【正版】脑机革命9787572257391

第1章 大脑，一切精妙而复杂的“衍生故事”的开端

大脑相对论

一切都是大脑的投射

第2章 登上进化的舞台：对内最佳布局，对外高度连接

大脑是一台“有机计算机”

人脑进化简史

第3章 信息与大脑：生命的意义在于消耗能量，从而使信息嵌入有机生物

能量耗散成为知识

大脑初始的三维结构

第4章 大脑的动态之能

大脑，我们神秘的造物主

神经元五大生理学原理，心智抽象的基础

第5章 大脑相对论：大脑如何工作以及为何它不能被复制

人类大脑为每个人“雕刻”出自我意识，也“雕刻”

出宇宙

橡胶手错觉实验

无法被任何机器模拟的机器

第6章  为什么真正的万物创造者不是一台机器

大脑是真正的创造者，而不是相反

图灵测试，所有混乱的开始

大脑，是一个不断涌现的复杂自适应系统

人的心智活动不能被简化为运行算法的数字系统

第7章 脑联网，人类社会行为之源

将 3 个独立大脑同时连到一台计算机上

用于运动控制的共享式脑机接口

“乘客”和“观察员”

神秘的镜像神经元

脑联网的 4 个机制

第8章 以大脑为中心，重塑我们的宇宙观

令人难以置信的美和力量

宇宙创造了大脑，大脑重建了宇宙

第9章 用空间、时间与数学构建一个宇宙

时间，一种彻底改变世界运行方式的新秩序感

语言，历史和计时这对双胞胎的母亲

空间，从定义、扩展到重塑

物理革命，让空间的范围爆炸好几个数量级

引力波，让宇宙发生连续的弯曲与折叠

宇宙中的一切都是人类大脑的造物

多模态校准，给予每个人对外部世界的共识模式

第10章  数学的肖像是一张人脸，追寻数学的真正起源

上帝是数学家？我们才是！

“数感”的能力是天生的

量子力学

我们所有人的宇宙

第11章 抽象是所有科学理论的基础

脑联网，人类大脑极易成为心智抽象的猎物

电子媒介让我们与全人类密切相关

相比于大规模失业，失去生而为人的特质更可怕

将掌控权交给机器，人类智能将退化为人工智能

结语 湮灭 Vs. 不朽，真正万物创造者的最终选择

后记 创造宇宙，我们唯一可能的物质现实的表达

致 谢

2007年，当我的祖国巴西正式成为 2014年国际足联世界杯（下文简称世界杯）的主办国时，我萌生了一个想法：向全世界观众介绍现代脑科学研究的前沿技术，并展示这项技术在改善人类生活方面的巨大作用。经过5年的筹备，我希望将一段科学演示放到世界杯开幕式的舞台上。我想借此告诉所有人，一个“奇迹”正逐渐变得触手可及。全世界有数百万因严重脊髓损伤而瘫痪的患者，随着科技的发展和对人脑基本运作方式的新的重大认知，神经科学家们离一个伟大的目标越来越近了，那就是帮助这些患者重获行动能力。

在我设计的这段演示中，一位因脊髓损伤导致胸部以下完全瘫痪的巴西年轻人将为世界杯开出第一球。开幕式负责人听到这个宛如天方夜谭的计划后，当即问出了每个人都会提出的问题：“可是，截瘫的人怎么踢出这一脚呢？”我的回答让他更加困惑了：“通过大脑直接控制的下肢机械外骨骼。”我不慌不忙地说。

出人意料的是，主办方竟同意了我的设想。

现在，难题到了我手上：我需要将它变为现实。

为此，我筹建了一个非营利性国际科学联盟：“重新行走项目”（Walk Again Project）。在短短几个月内，几十名来自 25 个国家的工程师、神经科学家、机器人和计算机专家、物理治疗师、康复护理师和技术人员加入了这个项目。接下来的18个月是我人生中最疯狂的一段时光，对于这个项目中的其他人来说可能也是如此。2013年11月，8名来自巴西的患者报名成为重新行走项目的志愿者，这是一群虽瘫痪在床，但心怀信念、意志顽强的人。此后的6个月，他们每天都按照一套独特的流程进行训练：最开始时，他们需要想象自己移动双腿，如常行走。这个过程被称作运动想象。在之后的训练中，脑机接口仪器将记录他们的脑电活动并进行解码，得到的信息将被传输到下肢机械外骨骼。给患肢套上外骨骼，志愿者便可以通过运动想象，用意念控制自己的“机械腿”。

这一天终于来了。2014年6月12日下午3点33分，在这个凉爽的南半球冬日下午，朱利亚诺·平托（Juliano Pinto）（见图 0-1）努力挺直了躯干。他是重新行走项目的志愿者之一，在一个崭新的机械座舱的支撑下，紧张地站在这片平整的绿草地的一角。此时的球场上有6.5万名观众，而屏幕前有12亿世界各地的观众。平托在他们的注视下，静静地等待创造历史的时刻降临。

在这个决定命运的冬日下午，我和24名重新行走项目的成员就站在平托身后1米远的地方。象征着“吹响世界杯号角”的足球已经放在了他的右脚前。为了让世界看清平托身上的外骨骼是怎样运作的，我们在他身上贴了两条LED灯带，从头盔连接到机械腿的底端。当外骨骼启动时，灯带将一闪一闪地发出耀眼的蓝光。

我们准备好了！

平托已在轮椅上生活了近10年，他心中所有无处倾泻的能量、无从排解的痛苦和无法触碰的希望也已经积攒了10年之久，而它们将在这一瞬间随着他右腿的运动全部释放。仅仅6个月前，平托做梦也想不到自己这辈子还能完成这个简单的动作。在他的大脑产生包含着运动指令的电信号后，连接外骨骼的计算机将他的想法翻译成机械腿的运动序列。在那一刻，从头盔开始沿着整条机械腿一直延伸至脚踝的LED灯带闪烁的蓝光快速变换为绿光和黄光。

时间仿佛停止了。在这令人难以忘怀的1秒钟之内，在平托的身体和外骨骼的平衡系统的共同作用下，他的身体重心移动到了左脚上。然后，在机械金属外壳的轻轻带动下，他抬起右腿，摆出了纯正巴西式脚法的架势。抬到最高点时，平托的身体微微前倾，做好了全部准备，即将踢出这有史以来最令人难以置信的一脚。

接着，随着平托的右脚撞击足球，足球轻柔地从边缘滚落到红木平台。他正站在这个平台上，像10年前那样挺拔地站着。他发出了响亮的、来自内心深处的呐喊，这是一声用无数汗水换来的呐喊。平托攥紧了拳头，在巴西灰色的天空下挥舞着，肆意庆祝着他的“进球”。这时才回过神来的我们感到无比震撼，一件了不起的事情刚刚发生了！我们跑向平托，将他团团抱住。这恐怕是世界杯史上参与庆祝的博士人数最多的一次了。在拥抱和亲吻中，我们的泪水与平托的泪水交织在一起，他高声喊道：“我感觉到了球！我感觉到了球！”这个简单的句子深刻地概括了刚才发生的一切。

更多的惊喜还在前方。根据重新行走项目的临床方案，患者需要定期进行神经检查。这一开始仅仅是出于学术探究的目的，毕竟这些患者已经瘫痪多年，且受伤部位以下的身体失去了全部知觉。这些年中，患者们的临床状态不曾发生变化，因此，我们预计神经检查中也不会出现不一样的结果。然而有一天，一名女性患者告诉我们的物理治疗师，她在海边度周末时，她的双腿14年来竟第一次感受到了阳光的炽热。我们开始怀疑有一些不同寻常的事情正在发生。

人类终将被机器人取代奴役？“脑机接口”先驱米格尔·尼科莱利斯借助进化生物学、神经生物学、人工智能等多个领域的研究，给出了否定的答案：机器永远无法/超越人类“脑联网”。

人类“脑联网”有创造万物之力，也有毁灭自身之能。

如果人脑长期满足于社交媒体等数字系统带来的愉悦感，开始依赖它们来理解世界时，人脑的结构就会发生改变，创造力、同理心等人类特质也会逐渐丧失。人类不是被人工智能取代，而是自己主动沦为智慧平庸的“数字僵尸”。是让人工智能为人类所用，还是成为人工智能的“同类”？我们是时候做出选择了。