[BCI]Neuralink 与大脑的神奇未来-读书笔记

文章目录

Neuralink 与大脑的神奇未来
- 第一部分：人类巨像
- 第二部分：大脑
- - 爬行脑：
  - 边缘系统：
  - 皮质
- 第三部分：脑机接口

Neuralink 与大脑的神奇未来

英文原版：Neuralink and the Brain’s Magical Future
中文翻译版-ONES Piece 翻译计划：Neuralink 与大脑的神奇未来

Part 1: The Human Colossus 人类的巨像
Part 2: The Brain 大脑
Part 3: Brain-Machine Interfaces 脑机接口
Part 4: Neuralink’s Challenge Neuralink 的挑战
Part 5: The Wizard Era 巫师时代
Part 6: The Great Merger 大融合

第一部分：人类巨像

按照生物进化的轴线

来自水母：世界上第一种神经系统-神经网
来自扁形虫：世界上第一个中枢神经系统
来自青蛙：爬行脑 reptilian brain 控制心跳动作等
来自哺乳动物：边缘系统 limbic system 拥有爱、愤怒和恐惧
来自类人猿：新皮质（neocortex）可以思考
公元前10万年早期人类发明语言，这是一个突破性的发展
公元前5万年，人类已经可以使用完整、复杂的语言进行交流了。
语言加速了代际协作协作，集体智慧
大型部落形成大型知识库
大于在5-6000年前人类开始写东西，因为知识仅靠记忆难以维持
发明印刷术，知识跨越国界
随着大规模共同能力的提升，人类开始变得越来越像一个有机体-它的大脑是人类的集体知识库，每个人的大脑是它体内的一条神经或一条肌肉纤维-人类巨像（Human Colossus）诞生
在 90 年代初期，我们教会了数百万台独立的机器大脑如何互相沟通。于是，它们形成了一个全球范围的计算机网络，一个新的巨人——计算机巨像诞生了。
脑机接口也只是一根比较粗壮的树枝——它还不是树干本身。如果要真正理解脑机接口及其工作原理，我们得从理解大脑入手。学会大脑的运作方式才是我们的树干

爬行脑，英文为 reptilian brain，是由保罗·D·麦克莱恩提出的三重脑理论的其中一个结构，是爬行动物与哺乳动物共享的大脑最高级部分，其余两个结构分别为边缘系统和新皮质

第二部分：大脑

人类的头部构造就像是一个俄罗斯套娃。头部最外层是头发，头发下面是头皮，然后你以为接下来就到颅骨了——但其实中间还有大概 19 层东西才到颅骨。颅骨和大脑之间分别又有硬脑膜（dura mater）、蛛网膜（arachnoid mater）、软脑膜（pia mater）
我们对大脑的理解，就如同在 16 世纪初人类对整个世界地图的了解一样。-克里希纳·谢诺伊（Krishna Shenoy）教授
如果人类大脑真的有那么容易理解，那么拥有这种简单大脑的我们也是不能理解大脑的。-神经科学家莫兰·瑟夫（Moran Cerf）
在进化过程中，最先出现的是爬行脑，后来的哺乳动物以此为基础发展出了第二重脑部结构，最后人类的出现完善了第三重脑部结构。

爬行脑：

包括脑干（和小脑）是我们大脑中最古老的一部分

延髓：延髓（medulla oblongata）唯一想的事情就是让你不要死。它负责控制一些非自主的活动，比如心跳、呼吸和血压，另外如果它认为你中毒了，它就会让你呕吐，干的都是些吃力不讨好的活。
脑桥：脑桥 (pons) 的工作非常零碎。它负责吞咽、膀胱控制、面部表情、咀嚼、唾液分泌、眼泪分泌和姿势保持等工作——基本上就是看心情什么都做点。
中脑：中脑 (midbrain) 的工作甚至要比脑桥更零碎，它负责的工作包括视觉、听觉、运动控制、警觉、体温控制等各种其他大脑部位也在做的事情。
小脑：这个看起来有点怪，像是大脑阴囊一样的东西就是你的小脑 (cerebellum)。小脑负责让你保持平衡、手脚协调和正常行走

边缘系统：

边缘系统是一个生存系统，一个笼统的说法是，当你在做一些动物如猫狗也会做的事情时，如进食、交配、战斗、躲避或者逃离可怕的东西，就是边缘系统在幕后操控。
边缘系统还控制着你的情绪，而情绪归根到底也是生存的需要——它们是更高级的生存机制，对于生活在复杂社会结构中的动物来说必不可少
学会控制边缘系统是人类成熟的象征，同时也是人类最核心的斗争。这并不是说如果没有边缘系统我们会活得更好——边缘系统是我们之所以为人类的一半原因，我们生命中的大部分乐趣都与情绪或者动物本能欲望的满足有关——只是边缘系统并不知道你生活在一个文明社会，如果你过于放任它的话，它很快就会毁掉你的生活。
杏仁体：杏仁体（amygdala）可以说是大脑中负面情绪的集中地。它负责焦虑、悲伤、还有我们对恐惧的反应。大脑有两个杏仁体，奇怪的是左边的杏仁体表现更加乐观一些，除了通常的负面情绪之外，它有时也会产生愉悦的情绪，而右边的那个就一直处于心情不好的状态。
海马体：海马体（hippocampus，顾名思义，因为它看起来像一只海马）就像是记忆的速写板。顺行性遗忘症（anterograde amnesia）是由海马体受损所导致的。阿兹海默症的病发就从海马体开始，然后才慢慢扩散到大脑的其他部分，这也是为什么阿兹海默症患者会先开始变得健忘，随后才出现其他一系列的严重症状。
丘脑：丘脑（thalamus）位于大脑的中心，它就像是感官系统的中间人，它负责接收来自感觉器官的信息，然后再将其传输到大脑皮层进行处理。

皮质

新哺乳动物脑：皮质（cortex），它又名「cerebral cortex」、「neocortex」、「cerebrum」和「pallium」。

皮质几乎无所不能——它负责处理听觉、视觉及感觉信息，同时还掌管着语言、运动、思考、计划、性格等诸多方面。
额叶：额叶（frontal lobe）负责你的性格，以及一系列我们认为跟「思考」有关的东西，包括推理、规划和执行等功能。
大部分思考行为都发生在额叶前端叫做前额皮质（prefrontal cortex）的部位——这是在你大脑中的智者。
额叶还负责你身体的运动。额叶顶部的前回是你的「主要运动皮质」（primary motor cortex）。
顶叶：顶叶（parietal lobe）负责的一项功能是触觉控制，其中最主要是「主要体觉皮质」（primary somatosensory cortex）的作用，它就在主要运动皮质的后面。
颞叶：颞叶（Temporal lobe）负责储存你的大部分记忆。另外因为它就在你的的耳朵旁边，所以它也是听觉皮质（auditory cortex）所在的位置。
枕叶：枕叶 (Occipatal lobe)位于后脑勺的位置，它几乎被完全用于处理视觉信息。
皮质只占大脑最外层的 2 毫米——也就相当于一个硬币的厚度——表层下面的空间基本上是各种神经组织的复杂连结。
因为皮质非常薄，所以它的生长是通过增加表面积来实现的——它会形成很多皱褶（包括向下延伸到左右半球之间空隙里面），这样你就能在不增加太多大脑容量的前提下得到超过三倍的大脑表面积。
神经元都是构成大脑和神经系统，以及它们内部的巨大沟通网络的核心单位。
神经网络：神经元能够在化学上、结构上、甚至是功能上改变自己，根据外部世界不断优化大脑的神经网络，这种现象就叫做神经可塑性（neuroplasticity）
巨大神经网络是由大脑内部的大约 1000 亿个神经元构成的——这个数量与银河系的恒星数量相仿，或者说是全球人口的十几倍。其中有 150 到 200 亿的神经元位于皮质，剩下的神经元都在大脑的低级部位（令人意外的是，小脑的神经元数量是皮质的三倍有余）。

保罗·梅洛拉（Paul Merolla）:

从解剖学的角度来看，视觉皮质拥有精美的功能和结构。它确实就是一张对应周围环境的地图，当某物体出现在你的视野中某个空间位置时，视觉皮质上代表这一空间位置的一小块区域就会被点亮。
当物体移动时，这个亮点也会随着物体的轨迹产生相应的移动，这几乎就像是把现实世界的直角坐标系套进了视觉皮质的极坐标系里面。如果你看到了现实世界中的某一个点，你可以从视网膜、丘脑，一路追踪到视觉皮质上这个点对应的位置。

第三部分：脑机接口

全脑接口是脑机接口在一个理想世界中的样子。这是一个非常超前的概念，你大脑中几乎所有的神经元都能够与外界顺畅沟通。这个概念大致建立在伊恩·班克斯的《文明》系列科幻小说中「神经织网」（Neural Lace）这个想法上——一个没有重量、没有体积能够通过意念传送到大脑的全脑接口。
脑机接口可以有很多不同的种类，用于提供各种多种功能。但是每个研究脑机接口的人都在努力解决下面的两个问题：1）如何从大脑中输出正确的信息？2）如何将正确的信息输入到大脑？（如何记录神经元的信号，如何用信号刺激神经元）

。。未完待续

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