运动机能障碍

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自然杂志神经技术的发展要优先考虑四个 [复制链接]

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编者按:随着神经技术的快速发展,我们正走向另一个世界。在这个世界里,人们可以破译人的心理过程,直接操纵他们的意图、情感和作出决定等背后的大脑机制;在这个世界里,个人可以通过思维直接与他人交流;强大的计算系统直接与人的大脑相连,帮助他们更好地与世界互动,使他们的精神和身体机能得到极大的增强。这些进步可能会彻底改变许多疾病的治疗方法,并给人们带来更好的体验。但也可能加剧社会不平等,为企业、黑客、政府或其他任何人提供利用和操纵他人的新方法。《自然》杂志最近刊登了一篇文章,呈现出了学者们对这一未来场景的忧虑,针对这一现象,学者们提出了四点建议,希望能够利用神经技术来造福人类。文章由36氪编译。

想象一下这样的场景:

一个已经瘫痪的人参加了一个脑机接口(BCI)的试验。他可以通过一台与他大脑中经过训练的芯片相连接的电脑,来解释其大脑活动所产生的神经活动,并通过计算机生成指令来移动机械臂。有一天,他对试验团队的成果感到非常沮丧。然后,当他控制机械手臂从一个研究助理手中接过一个杯子时,伤害了这个助手。为什么会这样?是设备出现了故障?还是他自己的情绪也起到了一定的作用?

虽然场景是假设的,但它呈现出了社会可能会面临的一些挑战。

目前,脑机接口技术的研究主要集中在治疗效果上,比如帮助脊髓损伤者等执行相对简单的运动任务——移动电脑光标或控制电动轮椅。此外,研究人员也已经可以从功能磁共振成像扫描中来对一个人的神经活动进行简单解读——即他正在思考一个人,而不是一辆汽车。

脑机接口技术和其他神经技术成为我们日常生活的一部分,可能只需要数年甚至几十年。但技术的发展意味着,我们正走向另一个世界。在这个世界里,人们可以破译人的心理过程,直接操纵他们的意图、情感和作出决定等背后的大脑机制;在这个世界里,个人可以通过思维直接与他人交流;强大的计算系统直接与人的大脑相连,帮助他们更好地与世界互动,使他们的精神和身体机能得到极大的增强。

这些进步可能会彻底改变许多疾病的治疗方法,从脑损伤、瘫痪到癫痫和精神分裂症,并给人们带来更好的体验。但也可能加剧社会不平等,为企业、黑客、政府或其他任何人提供利用和操纵他人的新方法。同样,它也可能会深刻地改变人类的一些核心特征:私人的精神生活、个人的代理和对个人作为被其身体约束的实体的理解。

现在,考虑这项技术发展带来的潜在后果是至关重要的。我们认为,现有的道德准则不足以应对这样的未来,为了解决这一空缺的问题,我们在此列出与以下四个方面有关的建议:

隐私和用户协议;代理和身份验证;平等与制约;以及偏见。

不同的国家和不同宗教、不同种族和不同社会经济背景的人将会有不同的需求和不同的未来。因此,各国政府必须设立自己的审议机构,来决定如何将这些指导原则转化为政策,包括具体的法律法规。

智能投资

一些投资者正押注于神经科学和人工智能之间的相互作用。今年,包括Kernel和埃隆马斯克(ElonMusk)创办的公司Neuralink在内的全球十多家相关公司都在投资研发能够“读取”人类大脑活动和“将神经信息写入大脑”的设备。我们估计,目前以营利为目的的行业在神经技术方面的支出已经达到每年1亿美元,而且还在快速增长。来自其他行业的投资也相当可观。自年以来,仅在美国的“大脑计划”下,就有超过5亿美元的联邦资金投入到神经技术的发展中。

当前的能力已经令人印象深刻。一位因肌萎缩侧索硬化症(ALS,也被称为LouGehrig或运动神经元疾病)瘫痪的神经科学家,借助脑机接口技术来运行他的实验室,编写拨款申请,并发送电子邮件。与此同时,北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的研究人员发现,三只植入电极的猴子可以构成一个“大脑网”,协同工作。如果信号能通过互联网无线传输,这些设备可以在数千公里范围内工作。

很快,这些粗糙的设备就能刺激和读取几十个神经元的活动,这将会是一件意外的事情。今年早些时候,美国国防高级研究计划局(DARPA)启动了一个名为“神经工程系统设计”的项目。它的目标是在4年内开发出一种无线的用于人类大脑的设备,并获得美国食品和药物管理局的批准,它能同时监测万个电极的大脑活动,并选择性地刺激多达10万个神经元。

与此同时,谷歌、IBM、微软、Facebook、苹果以及众多创业公司正在打造更加复杂的人工神经网络,这些人工神经网络在具有明确输入和输出功能的任务上已经超越了人类。

例如,去年,西雅图华盛顿大学的研究人员证明,谷歌的FaceNet系统可以识别出一百万个人脸。今年8月,微软宣布,在某些指标中,其识别会话语音的神经网络,与受过专业训练的专业人士的能力相媲美。利用脑电图(EEG)数据,德国弗莱堡大学的研究人员在7月展示了神经网络如何被用于解码与规划相关的大脑活动,从而控制机器人。

如果未来的神经网络如果能更好地理解真实的神经网络,肯定会比这些例子更有说服力。目前使用的人工神经网络,受到了50多年前大脑回路模型的启发,这些模型建立在对单个神经元进行麻醉的记录的基础上。在今天的神经科学实验室里,研究人员可以通过光学方法、计算、分子工程和微电子学的进步,来监测和操纵在醒着的动物中成千上万个神经元的活动。

我们已经与我们的机器紧密相连。谷歌的研究人员今年计算出,普通用户每年触摸手机的次数接近一百万次(未发布的数据)。人类的大脑控制着听觉和视觉系统来破译声音和图像,并指挥四肢来控制和操纵我们的电子设备。然而,神经技术和人工智能领域的发展融合将带来质的不同——即人们的大脑能绕过大脑和身体的正常运动功能,与机器智能的直接连接。

四个

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