多，而且這個發展速度正以指數形式增長。如果你現在是高中、大學牲的話，我打賭，有生之年你會目睹一個一個曾經的夢變成現實。曾經困擾人類的問題將不再是問題，或許到那時我們需要考慮的就是別的問題了。
最後引用一下傀儡師的名言——“人類本身就出在不斷變化之中，希望保持自我的“我執”一直在限制你……我連接在一個龐大的網路上，我自身只是其中的一小部分。對尚未接觸體驗到的你而言，也許只能感知其為一道光芒。吾等均曾束於一隅，故需彼此比鄰而連，我們一切的集合體，雖只依附於些微的機能，但現在是時候衝破捆綁我們的藩籬枷鎖，升入更高層的構造。”
參考資料：
Wait but Why大神的Neuralink博文https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.htmlJia Liu團隊的Syringe-injectable Electronics論文：http://www.nature.com/nnano/journal/v10/n7/full/nnano.2015.115.html?foxtrotcallback=trueDongjin Seo團隊的Neural Dust論文：https://arxiv.org/abs/1307.2196Kurzweil大神的博文：http://www.kurzweilai.net/neural-dust-brain-implants-could-revolutionize-brain-machine-interfaces-and-large-scale-data-recordingIEEE 關於Neural Dust的報導：https://spectrum.ieee.org/biomedical/devices/4-steps-to-turn-neural-dust-into-a-medical-realityNautilus關於Neural Lace的報導：http://nautil.us/blog/with-this-neural-lace-brain-implant-we-can-stay-as-smart-as-ai果殼網的神文：http://www.guokr.com/article/441840/其他新聞報導：https://actu.epfl.ch/news/neuroprosthetics-for-paralysis-an-new-implant-on-t/https://futurism.com/neuroreality-the-new-reality-is-coming-and-its-a-brain-computer-interface/https://www.technocracy.news/index.php/2016/08/04/neural-dust-will-connect-humans-machines/
編輯：小賽
使用仿生眼讓盲人恢復最基本的視力：
這些都屬於腦機介面的研究範疇。本質上，腦機介面做的是兩件事：
衡量腦機介面的效果有三個重要的指標：
1.神經元數量：能同時記錄並刺激多少神經元？
2.清晰度：能記錄多少細節？
清晰度分兩種：
空間清晰度：哪些神經元發射信號？
時間清晰度：神經元什麼時候發射了信號？
這就像竊聽一樣，要想瞭解隔壁老王在幹嘛，你得聽清楚誰在什麼時候講了什麼話（或者發出了什麼奇怪的聲音）。
3.侵入性：需要動手術才能使用嗎？如果需要，多大的手術？
還是用竊聽打比方，你是用碗隔著牆聽，捅破窗戶紙聽，還是躲在通風口裡聽？躲在通風口裡聽得當然清楚，但容易被發現；隔著牆雖聽不太清楚，但非常隱蔽，畢竟安全第一。同理，侵入式的腦機介面直接插入大腦的灰質（神經元的聚集區），所以獲取的資訊品質特別高，清晰度爆表，但很容易發生感染甚至腦損傷。
最完美的腦機介面，當然是三項指標統統滿級；但目前的科技必須在這三項中做出權衡。下面咱們就以這三個指標為基準，盤點一下腦機介面相關科技的現狀吧。
黑科技一：fMRI（functional magnetic resonance imaging，功能性磁共振成像）
神經元數量：99分。可以同時掃描整個大腦的神經元。
清晰度：空間清晰度40分，時間清晰度1分。
侵入性：非侵入式
這個fMRI算是一種記錄大腦活動的工具。大腦活動需要血液提供的氧氣，哪個部位越活躍需要的血液就越多。血液把氧氣給神經元之後會變得有磁性，會像個小磁鐵一樣扭曲磁場。所以，我們看到哪裡磁場有彎曲，哪裡就有神經活動。這就是fMRI運作的原理。
fMRI就像一個3D照相機，每秒給大腦拍一張照片。在這個機器的眼裡，大腦被分割成了一百萬個小立方體，每個立方體就是一個圖元。
一百萬圖元，聽上去好像很多，但是神經元實在太小了，平均每個圖元有幾萬個神經元，還遠遠達不到精確定位神經元信號的程度。時間清晰度就更不用說了，一秒鐘的間隔在神經元尺度上，跟一個世紀差不多。
黑科技二：腦電圖，又名EEG
神經元數量：90分
清晰度：空間清晰度5分，時間清晰度75分
侵入性：非侵入式
這玩意就是貼在腦袋上的電極網，瞬間收集腦袋子裡神經元溝通時產生的電信號。EEG收集的資料長這樣：
這個神器還是相當好使的。目前，科學家們用EEG來判斷麻醉狀態，追蹤睡眠模式，診斷疾病等等。但是，因為骨頭不導電，顱骨的阻礙會讓EEG獲取的資訊精確度大打折扣。更不幸的是，每個EEG電極都只能記錄上百萬個神經元的大致活動，並不能告訴我們到底是哪些個具體的神經元在搞事情。
如果把腦子比作一個足球場，神經元比作觀眾，我們需要的電信號比作觀眾的吼聲，那EEG就是球場外隔著外牆安置的麥克風。你能聽到人群在歡呼，也許可以猜到球進了；中場休息或點球時，你也能聽到一些比較明顯的聲音變化；如果有啥不正常的事情發生，你通常也能探測得到。但到底是球迷裸奔還是裁判黑哨，你就只能靠蒙了。
fMRI和EEG是最普遍的兩種非侵入式腦機介面。侵入式的技術也有兩個代表：一個是比EEG更狠的親兄弟腦皮層電圖（ECoG），另一個是極其簡單粗暴的插入式電極。
黑科技三：腦皮層電圖(ECoG)
神經元數量：90分
清晰度：空間清晰度10分，時間清晰度85分
侵入性：侵入式
腦皮層電圖跟EEG差不多，都是電極網；只不過腦皮層電圖直接把電極網塞在腦殼的下面，大腦的表面；就像是把那些足球場外的麥克風安置在球場內。這樣你不僅能聽到的更清楚的聲音，也能更好分辨到底是哪塊區域裡的觀眾在說話。
和所有侵入型技術一樣，腦皮層電圖依賴於“親神經電極”，顧名思義就是一種和神經親得像一家人的電極。這種電極被一種特殊的、摩擦係數極低的“潤滑劑”材料包裹，減輕電極對腦細胞的損傷。同時，親神經電極裡的神經生長因數還會誘騙神經細胞像藤蔓一樣在電極周圍生長、最終覆蓋電極，以暫時掩蓋自己的外來者身份。親神經電極可以較長期的留在腦子裡，持續給研究員提供資訊。但即便如此，它引起免疫反應風險依舊比較高，而且還需要動大手術。
黑科技四：插入式電極（又名，阿姆斯壯迴旋加速噴氣式腦機介面）
神經元數量：1分
清晰度：空間清晰度35分，時間清晰度95分
侵入性：呵呵
插入式電極與一枚硬幣的大小比較
插入式技術就是像針灸一樣把又尖又細的矽質電極戳進腦殼，收集電極周圍所有神經元的信號。這項技術就像是一根麥克風吊在足球場裡的一小群人上方，在狹小的區域內收集最精確的資訊。不過，正常人真的不會想腦子上插一堆針走來走去吧。。。
以上是傳統記錄大腦資訊的技術，說實話還是挺原始的，而刺激神經元的任務就更加艱巨了。是不是想說，就這點能耐，還想實現《攻殼機動隊》裡的科技？別急，讓我們看看現在有哪些牛逼的科技突破，提前領略一下未來腦機介面的發展趨勢。
首先，哈佛大學化學教授Charles Lieber帶領的實驗室成功研製出一種叫“神經蕾絲” 的網狀腦機介面（額。。。蕾絲。。。）
它本質上是一個超細的電極網，可以被捲進針筒裡直接注射到大腦皮層，然後在大腦裡舒展開來，獲取信號。神經蕾絲的材料比親神經電極更特別。親神經電極只是暫時穿上迷彩服、不久就可能暴露，而神經蕾絲索性和腦細胞們的同夥（一個叫腳手架蛋白的哥們兒）長得一模一樣。所以腦細胞直接把它當成自己人，長期與它融為一體，理論上不產生排斥反應。
實驗中，蕾絲在小白鼠大腦裡堅持了整整5周後才出現問題，而假以時日，研究者們認為這個技術很有希望在不久的將來安全長期地為人類服務，説明抵消帕金森病和中風引起的症狀。
而另一種聽上去更有科幻色彩的技術也同樣有很大潛能----“神經灰塵”。
神經灰塵有三個主要部件：
超聲波收發器：附著在腦殼上，負責發射並接受超聲波
信號中轉站：附著在大腦皮層上，負責把接收到的超聲波傳到超聲波收發器
小方塊：最關鍵的部分，直接附著在神經元上。其實就是一堆微小的正方體，大概是你頭髮的一半寬。
超聲波收發器把超聲波發射給小方塊；小方塊把一部分收到的超聲波轉化為電能給自己使用，然後把剩下的超聲波反射到信號中轉站；信號中轉站再把超聲波傳回給超聲波收發器。
小方塊會根據神經元的活動改變發射回去的超聲波的能量，然後超聲波收發器會根據超聲波的能量變化得知神經元的活動。
隨著這些技術的成熟，我們不久就能解鎖越來越多的醫療、遊戲、教育的新體驗。你可能覺得這些變化遙不可及，怎麼說也是十幾百年以後的的事兒了。但是，從歷史的進程來看，科技的發展總比常人想像的快得多，而且這個發展速度正以指數形式增長。如果你現在是高中、大學牲的話，我打賭，有生之年你會目睹一個一個曾經的夢變成現實。曾經困擾人類的問題將不再是問題，或許到那時我們需要考慮的就是別的問題了。
最後引用一下傀儡師的名言——“人類本身就出在不斷變化之中，希望保持自我的“我執”一直在限制你……我連接在一個龐大的網路上，我自身只是其中的一小部分。對尚未接觸體驗到的你而言，也許只能感知其為一道光芒。吾等均曾束於一隅，故需彼此比鄰而連，我們一切的集合體，雖只依附於些微的機能，但現在是時候衝破捆綁我們的藩籬枷鎖，升入更高層的構造。”
參考資料：
Wait but Why大神的Neuralink博文https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.htmlJia Liu團隊的Syringe-injectable Electronics論文：http://www.nature.com/nnano/journal/v10/n7/full/nnano.2015.115.html?foxtrotcallback=trueDongjin Seo團隊的Neural Dust論文：https://arxiv.org/abs/1307.2196Kurzweil大神的博文：http://www.kurzweilai.net/neural-dust-brain-implants-could-revolutionize-brain-machine-interfaces-and-large-scale-data-recordingIEEE 關於Neural Dust的報導：https://spectrum.ieee.org/biomedical/devices/4-steps-to-turn-neural-dust-into-a-medical-realityNautilus關於Neural Lace的報導：http://nautil.us/blog/with-this-neural-lace-brain-implant-we-can-stay-as-smart-as-ai果殼網的神文：http://www.guokr.com/article/441840/其他新聞報導：https://actu.epfl.ch/news/neuroprosthetics-for-paralysis-an-new-implant-on-t/https://futurism.com/neuroreality-the-new-reality-is-coming-and-its-a-brain-computer-interface/https://www.technocracy.news/index.php/2016/08/04/neural-dust-will-connect-humans-machines/
編輯：小賽