腦機接口，已經是最近最熱門的科技熱點了，因為埃隆馬斯克的炒作和推動（炒作說的是他本人并不懂技術，宣傳中有了很多夸大和不實之詞，推動說的是因為他的炒作和帶動，有了更多的資金進入了這個領域，實際上起到了對這個技術實現的推動作用），也因為大家希望能夠獲得更長久的生命或者更好更豐富的生命表現形式，換而言之就是人類想要得到永生。

本文分為幾個部分：

1、有創接入，直連模式

2、無創接入，感應模式

3、腦神經元接入與分析

4、Neuralink的做法與現狀

5、朋友圈評論

6、外部肌體較長時間接入的一個例子

7、他人的分析

8、幾個相關原理

閱讀本文需要一段時間，不過，相對較為容易理解，基本上有初中的物理化學知識和生物學知識就可以閱讀了。

首先我們從埃隆馬斯克推動的就是腦機接口切入，這也是大家最容易想到的一種實現方式：

1、有創接入，直連模式

為什么要在有創接入后面加一個直接連接模式呢？

因為如果是后面提到的無創接入，是不考慮或者沒有辦法做電路信號的直連的，畢竟隔著頭皮和骨頭。有創接入的優勢就在于可以直連，也許能獲得更強更準確的信號信息，進行讀取或者交互（交互是一個存疑的點，為什么存疑，就是因為寫入的目標無法確定）。

可以說，隨著當代科技的發展，我們在很多地方看到了所謂腦機接口的表現形式，諸如這些

還有這樣的（因為大家認為腦部的不同區域有著不同的作用和功能，于是就需要從不同的區域進行讀取，但是，科學驗證當一部分腦部發育不完善的時候，其他部分有可能會更強大一些而取代部分這個發育不完善的腦部原有的部分或者全部功能，所以，這真的是一個超級復雜甚至有可能是這個宇宙中最復雜的有機體，沒有之一）：

于是電影里面我們可以看到這樣的：

這是頭上的接口，外面要用頭皮和頭發覆蓋。

然后看看芯片：

嗯，這是電影《終結者外傳Sara前傳》第二季第一集中的截圖，芯片來自 Cameron的芯片，Cameron是TOK715型機器人，被認為是T-888的改良版本。以它為例，就是因為這是一種大家都相對比較認可的腦機接口的實現方式，雖然Cameron是機器人，但是，其主要數據都存儲在這個芯片里，腦部主要是從這個芯片獲取數據信息然后按照定義好的邏輯執行推進，完成她機器人的指令目標，甚至超指令目標（也就是超越指令以外的高層次的目標——電視劇編劇的需要，實現上未必不可能，但是一定是相當于類似彩蛋做法或者隱藏功能做法的特殊指令集才能達到這樣的效果，實際上從劇本上來看，這個概率是很低的，天網skynet不可能自己寫入這樣的程序，反人類的人類程序員在這里并沒有看到任何反抗天網的意愿因此還不可能提前進行這樣的程序預設，關于機器人殺人的事情，青潤曾經在過去的一篇文字中進行過相關的分析，如果有必要，后續還會寫一篇進行補充，可能用到的標題就是：能夠主動犯錯的機器人如何實現）。

這些都是有創接入方式，而所有的有創模式都沒有直接說明里面是如何連接腦神經細胞的，于是有了一些是使用很細的電線，也有一些其他的連接方式。

對于生命體來說，有創方式必須要考慮生命體自身的修復機制，以及神經系統和排異反應等問題。關于這幾個點后面會做一些科普性的介紹說明，以幫助更多的朋友了解為什么是這樣的，為什么需要這樣。

除了有創接入模式以外，其實還有一種方式，就是無創的接入方式，通過無線電信號的獲取捕捉腦電波并發送對應頻率的信息獲取與大腦腦電波之間的互動和干擾來取得交互，這也是科學界和產業界一直在推進的一種形態：

2、無創接入，感應模式

感應模式，也就是感應連接模式，或者說所有的無創接入模式，都是通過信號感應來實現讀取，這里面涉及到的就是法拉第的電磁感應原理，甚至更多的進行交互的，當然，經過了幾十年的研究，也僅僅是讀取，而寫入基本上還處于夢想階段，雖然有些科學家進行了一些寫入操作，但是也都僅僅是基于表象的淺層操作，短信號一發出就結束的方式，沒有長連接的實現，畢竟是腦部神經系統，長連接什么時候可以實現，目前還是個未知數。

具體的比如我們可以看到下面這些表現形式：

還有這樣的：

以及這樣的：

可是，深入思考一下會發現，這些可能都不靠譜，上面的很多都是一個一個的傳感單元，用此來獲取腦電波的各種信息，而這樣獲取的信息應該是所有腦電波的綜合波形，而不是一個一個具體的腦電波的信息，腦電波中的所有信息綜合起來的波形，其中被去除的干擾項，應該而不是有可能，就是一個一個的小的獨立的腦電波信息，而不是什么所謂的干擾項，因為腦細胞本身的復雜性加上腦電波的多樣性和繁冗性，使得我們無法簡單的通過一個波形來確定這樣的腦波代表著什么樣的行為，而人類的任何一個行為或者感受也都是伴隨著很多的人體行為以及思考并行的，比如說，青潤的多個發明都是在走路鍛煉身體的過程中產生并定下來的，走路的時候，四肢的動作，加上眼睛看到的內容，而大腦里卻在思考一個乃至十幾個需要思考的問題，每一個問題又伴隨著幾十個甚至上百個可行性以及需要解決的問題，任意一個時刻，腦電波里面的電路信息都是復雜多樣，甚至都無法用復雜來形容的復雜才能說明這個東西的復雜性。當這個問題得到階段性解決的時候，青潤會打開手機，進行錄音，描述確定下來的信息過程，然后看一下佩戴的運動手表記錄的心率、步行姿態和數據，確定是否要立刻回去進行整理還是繼續運動思考后面的問題，而繼續運動思考后面問題的過程中偶爾還是會想到前面這個問題，對其進行一些再次思考和彌補，修訂其中可能又會出現的被發現的新的此前思考不足的問題——這句話很拗口，不過，確實是復雜性的表現之一。

3、腦神經元接入與分析

我們先來看一個谷歌AI自動重構3D大腦的最高精度繪制神經元的動圖：

青潤認為：腦神經元電波的反應有可能會是這個世界上唯一沒有無效干擾信息的自干擾信號復雜系統。

也就是說，里面的每一個擾動應該都是有效的信息，而不是無用的信息，而且是多個信息的互相疊加，如果要精確解讀，那么每一條信息都必須分離出來，必須解析清楚，只有到這個時候，腦機接口才是真正可以接近實用階段的產品。當然，有人會說可以同步進行，是的，是可以同步進行，但是，空中樓閣一定會有人吹其多么好，卻因為其搶占了更多的資源而讓基礎不得不延遲更久一些（這個對比，應該都能看懂吧）。

腦電波神經元的反應有可能會是這個世界上唯一沒有無效干擾信息的自干擾信號系統，也就是說，里面的每一個擾動應該都是有效的信息，而不是無用的信息，必須分離出來，必須解析清楚，只有到這個時候，腦機接口才是真正可以接近實用階段的產品。

而在信號讀取中，腦電波的每一個波動都會是多個信號載體的疊加，要從這里面把所有的信號都有效的剝離出來，至少目前還沒有看到有效的操作原理方面的可能。

所以，所有的科學家在研究的時候，都是先把復雜問題簡單化，簡化為動一動手指，動一動眼球，聽到某一個簡單具體的聲音后，看腦電波的變化來捕捉差異。這都需要反復大量的數據信息的采集和不斷地反復驗證，因為絕對是一個超長投入周期，甚至幾十年仍然不可能有有效成果出現的產品方向。

于是也有了一些小的成果，比如幫助行動障礙人士，完成對輪椅的行動控制：

另外還有通過大腦活動來進行人體四肢操作的實驗探索：

上面這些功能到目前為止仍然處于測試階段，應該還沒有能夠全面實用化，可見腦電波數據的讀取，哪怕僅僅是一個對人類很簡單的前進后退轉向的動作，都何其復雜。

（另外，注意一下，以上操作都是腦電波信號讀取，不涉及到寫入的問題。）

也基于對此的考慮，青潤曾經批評過埃隆馬斯克，因為他不太懂技術，因此，他的很多產品設想是因為技術積累到了這個階段才能得到實現，如果他再早五年來提出此前他已經成功的這些技術構想，他一定是一個失敗者，而不是現在這樣的世界首富之一，也不會被稱為硅谷鋼鐵俠——關于這個觀點，有朋友贊同，也有朋友不反對（其實就是未必贊同了），極少有朋友直接提出質疑，畢竟，歷史是不能假設的。

歷史雖然不能假設，但是歷史是可以驗證的，因為很多成功者的想法，并不是只有他一個人能想到，往往在他之前也有很多人想到過，只是最后失敗了。具體的例子這里不多舉了，其實是可以查詢到不少信息的，但是大部分人估計沒有什么興趣了解，也和本文有些偏差，畢竟本文主要是介紹腦機接口的科普，而不是介紹埃隆馬斯克其他技術的形態，有時間將來可以在其他文字中進行一些分析，當然，都允許質疑。

4、Neuralink的做法與現狀

現實中Neuralink就在這樣做：

最近又出來了新聞：

經過在老鼠和豬的腦部實驗，而且僅僅是簡單的進食操作的少量驗證，埃隆馬斯克就敢宣布一年內接入人腦，這確實是商業炒作的行為和手段了。一句話，埃隆馬斯克不是特斯拉，最多是愛迪生式的人物，甚至還不如愛迪生，愛迪生還要親自做一些實驗，而埃隆馬斯克只負責對外吹牛，沒見他親自參與過任何一個技術的測試推動。

基本上可以確定，Neuralink的方式就是下面這樣的：

據報道，https://tech.ifeng.com/c/7p37dD2MUhn

Neuralink所用神經蕾絲的寬度大約是 4 到 6 微米，是人類發絲直徑的四分之一，對大腦造成損傷的可能性較小，因此可以植入更深的腦區。此外，分布在 96 根神經蕾絲上的 3072 個電極還為大量數據的傳輸創造了可能，這也使得它更能推動人們對腦的理解和腦疾病的治療。Neuralink 還開發了一種每分鐘自動嵌入 6 根神經蕾絲的神經外科手術機器人，從而實現腦機接口連接。

而人的腦部神經元以及突起等組成部分的數據是這樣的：

神經元的胞體（soma）在于腦和脊髓的灰質及神經節內，其形態各異，常見的形態為星形、錐體形、梨形和圓球形狀等。胞體大小不一，直徑在5～150μm之間。胞體是神經元的代謝和營養中心。

神經原纖維（neurofibril）：在神經細胞質內，存在著直徑約為2～3μm的絲狀纖維結構，在銀染的切片體本可清晰地顯示出呈棕黑色的絲狀結構，此即為神經原纖維，在核周體內交織成網，并向樹突和軸突延伸，可達到突起的未消部位。在電鏡下觀察，神經原纖維是由神經絲甜神經微管集聚成束所構成。神經絲（neurofilament）或稱神經細絲，是直徑約為10nm細長的管狀結構，是中間絲的一種，但與 其他細胞內的中間絲有所不同。在電鏡高倍放大觀察。可見神經細絲是極微細的管狀結構，中間透明為管腔，管壁厚為3nm，其長度特長，多集聚成束。分散在胞質內，也延伸到神經元的突起中。神經絲的生理功能是參與神經元內的代謝產物和離子運輸流動的通路。神經微管（neurotubule）是直徑約25nm的細而長的圓形細管，管壁厚為5nm，可延伸到神經元的突起中，在胞質內與神經絲配列成束，交織成網。

此外，還有較短而分散的微絲。微絲（microfilament）是最細的絲狀結構，直徑約5nm，長短不等，集聚成束，交織成網，廣泛的分布在神經元的胞質和突起內，其主要功能具有收縮作用，適應神經元生理活動的形態改變。

樹突（dendrite）是從胞體發出的一至多個突起，呈放射狀。胞體起始部分較粗，經反復分支而變細，形如樹枝狀。樹突的結構與腦體相似，胞質內含有尼氏體，線粒體和平行排列的神經原纖維等，但無高爾基復合體。在特殊銀染標本上，樹突表面可見許多棘狀突起，長約0.5～1.0μm，粗約0.5～2.0μm，稱樹突棘（dendritic spine），是形成突觸的部位。一般電鏡下，樹突棘內含有數個扁平的囊泡稱棘器（spine apparatus）。樹突的分支和樹突棘可擴大神經元接受刺激的表面積。樹突具有接受刺激并將沖動傳入細胞體的功能。

軸突（axon）每個神經元只有一根胞體發出軸突的細胞 質部位多呈賀錐形，稱軸丘（axon hillock），其中沒有尼氏體，主要有神經原纖維分布。軸突自胞體伸出后，開始的一段，稱為起始段（initial segment），長約 15～25μm，通常較樹突細，粗細均一，表面光滑，分支較少，無髓鞘包卷。

可以看到，腦神經部分的連接基本上是微米到納米級別的，而我們最近都聽說了光刻機可以雕刻到幾納米級別的芯片，而納米級別的導線到現在還沒有出現。那我們怎么連接呢？于是有了一個新的概念：“神經蕾絲”（Neural Lace）。

其實“神經蕾絲”這個概念源于科幻小說家萊恩?班克斯（Iain Banks）的文學小說系列，班克斯是馬斯克最喜歡的科幻作家之一。在小說里，人們的大腦中通過“神經蕾絲”技術植入網狀物，從硬件上將人腦和計算機連接起來，讓它們直接通信。這樣人的大腦活動就類似于信息一樣可以上傳和下載。

Neural Lace大概的樣子是這樣的：

再深入放大一點可以看到這樣的：

可是，目前的線也只有4-6微米，距離納米還有1000倍的差別，如何用1000倍的粗線來獲取千分之一的信號源，同時這個信號源可能還是處于波動中的，并不是固定穩定的模式，并區分出來信號源中多個疊加信號，這個差距還是很大的，還有很長的路要走。

關于更多的“神經蕾絲”（Neural Lace）的介紹可以看下面這篇文字：

植入式腦機接口技術——現實中的“神經蕾絲”計劃 - yue li的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/26116728

5、朋友圈評論

隨后，青潤發表了朋友圈評論觀點

今天去截圖才發現有一個作評論的朋友把自己的評論刪除了，那我就復現一下，評論的大意是：照這樣說，解刨學和現代手術都是錯誤的。所以，他非常不認同我的觀點。

6、外部肌體較長時間接入的一個例子

我沒有單獨對他做回復評論，只是做了上面這樣一個評論，他欠缺生命科學方面的知識和認知，不懂得短時間創傷修復是為了讓整個肌體能夠更長久的更高質量的存活下去。而短時間的創傷，允許肌體自我修復，這樣也是對自然生命肌體機能的尊重。而這種接口屬于長時間的創傷，類似于很多癌癥患者晚期或者手術后掛的尿袋以及導流管：

這就是尿袋，前面的接頭是要接入身體的，去年青潤做了一個腎結核的經皮腎鏡手術，手術后，就掛了5天的這個，基本上每天要對創口進行重新檢查，消毒，保障不會發生外部侵入式感染，5天后摘下來的時候，還是噴出了大量血水。佩戴的圖我就不貼了，想了解的朋友在經過很多醫院手術區的時候都能看到這樣的病人。其實很痛苦，當然，這種頭部的硬鏈接，不會因為擺來擺去而痛苦，但是，卻會因為接觸神經系統太近，帶來更大的感染風險。

一句話，生命體機能是一個完整的機制保護自己，皮膚層是需要閉合的，如果被異物穿過，就會帶來很多問題，我們也可以看到很多大樹：

能不能存活，有時候真得是動物體和植物體也有很大的差別，但是即使能存活，其狀態也是可以看出來有多么的不自然。

到了這里，我們需要談到一個機制：

異物進入肌體時的吞噬機制

當有異物進入到有機體的時候，有機體會傾向于將異物包裹起來，吞噬消化掉，如果消化不掉就會形成珍珠這樣的東西，以避免對肌體的其他干擾。

一個最簡單的例子就是珍珠的形成過程：

異物進入生物機體后，生物機體的皮膚層會傾向于恢復原來的封閉狀態以保護肌體不會被外部的感染源而侵入，于是就會將無法排出的異物包裹起來，在珍珠貝里面就形成了珍珠，在人的大腦上如果要強行讓這個接口可以隨時對外連接，那就必須不斷地打破生物機體的這個機制，那就需要不斷地破壞來保障這個開口的穩定性，結果是什么，目前不敢想象。

7、他人的分析

寫到這里，基本上快要完結了，在看到這篇文字的第二天看到了一個科技資訊：

科技資訊：Musk對神經環路的解析干預難度估計不足

有些觀點雖然還是支持微創植入，但是，很少有人考慮長時間創傷帶來的后續影響問題，也許有人會說，科技的進展會解決這個問題的，但是，要知道科技的進展永遠是需要以尊重自然規律為基礎的，科技本身就是自然規律的表現形式之一而已。

還有去年斯坦福大學的一個采訪：

https://user.guancha.cn/main/content?id=188607

專訪斯坦福大學神經科學家：腦機接口只是看上去很美？

8、幾個相關原理

8.1、大自然的規律與人類的發展

大自然幾十億年的發展過程，宇宙已經138億年，這么多年其實都是宇宙規律在起作用，也可以稱之為自然規律，而這個規律里面就有著生存競爭與自然淘汰。

人類在不斷的發現宇宙的規則，從牛頓力學到量子力學，我們發現新的科學發現都是違背日常感知的，而實際上在量子力學之前，人類的科學發現基本上都是與日常感知相符合的。

比如，宇宙中速度最快的是光速，而宇宙誕生到現在只有138億年，而宇宙的直徑卻有930億光年，按照感知規律來說，既然最快是光速，那宇宙的直徑應該是138*2=276億光年才對，而現在確實是930億光年的直徑。

這么多年來，真正起作用的，就是這些自然規律或者說是宇宙規律，也就是我們上學時候或者讀書時候可以學到的各種公理、定理等等。

而這些公理定理里面就有著動物皮膚的自然愈合機制，這是一種生命體的自我保護機制。

8.2、動植物皮膚的自然愈合機制

2008年獲得諾貝爾生理學和醫學獎獲得者“哈拉爾德·楚爾·豪森”在對醫學理論的研究中發現，自愈是人體和其他生命體在遭遇外來侵害或出現內在變異等危害生命情況下，維持個體存活的一種生命現象，具有自發性、非依賴性和作用持續性等顯著特點，自愈過程基于其內在的自愈系統，以自愈力的表現方式，來排除外在或內在對人體和其他生命體的侵害，修復已經造成的損害，達成生命的延續。自愈并無是萬能的，每個人體質不同自愈能力也不同，它們是相輔相成的，醫學就是為了輔助機體自愈治療疾病為目的而存在的。

對于包括人類在內的高等級生物，自愈系統包含免疫系統、應激系統、修復系統（愈合和再生系統）、內分泌系統等若干個子系統，當其中任何一個子系統產生功能性、協調性障礙或者遭遇外來因素破壞，其他子系統的代償能力都不足以完全彌補，自愈系統所產生的自愈能力就必然會降低，從而在生物體征上顯現為病態或者亞健康狀態。自愈系統并非是萬能的，每個人體質不同自愈能力也不同，它們是相輔相成的，醫學就是為了輔助機體自愈治療疾病為目的而存在的。

皮膚的自我修復和完畢形態，就是這個自愈系統的一個子集，同時也是保護人體內部不受外部直接侵入的重要手段。

這個自愈的過程也是一種自我保護的機制，會伴隨著疼痛麻癢的感覺，而在自我保護的過程中，也是一個排異反應的過程。

8.3、排異反應原理

這個涉及到比較深的免疫學方面的知識，我也只能引用一些相關信息來做說明：

人體的免疫系統對各種致病因子有著非常完善的防御機制，能夠對細菌、病毒、異物、異體組織、人造材料等“異己成分”進行攻擊、破壞、清除，這種復雜的免疫學反應是人體非常重要的一種保護機制。移植排斥反應是影響移植物存活的主要因素之一。

移植排斥反應是非常復雜的免疫學現象，涉及細胞和抗體介導的多種免疫損傷機制，發生原因主要是受體和移植物的人類白細胞抗原HLA（human leucocyte antigen）不同。因此，供者與受者HLA的差異程度決定了排異反應的輕或重。除同卵雙生外，二個個體具有完全相同的HLA 系統的組織配型幾乎是不存在的，因此在供受者進行配型時，選擇HLA配型盡可能地接近的供者，是減少異體組織、器官移植后移植排斥反應的關鍵。

也就是說，任何嵌入到人體內的物質都會被認為是異物，都會產生排異反應，對異己成分進行攻擊破壞和清除是人體非常重要的保護機制。

這是一場百億年的自然選擇與兩百年的科技改造之間的對沖，一方面我們人類的改造要依托自然規律，另一方面我們要依據自然規律讓人類更加強大以適應更多變復雜的環境，僅僅通過優勝劣汰的方式人類的改變速度太慢了，當代科技已經可以加快這個變化了。這是一個指數級的上升的過程，速度會越來越快，但是，需要謹慎對待，因為有可能大過濾器就在眼前了，如果人類無法通過這個大過濾器，那就是整體的滅亡。

8.4、有創腦機接口的實操

真有人在自己的腦袋上做了這樣的實操，這是一個瘋狂的科學家，但是，我贊賞他。

“瘋狂”科學家菲爾·肯尼迪：為了研究“腦機接口”，他切開了自己大腦

https://36kr.com/p/1722359709697

原文鏈接：https://www.wired.com/2016/01/phil-kennedy-mind-control-computer/

36kr在2018年發表了上面這篇文章，大家可以過去看一下，最后的結果，很是悲劇。

當然，即使這是一個失敗的過程，也是人類很偉大的嘗試，畢竟人類是要加快自然選擇的速度中推進這一切的演進，但是這個過程中必然會有大量的失敗和風險存在，我向這位瘋狂的科學家致敬，這是真正得科研精神。

想起2006年我也曾經在1000瓦的紅外光照下實驗我們的戶外人臉識別設備的可靠性和有效性（2005年一月份，我所在的課題組曾經查到某國際標準網站上寫著20瓦以上的紅外光不建議對人直接照射，12瓦到20瓦之間的照射建議閉上眼睛，12瓦以下的紅外光可以直接對人照射，是安全范圍。于是，此后，那個實驗，只有我一個人在做），那是一個讓人回想起來就有點后悔的可怕經歷，因為我沒想到的是，實驗完成后不到半年我就辭職了，是因為前老板的言而無信。

9、總結

總之一句話，青潤更建議進行無創接入感應模式的腦機接口推動，不太建議有創接入的方式。

當然，也許未來科技會推翻青潤的這個想法，那真的需要免疫學的極大突破了。

其他的有關內容，有興趣的朋友可以回復，青潤來進行力所能及的分析。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的关于脑机接口该如何实现的考虑的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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