[BCI]Neuralink 與大腦的神奇未來-讀書筆記

文章目錄

• • Neuralink 與大腦的神奇未來
  • • 第一部分：人類巨像
    • 第二部分：大腦
    • • 爬行腦：
      • 邊緣系統：
      • 皮質
    • 第三部分：腦機接口

Neuralink 與大腦的神奇未來

英文原版：Neuralink and the Brain’s Magical Future

中文翻譯版-ONES Piece 翻譯計劃：Neuralink 與大腦的神奇未來

Part 1: The Human Colossus 人類的巨像

Part 2: The Brain 大腦

Part 3: Brain-Machine Interfaces 腦機接口

Part 4: Neuralink’s Challenge Neuralink 的挑戰

Part 5: The Wizard Era 巫師時代

Part 6: The Great Merger 大融合

第一部分：人類巨像

按照生物進化的軸線

1. 來自水母：世界上第一種神經系統-神經網
2. 來自扁形蟲：世界上第一個中樞神經系統
3. 來自青蛙：爬行腦 reptilian brain 控制心跳動作等
4. 來自哺乳動物：邊緣系統 limbic system 擁有愛、憤怒和恐懼
5. 來自類人猿：新皮質（neocortex）可以思考
6. 公元前10萬年 早期人類發明語言，這是一個突破性的發展
7. 公元前5萬年，人類已經可以使用完整、複雜的語言進行交流了。
8. 語言加速了代際協作協作，集體智慧
9. 大型部落形成大型知識庫
10. 大于在5-6000年前人類開始寫東西，因為知識僅靠記憶難以維持
11. 發明印刷術，知識跨越國界
12. 随着大規模共同能力的提升，人類開始變得越來越像一個有機體-它的大腦是人類的集體知識庫，每個人的大腦是它體内的一條神經或一條肌肉纖維-人類巨像（Human Colossus）誕生
13. 在 90 年代初期，我們教會了數百萬台獨立的機器大腦如何互相溝通。于是，它們形成了一個全球範圍的計算機網絡，一個新的巨人——計算機巨像誕生了。
14. 腦機接口也隻是一根比較粗壯的樹枝——它還不是樹幹本身。如果要真正了解腦機接口及其工作原理，我們得從了解大腦入手。學會大腦的運作方式才是我們的樹幹

爬行腦，英文為 reptilian brain，是由保羅·D·麥克萊恩提出的三重腦理論的其中一個結構，是爬行動物與哺乳動物共享的大腦最進階部分，其餘兩個結構分别為邊緣系統和新皮質

第二部分：大腦

1. 人類的頭部構造就像是一個俄羅斯套娃。頭部最外層是頭發，頭發下面是頭皮，然後你以為接下來就到顱骨了——但其實中間還有大概 19 層東西才到顱骨。 顱骨和大腦之間分别又有硬腦膜（dura mater）、蛛網膜（arachnoid mater）、軟腦膜（pia mater）
2. 我們對大腦的了解，就如同在 16 世紀初人類對整個世界地圖的了解一樣。-克裡希納·謝諾伊（Krishna Shenoy）教授
3. 如果人類大腦真的有那麼容易了解，那麼擁有這種簡單大腦的我們也是不能了解大腦的。-神經科學家莫蘭·瑟夫（Moran Cerf）
4. 在進化過程中，最先出現的是爬行腦，後來的哺乳動物以此為基礎發展出了第二重腦部結構，最後人類的出現完善了第三重腦部結構。

爬行腦：

包括腦幹（和小腦）是我們大腦中最古老的一部分

1. 延髓：延髓（medulla oblongata）唯一想的事情就是讓你不要死。它負責控制一些非自主的活動，比如心跳、呼吸和血壓，另外如果它認為你中毒了，它就會讓你嘔吐，幹的都是些吃力不讨好的活。
2. 腦橋：腦橋 (pons) 的工作非常零碎。它負責吞咽、膀胱控制、面部表情、咀嚼、唾液分泌、眼淚分泌和姿勢保持等工作——基本上就是看心情什麼都做點。
3. 中腦：中腦 (midbrain) 的工作甚至要比腦橋更零碎，它負責的工作包括視覺、聽覺、運動控制、警覺、體溫控制等各種其他大腦部位也在做的事情。
4. 小腦：這個看起來有點怪，像是大腦陰囊一樣的東西就是你的小腦 (cerebellum)。小腦負責讓你保持平衡、手腳協調和正常行走

邊緣系統：

1. 邊緣系統是一個生存系統，一個籠統的說法是，當你在做一些動物如貓狗也會做的事情時，如進食、交配、戰鬥、躲避或者逃離可怕的東西，就是邊緣系統在幕後操控。
2. 邊緣系統還控制着你的情緒，而情緒歸根到底也是生存的需要——它們是更進階的生存機制，對于生活在複雜社會結構中的動物來說必不可少
3. 學會控制邊緣系統是人類成熟的象征，同時也是人類最核心的鬥争。這并不是說如果沒有邊緣系統我們會活得更好——邊緣系統是我們之是以為人類的一半原因，我們生命中的大部分樂趣都與情緒或者動物本能欲望的滿足有關——隻是邊緣系統并不知道你生活在一個文明社會，如果你過于放任它的話，它很快就會毀掉你的生活。
4. 杏仁體：杏仁體（amygdala）可以說是大腦中負面情緒的集中地。它負責焦慮、悲傷、還有我們對恐懼的反應。大腦有兩個杏仁體，奇怪的是左邊的杏仁體表現更加樂觀一些，除了通常的負面情緒之外，它有時也會産生愉悅的情緒，而右邊的那個就一直處于心情不好的狀态。
5. 海馬體：海馬體（hippocampus，顧名思義，因為它看起來像一隻海馬）就像是記憶的速寫闆。順行性遺忘症（anterograde amnesia）是由海馬體受損所導緻的。阿茲海默症的病發就從海馬體開始，然後才慢慢擴散到大腦的其他部分，這也是為什麼阿茲海默症患者會先開始變得健忘，随後才出現其他一系列的嚴重症狀。
6. 丘腦：丘腦（thalamus）位于大腦的中心，它就像是感官系統的中間人，它負責接收來自感覺器官的資訊，然後再将其傳輸到大腦皮層進行處理。

皮質

新哺乳動物腦：皮質（cortex），它又名「cerebral cortex」、「neocortex」、「cerebrum」和「pallium」。

1. 皮質幾乎無所不能——它負責處理聽覺、視覺及感覺資訊，同時還掌管着語言、運動、思考、計劃、性格等諸多方面。
2. 額葉：額葉（frontal lobe）負責你的性格，以及一系列我們認為跟「思考」有關的東西，包括推理、規劃和執行等功能。
3. 大部分思考行為都發生在額葉前端叫做前額皮質（prefrontal cortex）的部位——這是在你大腦中的智者。
4. 額葉還負責你身體的運動。額葉頂部的前回是你的「主要運動皮質」（primary motor cortex）。
5. 頂葉：頂葉（parietal lobe）負責的一項功能是觸覺控制，其中最主要是 「 主要體覺皮質」（primary somatosensory cortex）的作用，它就在主要運動皮質的後面。
6. 颞葉：颞葉（Temporal lobe）負責儲存你的大部分記憶。另外因為它就在你的的耳朵旁邊，是以它也是聽覺皮質（auditory cortex）所在的位置。
7. 枕葉：枕葉 (Occipatal lobe)位于後腦勺的位置，它幾乎被完全用于處理視覺資訊。
8. 皮質隻占大腦最外層的 2 毫米——也就相當于一個硬币的厚度——表層下面的空間基本上是各種神經組織的複雜連結。
9. 因為皮質非常薄，是以它的生長是通過增加表面積來實作的——它會形成很多皺褶（包括向下延伸到左右半球之間空隙裡面），這樣你就能在不增加太多大腦容量的前提下得到超過三倍的大腦表面積。
10. 神經元都是構成大腦和神經系統，以及它們内部的巨大溝通網絡的核心機關。
11. 神經網絡：神經元能夠在化學上、結構上、甚至是功能上改變自己，根據外部世界不斷優化大腦的神經網絡，這種現象就叫做神經可塑性（neuroplasticity）
12. 巨大神經網絡是由大腦内部的大約 1000 億個神經元構成的——這個數量與銀河系的恒星數量相仿，或者說是全球人口的十幾倍。其中有 150 到 200 億的神經元位于皮質，剩下的神經元都在大腦的低級部位（令人意外的是，小腦的神經元數量是皮質的三倍有餘）。

保羅·梅洛拉（Paul Merolla）:

從解剖學的角度來看，視覺皮質擁有精美的功能和結構。它确實就是一張對應周圍環境的地圖，當某物體出現在你的視野中某個空間位置時，視覺皮質上代表這一空間位置的一小塊區域就會被點亮。

當物體移動時，這個亮點也會随着物體的軌迹産生相應的移動，這幾乎就像是把現實世界的直角坐标系套進了視覺皮質的極坐标系裡面。如果你看到了現實世界中的某一個點，你可以從視網膜、丘腦，一路追蹤到視覺皮質上這個點對應的位置。

第三部分：腦機接口

1. 全腦接口是腦機接口在一個理想世界中的樣子。這是一個非常超前的概念，你大腦中幾乎所有的神經元都能夠與外界順暢溝通。這個概念大緻建立在伊恩·班克斯的《文明》系列科幻小說中「神經織網」（Neural Lace）這個想法上——一個沒有重量、沒有體積能夠通過意念傳送到大腦的全腦接口。
2. 腦機接口可以有很多不同的種類，用于提供各種多種功能。但是每個研究腦機接口的人都在努力解決下面的兩個問題：1）如何從大腦中輸出正确的資訊？2）如何将正确的資訊輸入到大腦？（如何記錄神經元的信号，如何用信号刺激神經元）

。。未完待續