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《脑机革命》这本书以可观可感的方式，让每个对脑科学和类脑智能感兴趣的大众走近这个领域，让人们更多地了解脑机这一科技前沿目前在人们实际生活中的应用、未来可能的发展方向和商业趋势，以及政府、企业、个人如何迎接脑机革命时代的到来。
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| 內容簡介： |
畅想一下，如果你能用大脑来控制电脑……比如在电脑屏上打字，或者是用意识操控机械臂完成各种动作……这些电影大片描绘的科幻场景，现在看来已经是基于“脑机接口”的合理设想。
那么，脑机接口是什么？目前进展如何？实践中有哪些应用？它如何革新我们的思考、工作和生活方式？屡获大奖的发明家谭乐在书中讲述了脑机结合领域令人兴奋的新兴技术，包括无创性手术工具、大脑探测工具、大脑增强工具、可供医疗工作者使用的工具，以及消费者可用的工具。书中也分享了一些令人难以置信的真实故事，一些人的生活因为这些先进技术的发明而发生了改变。
这本书激情而不失科学地讲解了大脑增强技术可能给人类带来的影响和变革，还不失客观和冷静地提出了其可能带来的技术可及性、数据隐私、数据使用权、法律和伦理道德等一系列社会问题，有助于我们进一步了解大脑的运作方式，预见未来的无限可能性。
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| 關於作者： |
[澳]谭乐
在世界经济论坛神经技术和脑科学未来全球未来理事会任职。
在新兴的“脑机接口”领域，谭乐是公认的颇具影响力的先驱之一。她是一位发明家、企业家，在神经技术领域拥有多项专利，是硅谷神经信息科学公司EMOTIV的创始人兼首席执行官。她首创的“头戴式大脑装置”可以读取用户的脑电波，用意念控制虚拟物体。这一装置充分开发了人脑的力量，突破了我们认知界限，为改善人类健康、预防疾病开辟了新的途径。她的大胆创新也引领了人脑科技的未来。
2010年入选《快公司》影响力科技女性。2011年入选《福布斯》你需要知道的50位名人。2013年入选《国家地理》新兴探险家。自2009年来被世界经济论坛评为全球青年领袖。
她曾在多部纪录片中亮相，是一位备受追捧的演讲者，并在众多论坛上为女性领导者、企业家、技术创新者和思想领袖发表了数百篇主题演讲。她的TED演讲——“能读懂脑电波的耳机”和“我的移民故事”获得了数百万点播量。
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| 目錄：
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部分? 扩展人类潜能的心智改变工具?
章 “神经药房”开张营业：益智药、工具和游戏
——改善认知与心理健康
Siri，我的心理健康吗?
神经药房，游戏开场！
第二章 思维控制：脑电图技术、神经反馈和脑机接口
脑电图技术及其揭示的大脑秘密?
将神经科学研究成果带出实验室?
探究消费者的大脑?
利用脑电图技术重塑我们的大脑?
僧侣的脑电图?
脑电图、增强现实 / 虚拟现实、模拟宇航员和人文智能的飞跃?
第三章 连接未来的神经技术：用电磁干预和声波改变大脑
光晕效应?
用磁场为大脑增压?
治愈之声：医疗惊悚小说?
第四章 我是机器人：脑控仿生学
戴着假肢走路?
治疗竞赛?
战场上的仿生学?
简单的操作，猴子也能学会?
成本高昂的神经仿生学?
仿生学应用：不仅仅局限于医疗?
第五章 半机械人国家：植入式技术改变或增强我们的感官
色彩听觉技术
世界上个半机械人?
你何时会成为半机械人?
我们中的半机械人?
半机械人的诞生?
第六章 脑机革命：在细胞层面修复大脑的工具
脑部病变问题?
细胞层面大脑视图的革命性工具?
修复受损的脑电波?
可以抵消神经损伤的人工记忆假体?
将记忆移植到脑细胞?
干细胞移植能否创造新的脑细胞来替代受损的脑细胞
第七章 创造更聪明的人工智能：人脑和AI如何共存
大数据和人脑如何驱动 AI?
通过人工智能拥有永远年轻的大脑?
脑机革命的工具?
全民人工智能
对通用智能和人工智能安全的恐惧
人机结合的前景?
第二部分? 探索大脑增强时代的风险与伦理困境?
第八章 所有大脑都很珍贵：神经多样性为何可以成为
均衡器
正常得坚不可摧?
寻找新的正常标准?
新型智囊
从现在起?
所有人都很重要?
第九章 思维转变：塑造未来脑机革命的伦理和政策
神经伦理学问题?
展望未来?
终极心灵融合
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| 內容試閱：
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引 言
2017年的一天，天气晴朗，万里无云。在巴西的一条摩托车赛道上，罗德里戈·赫布纳·门德斯坐在一辆蓝色一级方程式赛车中，深吸一口气后，发动了引擎。一切就绪，周围引擎的轰鸣声已经笼罩了他的感官，他坐在驾驶座上，只等裁判一声令下。门德斯心情复杂，百感交集，他既兴奋又害怕，对接下来的赛程充满好奇，心脏剧烈跳动，似乎马上就要蹦出来了……这次比赛由巴西的广播网络公司环球电视网举办。作为巴西一家非营利性组织的首席执行官，门德斯为这一刻已经刻苦训练了好几个星期。
裁判一声哨响，门德斯猛踩油门，加速向前冲去。他来到个弯道，脑海里闪过一个念头：这是见证奇迹的时刻。他能平稳地控制住赛车吗？个弯道不算顺利，他冲到了赛道边缘，来了一个急转弯，才避免与其他车相撞。完成三圈的赛程后，他越过了终点线，激动不已。前方，迎风飘舞的格子旗在向他招手。
对任何一个有赛车梦的人来说，这都是一次激动人心的经历。这次比赛对门德斯来说更是非比寻常，可以说这是一项史无前例的壮举。
因为，他全程依靠自己的意念控制赛车完成了比赛。
门德斯这一年45岁。18岁时，门德斯在一次劫车案中被劫匪持枪打伤，从此四肢瘫痪，不能动弹。在这次比赛中，他驾驶的定制汽车既没有踏板，也没有方向盘，取而代之的是一个车载电脑，可以将思维指令转换成机械操作，而这一切都归功于一种脑电波（EEG）头盔——通过捕捉脑电波来驾驶汽车。当门德斯想加速时，其脑电波会告诉车载电脑要怎样做，电脑就会指示车辆加速。当门德斯想右转或左转时，电脑就会根据他的想法，将巨大的轮胎向他想去的那个方向倾斜。
门德斯的事迹很快便引起了轰动，这种技术为人类大脑的发展提供了新思路，对残疾人来说，更是意味着全新的可能。
时间快进几个月，世界各地年轻有为的科学家、首席执行官、政府领导人、知识分子和媒体工作者聚集在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯参加“全球青年领袖峰会”。作为一名女性发明家、技术企业家和首席执行官，我以全球青年领袖社区成员的身份参加了会议。该社区包括800多名来自各行各业的新兴领导者，他们富有创新能力、进取精神和较强的社会意识。晚餐时，圆桌对面一个坐着轮椅的男子引起了我的注意，他戴着一个头盔，虽然四肢残疾，但十分健谈。他离开后，坐在我旁边的一位女士俯身问我是否认识他，我摇了摇头。她告诉我，他就是用意念驾驶赛车并因此登上头版头条的门德斯，而这一切都归功于某种脑电波读取技术。
我听后立刻起身与一同用餐的朋友告别，急忙跑出大厅。门德斯正在接驳车站等车，我跑过去，告诉他我对他戴着的头盔很感兴趣。他看到我的姓名牌后笑了，兴高采烈地叫出了我的名字。
那一刻，我便知道我们之间有着某种特殊的联系。
在巴西的赛车场上用意念驾驶汽车时，门德斯头部佩戴的装置使用了我所就职的公司EMOTIV开发的脑电图技术。EMOTIV总部位于美国旧金山，但其开发团队已扩展到澳大利亚悉尼以及越南河内和胡志明市。我们开发该技术的动机之一就是帮助像门德斯这样的残疾人用其思想的力量克服身体上的缺陷。此外，我们还搭建了一个学术平台，来推动全球神经科学的研究，从而挖掘人类的大脑潜能。
小时候看《星球大战》时，我就深深沉迷于大脑科技，对人类不可预知的未来充满了好奇心和求知欲望。我清楚地记得电影中有这样一幕：训练球轰隆作响，绝地武士卢克·天行者挥舞绿刃光剑，试图使自己免受爆炸带来的伤害。但他对此并不擅长，他的导师欧比旺·克诺比提醒他“绝地武士可以感知流过身体的能量”。于是卢克戴上头盔，再次尝试，他告诉自己“不要束缚自己的意念，用意识去战胜眼前的困难”。当这位年轻的绝地武士抱怨头盔的防护罩会遮挡视线时，欧比旺对他说：“眼睛是会骗人的，跟着感觉走！”于是卢克将身体交由自己的思想掌控，终学会了预测训练球的移动。
在《星球大战：帝国反击战》中，卢克的X翼星际战斗机不幸坠毁，他和宇航技工机器人R2-D2、尤达大师一起被困在了沼泽底部。卢克对此绝望透顶，而个头不大却原力深厚的尤达则伸出他粗糙的手指缓缓指向沼泽，用意念将飞船从混浊的沼泽中抬了起来。“这怎么可能！”卢克感到惊讶万分。尤达回答说：“这就是你失败的原因。”直到那一刻，卢克才真正明白，只有完全相信自己的意念，才有可能激发自身的全部潜能。
这些电影中的场景使我对未来有了更多的期待，在未来世界中，这些看似不可能的事情（比如用思想控制物体）也许会变成现实。于是，我开始痴迷于将银幕上的科幻故事带到现实生活中，帮助人们创造更美好的生活。
我确信生活是可以通过这种方式来改变的，我和家人就有过这样的经历。
从难民到神经技术公司首席执行官
幼时的记忆中有这样一艘轮船：引擎轰鸣，富有节奏，船头劈开汹涌的波涛，行驶在广阔无垠的海面上。一艘21米高的拖船伪装成渔船，于凌晨3点离开越南海岸线，在漆黑的夜空下驶入中国南海。那是1981年，西贡沦陷6年后，越南战争结束了。当年我只有4岁。船上有150多人，包括我的母亲、祖母和妹妹。我们蜷缩在一起，努力压低身体，希望不被人发现。
船上所有的人都知道此次旅途危险重重——被抓获沦为阶下囚、发动机故障、遭遇暴风雨葬身海底……糟糕的是遇到海盗，船上的妇女和女童很可能会被强奸，其他人也会被活活打死。与大多数大人一样，母亲在身上藏了一小瓶毒药。她和祖母约定好，如果遇上海盗，我和妹妹先喝，剩下的留给她们。
我父亲没跟我们一起走，他留了下来，以防我们被抓获、遣返越南并被监禁的时候能照顾我们。如果几周后我们没被抓回越南，他计划再搭乘另一艘船去与我们会合。但我们不知道的是，父亲早已被越南官员逮捕，原因是他组织家人逃离和自己试图逃离越南。多年后，21岁的我以澳大利亚亲善大使的身份访问越南，才再次见到父亲，并从他口中得知了他的遭遇。原来，他被判入狱10年，曾自杀未遂，终刑满释放。他疾病缠身、身体残缺不全，只能苟且度过余生。
我不记得在航行中看见过海盗，但母亲说我们曾多次与海盗船擦肩而过——只因钢壳拖船船体坚硬难以攻破，海盗才没有采取行动。母亲说，轮船的引擎曾熄火长达6个小时，一次又一次启动失败，船上一片恐慌。这些我都不记得了，我只记得在海上航行了5天后“弹尽粮绝”的绝望。记得我曾长久凝视前方无尽的黑暗，直到出现像星星一样闪闪的亮光，那是一艘英国油轮，船员给了我们两个选择：，他们帮我们导航到马来西亚；第二，我们故意制造沉船事故并发送求救信号，这样他们才能合法地将我们带上船。
选择权落在了母亲身上，毕竟这次出逃是由我父亲组织的，船上的一切物资包括这艘船也是我们找来的，父亲还招募了导航员、船长和船员，并贿赂了官员，以确保万无一失。
母亲果断地做出了决定，选择了后者。随着拖船逐渐沉入海底，我们被吊到了油轮的甲板上。我们得救了！但并非每个人都活了下来，在运送过程中，一名年轻男子不幸跌入海中，没能活着踏上陆地。那次旅程危机重重，能够逃过一死实属万幸。我永远不会忘记英国船员递给我的那个苹果。我那时又饿又渴，苹果的味道在我每一个味蕾上爆发。从那以后，我再也没有吃到过那么香甜的苹果了。
在马来西亚难民营中待了3个月后，我们获得了政治难民的身份，可以在马来西亚的难民庇护所安顿下来，而我的家人却决定听从祖父生前的话，前往澳大利亚。“澳大利亚是一个土地广袤、充满活力的国家。”祖父曾这样跟我们说（他认为我们可以去做农民，在那里开始新的生活）。就这样，我们在富士贵区安顿了下来。这是墨尔本西部的一个工人阶级郊区，也是移民聚集区。我和祖母、母亲、妹妹4个人住在一间房子里，母亲、妹妹和我睡在一张床上。初到澳大利亚，我们一无所有：没有钱，不会英语，没有移民证，父亲也不在身边，但母亲下定决心要给我和妹妹更好的生活。与以往不同的是，这次她的世界没有被风险带来的恐惧笼罩，而是充满无限的可能性。
起初我很难看到这种可能性，因为亚洲移民的身份，我忍受了很多屈辱。在学校，吃素食三明治的同学嘲笑我自带的“臭烘烘的”亚洲式午餐，他们会冲着我喊“眯缝眼”——虽不常听到，但每次听起来都格外刺耳。有时我会看到墙上的一幅幅涂鸦：“亚洲佬滚回家！”回家？但家在哪里呢？我一直无法适应这里的生活，也找不到任何归属感，这一度让我非常痛苦。缺乏舒适圈使我不得不面对并学着拥抱不确定性，也正因为如此，我才有勇气去探索未来。
早年间，母亲干的都是体力活，每天天不亮就出门，两次轮班无缝衔接，每周工作6天以维持生计。尽管家境贫困，但她总是设法筹钱供我和妹妹学英语、数学和音乐。这就意味着我们要在其他方面省吃俭用。身上穿的衣服从来都是破旧的；上学时两双长袜叠在一起穿，为的是遮住袜子上的破洞；原本应该到膝盖的校服盖住了脚踝，因为一件校服要穿6年。尽管无法适应新生活，我却很喜欢学校，尤其是科学课和数学课，并可以完全沉浸其中。我对汽车和机器人兴趣浓厚，梦想着用思维操纵物体。在学校，教室就是我的实验室。
10年后，母亲在当地开了一个非营利性救护所，帮助其他难民在墨尔本安家落户。十几岁的时候，我开始在资源中心做志愿者，提供翻译服务，帮助移民寻找培训机会和与职业对应的工作。后来我进入法学院学习，开始为他们提供法律援助。
在法学院学习的后一年，我为社区提供的服务得到了认可，被授予1998年度澳大利亚青年奖。这个全国性奖项代表了极大的荣誉，使我成为众人瞩目的焦点。用“震惊”这个词描述我当时的心情毫不夸张。为什么是我？我心里想。往届获奖者都是奥林匹克运动员、成功的企业家，还有屡获殊荣的音乐家，而我只是来自富士贵区的一个移民子女，所做的也只是帮助其他像我这样的难民罢了。获得这一荣誉对我来说就像是把不会游泳的人扔进了泳池里。
获奖后，我的生活像是被分化成了两个平行世界：在个世界中，我是一个普通的学生，是工人阶级家庭的孩子，我甚至没有属于自己的房间，依旧跟母亲、妹妹挤在一张床上；而在第二个世界中，我在各大场合被众多成功人士称赞，还被邀请去我听都没听过的地方做演讲。个世界中的我是真实的，而在第二个世界中，我就像一个骗子，如同冒名顶替了别人的头衔一样。在那些盛大的活动中，除了微笑和附和任何人说的任何话外，我不知道自己应该做什么，我感到害怕，不知所措，我对那些协议一窍不通，甚至不知道怎么使用餐具。我告诉母亲我坚持不下去了，她却提醒我，当年我们登上那艘船出发时，她与现在的我年龄相仿，那时的她冒着生命危险带着我们来到未知的世界，对她来说，生活没得选，无论遇到什么困难都只能勇敢面对。她告诉我：“不用伪装，心里怎么想就怎么做。”
于是，我接受了所有邀请，但我不再一味微笑、附和别人，而是勇敢发声，呼吁大家关注青年失业、教育失衡问题，关注那些被边缘化、被剥夺权利的人们。结果，我受到越来越多高级别会议、智库、学校和俱乐部的邀请，我的声音开始被更多的人听到。我有机会认识了各种各样的人：职业运动员、音乐家、企业高管、杰出的科学家……他们在自己喜欢的领域做出了卓越贡献，生活中充满了无限可能。母亲一直告诉我，成为一名医生或者律师都意味着成功，因为这两种职业都能让我帮助他人并为社会做出积极贡献。对于这两种职业可以带来的经济利益，母亲只是暗示但从来没有明说。在医生和律师之间，我选择了后者（尽管我热爱科学），因为我看见血就会感到眩晕与不适。我从法学院毕业后便开始了自己的职业生涯，但律师并不适合我。随着眼界越来越开阔，遇到的种种挑战使我对成功有了新的看法。
我周围有很多人，他们以非常规的方式留下了自己的印记。几年后，我听从了内心的召唤，辞去工作，成了他们中的一员。在被抵押贷款或其他责任牢牢困在自己不想从事的职业中之前，我抓住了稍纵即逝的机会，放弃了原有的生活，选择重新开始。我还依稀记得自己鼓起勇气将这个决定告诉母亲时的情景。2000年，我作为特别访问者应英国高级专员公署和外国联邦办事处的邀请前往英国，母亲随我一同前去。我告诉她我要辞职，然后屏住呼吸等待她的反应。而母亲的话让我十分震惊，她说只要我的选择是遵从内心的，她无论如何都会支持我。
母亲的话仿佛一盏明灯，让我可以抛开顾虑，奋勇向前。我组建了一个团队，成员是我在旅途和演讲中结识的一群像我一样的人，在我们的字典里没有“不可能”。我租了一幢联排房屋，部分团队成员住在一起，开始投入工作。
一年来，我们一分钱也没有赚到，没钱交房租。为了不被赶出去，我从一个顾问那里借了5 000美元，每天晚上我都会煮一锅汤跟大家一起喝。那是技术繁荣的年代，我们集思广益，想为新信息时代做点贡献。我们经常苦苦探索，直到深夜，那时的大多数想法是疯狂的、不切实际的，但也不乏一些新颖的创意。2001年，我们取得了突破性进展，成为个在电视上推广短信投票的公司，我们开始在澳大利亚和东南亚开疆拓土，推广这项服务。2003年，短信投票业务正式出售，我再次来到人生的十字路口，但这次我有了选择的权利。我可以重复次创业的成功，在应用程序领域开发新的信息技术，或者回到过去，继续做一名律师，甚至回到更早的过去，做一名演讲者，为有需要的人发声。
但当我开始思考生命的意义时，我发现以上任何一条路都不尽如人意。我的目标始终是通过创新为社会带来积极的影响，改善世界的现况。我的家人为我的事业做出了巨大的牺牲，我的选择必须对得起他们的付出和无条件的支持。
一天晚上，我与朋友共进晚餐。我们谈论起大脑，以及大脑在人类体验中的核心地位和它所具有的各种令人难以置信的功能。对神经可塑性的研究揭示了改变大脑的可能性，挖掘这种可能性可以重塑自我和人类的思考过程，改善健康状况，延长寿命，增强我们与世界、与周围其他人互动的方式。那次谈话一直持续到深夜。
强化这个宇宙中强大、神秘的物体的功能到底存在多少可能性和挑战？在接下来的几个星期中，这个问题始终占据着我的大脑，而这恰恰是我人生的助推剂，我想亲身参与人类大脑的发展过程。艾伦·凯曾说：“预测未来的方法是创造未来。”
从此，我开始了自己的研发过程。
欢迎来到脑机革命时代
那天晚上与朋友的谈话激发了我的灵感，从那以后，我便一直从事大脑开发和大脑增强的研究。在过去的15年中，我屡获殊荣，在神经技术领域拥有多项专利。公司团队所研发的头戴式大脑装置被
4 000多个出版物引用，并在120多个国家和地区出售。门德斯凭借它实现了用意念驾驶赛车的壮举。毫无疑问，它正在利用人脑的力量来推动我们认知能力的发展，并且已被广泛应用于神经科学领域的研究，进一步加深了我们对大脑的理解，提高了疾病治愈能力。
这些研究成果和技术进步正在被神经技术专家、神经科学家和其他创新者应用，为迎接一个新时代的到来，我们称其为脑机革命时代。对于这个名字，我们需要好好理解，不然很可能误导下一代，要知道他们是在一个新技术层出不穷的时代成长起来的。脑机革命时代是一个无所不包的变革时代，我们使用和理解大脑的方式可能会永远改变它对人类的意义，无论我们是否积极参与，它都已经渗透到了我们的生活中。
人类大脑变化迅速，我们已经处于人类历史上一个重要的拐点——信念崩塌的悬崖峭壁边。这不仅体现在个人的思维和学习方式上，还体现在人与人之间的合作、交易往来和整个社会的发展上。世界经济论坛创始人兼主席克劳斯·施瓦布教授提出了“第四次工业革命”来定义如今这个物理、数字、生物诸领域高度融合的时代。 尽管我们无法预见这种融合将使整个社会发生怎样的巨大变革，但医疗、教育、交通、金融、安全、娱乐、媒体等领域翻天覆地的变化已是事实。例如，医学界已经应用人工智能（AI）和机器学习来帮助检测癌性肿瘤，无人驾驶汽车已经行驶在美国的高速公路上。
作为该领域的发明家和企业家，我知道我们所创造的东西给未来带来了希望，同时也带来了生理、心理和伦理方面的挑战。超级人脑拥有光明的发展前景，也暗藏潜在的危险，技术滥用的可能性永远存在。各级政府都需要制定有关政策，规范人工智能及其他大脑增强技术的发展，确保它们能发挥的社会效益。同时，各国必须有针对性地重新调整今后的教育系统、医疗保健系统、劳动法等，以应对这些技术带来的巨大影响。由神经学家、技术人员以及生物制药企业领导组成的世界经济论坛神经技术全球未来委员会致力于探究神经技术发展对个人以及行业、政府和社会的影响，我很荣幸能够成为其中的一员。我们一同探讨创新型治理模型，在降低风险的同时限度地普及技术发展的红利。
近一段时间，我暂停了手中的研发工作，环游世界，讲述自己把科幻世界变成现实的梦想。不久前，《国家地理》杂志和探索频道想找一个“懂行”且可以用通俗的语言介绍人脑未来发展的人，他们找到了我，让我在世界各地的会议上发表主题演讲，向著名的首席执行官、首席信息官、企业家、技术创新者和政府领导人介绍大脑增强技术的惊人进步。
尽管我经常在世界舞台上与重量级人物见面，但我永远没有忘记自己的根在哪里——我是一个在贫穷社区中长大的移民，这一点永远都不会改变。对于从事神经技术研究的人来说，没有哪一个时刻比现在更重要，因为我们不仅要捍卫明天的承诺，还要实现科技进步的普及化与民主化。正在改变世界的大脑增强工具可能导致更大的贫富差距，创造出神经科学的“精英”阶层。他们在商业和生活中有着明显的竞争优势，而这对其他人来说显然是不公平的。或者，这些工具可以充当一个均衡器，缩小社会差距，让所有人都可以享受超级计算机带来的便利。为了确保我的发明对人类大脑和整个社会的进步具有普遍的积极作用，我深感重任在肩。要对人脑未来的发展做出贡献有很多种方法，我选择设计一种低成本、易携带的方式来收集、分析和使用脑电图中的数据。脑电图是一种记录脑电波的工具。我希望将这项技术带出实验室，以供消费者、企业家和其他有需要的人使用。我们将加快创新的步伐，同时确保平等使用权，让更多人可以为世界发展做出贡献。
世界上有很多人无力购买先进技术产品，我下定决心要改变这一现状。我也了解到，大多数人永远没有机会参加国际会议，听取世界上伟大的神经科学家、科学工作者和创新人士的真知灼见。为了与大家分享我学到的知识，我将在这本书里向读者介绍大脑的未来。
人类对掌控大脑的渴望
有些人可能对“增强大脑”这一提法感到不安与焦虑，但提高脑力的企图并不是什么新鲜事，这是人性的重要组成部分。自20万年前智人诞生以来，我们一直苦苦探寻各种方法、发明各种工具将颅内的湿件（人脑）升级换代，比如能够帮助我们解决问题、提高工作效率的物理认知工具。这些工具扩展了我们的自然能力，使我们能做到很多以前不可能做到的事。语言、数字、科学、教育，这些都是我们为提高思维能力而开发的工具，在塑造和保护生存环境方面为我们提供了巨大优势。
但是，在不断变化的世界中，为我们指引方向的强大工具依旧是我们的大脑。地球上经过数十亿年的进化才有了现代人，尽管从基因学的角度来说，我们的进化从未停止，但这一进程却十分缓慢。我们适应自然的速度远远快于人类的进化速度，大脑机理让我们天生具备这个能力。人脑的认知机制使我们能够创造并应对现代世界。
这是我们重要的资产，是“自我”的所在地，也是所有人的个人世界的中心。我们的视觉、听觉和嗅觉都来自大脑，它将我们的感官数据收集起来，转换成现实的体验。大脑是人类认知的总阀门，但我们对它的了解却少之又少。而借助的影像技术，我们终于可以揭示人脑的一些奥秘了。大脑生来就是可以被改变的，这是到目前为止我所了解的所有与大脑相关的知识中令我感到惊讶的事。人脑平均重量只有三磅，但其中却蕴含着无限潜力。
几个世纪以来，医生和科学家普遍认为大脑是一个固定不变的实体。传统理论认为，人类成年之后头骨中的神经元、突触、灰质和白质就不能再被改变。而事实恰恰相反，大脑可以被改变，但只会越变越糟，比如：大脑一旦受伤就不可能完全康复；衰老会引起神经元死亡，这是无法逆转的过程；如果某人不幸患上了精神疾病，那么其余生都将与病魔相伴。这些观点认为，我们被一成不变的大脑控制着，一旦大脑受损，我们将再也无法逃脱被大脑俘虏并控制的命运。这是多么可怕的想法！
幸运的是，划时代的神经可塑性科学1有力地反驳了这些观点。目前，医学界和科学界普遍认为大脑是一个不断变化的实体，具有再布线、再编码和自我修复的能力。大脑的神经元就像热带雨林中的树木，可以伸展“枝叶”与其他神经元相连，并不断改变其内部神经网络。它不仅能调整自身以适应周围世界的变化，还能不断进行再布线、再组织，以适应我们使用大脑的方式。为了对一些重复进行的活动提供功能性支持，部分神经通路还会自主加强。但如果神经元没有在神经网络中“放电”和“布线”，即没有被相应的神经活动“使用”，其功能就会逐渐减弱直至神经元消失。这一过程意味着，大脑的确可以控制我们，但除此之外，我们也可以控制大脑。我们的思想、行动和外界环境会影响大脑神经元的连接方式，这是一个重大发现，用新兴技术有目的地改造大脑将不再是纸上谈兵。
到目前为止，尽管科学家已经对宇宙的奥秘了如指掌，但我们颅骨中这个三磅重的器官仍有很多未解之谜。我们的大脑中有1 000亿个神经元和数万亿个突触，它们的工作原理到底是什么样的，至今尚无权威解答。限制我们进一步探究人脑奥秘的障碍有以下几点。
，死者的大脑不会说话。解剖死者大脑，我们可以学到很多东西。自1994年以来，加州大学圣迭戈分校的神经解剖学专家雅各布·安内瑟就一直致力于大脑解剖学的研究。2009年，全球约40万人观看了安内瑟解剖著名失忆症患者“H. M.”大脑的过程。2 他一共制作了2 401个切片，尽管这些切片以一种全新的方式将神经元结构展现了出来，但它们依旧是死的脑组织细胞。就像城市的平面图一样，它描绘了道路的方向和建筑物的位置，但并不能告诉我们建筑物里的人在做什么，他们之间如何沟通合作，以及他们的行为动机。有关人脑的这一巨大谜团就是我们目前正在努力攻破的方向。
第二，图片并不能代表全部，而人类天生容易被图像吸引。大脑中约有30%的神经元用于形成视觉，而与触觉和听觉相关的神经元只占8%和3%。3 在探索大脑奥秘的过程中，我们一直试图用图像答疑解惑，原因就在于此。微型显微镜是16世纪90年代个大脑成像工具，可以以高放大倍率来查看脑组织。随后，大脑成像技术、磁共振成像（MRI）、正电子发射断层扫描（PET）、电子计算机断层扫描（CT）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）经历了漫长的发展过程。如今，一些试图探测大脑活动的现代成像工具，如功能性磁共振成像（fMRI），提供了大脑活动发生的时间和位置信息，却无法解释大脑活动发生的原因。没有原因，我们就无法真正解读大脑行为的驱动力，而对大脑这样不断进化的组织来说，驱动力是解释很多问题的关键。
第三，老鼠的大脑与人类的大脑有相似之处，也有区别。研究人员往往通过研究小鼠和果蝇的大脑来探究行为背后特定大脑区域和神经元的工作机理。近，有科学家团队运用人工智能技术观看并分析了40万只果蝇的2万个视频，视频中的果蝇进行了各种常规活动——飞行、行走、梳理毛发。4 但是，果蝇大脑只有10万个神经元，而人类大脑有近1 000亿个神经元，因此，通过研究果蝇那微小的大脑来推断人类行为的动因显然不靠谱。
于是，有科学家将目光投向了小鼠和大鼠。普林斯顿大学的神经学家承现峻领导的科研团队试图绘制人类大脑100万亿个神经连接的图谱，他称之为“连接组”。5 他在自己的著作《连接组：造就独一无二的你》中写道：“我们是我们的连接体（connectome）。”他认为这个极为复杂的神经网络承载着我们所有的记忆、才能和个性，“连接体”就是我们的本质。他将绘制大脑图谱的任务称为有史以来的挑战之一，预计需要几代人才能完成，而他需要完成的是一个比较轻量级的目标：绘制小鼠部分大脑的神经图谱。承现峻等研究人员认为，要研究人类大脑，啮齿类动物是替代品，因为其大脑结构和连通性与人脑非常相似。
即便如此，研究人员仍需依赖一些关键性假设，因为啮齿动物的大脑与人脑还是有很大不同的。比如，大鼠大脑的重量不足28克，其大脑皮层仅占大脑体积的31%，而人类大脑皮层占大脑总体积的77%。6大鼠约有2亿个神经元，小鼠约有7 500万个神经元，而人脑中的神经元则有近1 000亿个。此外，啮齿动物的大脑中有很大一部分结构对应它们的胡须系统，而人类并没有像老鼠和猫那样的
胡须。
第四，每个大脑都是独一无二的。人类大脑皮层的褶皱就像人类的指纹一样，每个人各不相同。地球上有75亿人，也就意味着有75亿个不同的大脑。然而迄今为止，绝大多数关于大脑的研究都以西方国家的受教育男性为对象，无论是在人类试验还是动物试验中，雌性动物都未得到充分代表。2017年，eNeuro杂志发表的一篇评论表明，针对雄性动物的脑部试验总量是雌性动物的6.7倍。7 此外，现有的神经科学研究几乎完全将非洲、南美洲和亚洲等地区的人们排除在外。来自这些地区的极少数研究表明，他们的大脑与西方人的大脑可能区别很大。为了使研究结果更具普遍性，研究人员需要扩大样本的地域覆盖范围，将更广泛的人种纳入研究体系。
尽管提高认知能力并不是什么新鲜事，但随着时间的推移，认知能力提高的幅度却一直在变化。更准确地说，至少从中世纪以来，认知能力提高的幅度就一直在加速变化。到了20世纪，我们有了更多的方式、更强的能力来增强人类器官的机能，这是史无前例的。在此期间，医疗事业也取得了飞速发展，残疾人使用的粗木假肢已逐步被复杂精密的机械假肢取代。电子计算机技术蓬勃发展，并且超越了其原始功能，人类可以完成越来越多以前难以想象的任务。在其他非物质领域，各种新的认知增强方法也应运而生，如各种心理治疗和分析流派以及创新式教育方法。认知增强定义了我们的
时代。
20世纪的发展是剧烈的、改天换地的，而21世纪即将发生的一系列变化只会更加惊人，而且这一切可能只需要几十年的时间。当我们试图将思想、机器和物质世界融合在一起时，人类能力的局限性将被彻底打破。尽管实现这种融合的方式很多，但令人兴奋的是它可以限度地挖掘人脑的潜力。借助更强大的工具，我们终于可以尝试揭开大脑的奥秘，进一步造福人类。
在“脑机革命”时代，我们将深入探究神经元和突触的工作机理，有目的地提高人脑的注意力、创造力和生产力——这些人脑增强技术将彻底改变我们学习、工作和医疗的方式。
《脑机革命》——你的脑机革命时代经验养成指南
在本书中，我将向你介绍大脑增强领域那些大胆的创新者和有远见的神经科学家，以及他们那些改变人们生活的发明。在世界各地的实验室中，研究人员利用技术将神经可塑性提升到了前所未有的水平，并开发出了一系列有望永久改变我们心理状态的新技术：代替心理医生工作的心理健康应用程序，可以将失去的记忆复原的人工海马体，能把你变成数学天才的颅内刺激法，让双腿残疾的人重新站起来的神经刺激技术与仿生骨骼肌，将知识数字化并存储在
1 000亿个神经元中的脑机接口……这些情景似乎只会在科幻小说中出现，但我喜欢将其称为“科学幻想”，而它们也即将变成实实在在的科学。一本书无法涵盖所有跟大脑相关的新兴技术，因此，我将着重介绍那些已经可用或即将推出的技术，以及那些具有重大变革性影响的技术。这本书所介绍的神经技术包括无创性手术工具、大脑探测工具、大脑更改工具、可供医疗工作者使用的其他工具以及消费者可用的工具。书中还探究了这些技术进步带来的潜在风险和伦理问题，比如技术可及性、数据隐私、数据使用权等。
部分包括七章，每一章介绍大脑科学领域的一项研究进展。这是从不可能变成可能的过程，描绘了未来人类发展的全景图。
章讲述了人类从化学领域寻找提高认知能力的探索过程，并介绍了一种研制的能调节大脑神经递质、提升大脑性能的神经药物。此外，这一章还介绍了“神经药房”的概念，它不仅包括传统制药概念中的药丸，还包括可以替代药物的数字技术。
第二章揭示了基于脑电图技术的头戴式大脑装置的奥秘，打开了新世界的大门，告诉读者这种“星球大战”式的思维控制方式将如何改变残疾人的生活，让他们突破身体限制，实现智能超越。
第三章着重介绍创新者如何利用电脉冲快速刺激大脑，以激发大脑潜力，增强大脑的功能。
第四章着眼于人体运动机能方面的突破性进展。机械假肢的应用使残疾人再次成为健全人，拥有完整的四肢。
第五章深入探究了大脑的内部结构，讨论了将人类改造成机器人的可能性。我们将拥有超人类的感知力，比如夜视能力、像狗一样敏锐的嗅觉、将大脑与笔记本电脑连接的能力等。
第六章揭示了大脑疾病可能带来的毁灭性打击，并介绍了在细胞层面修复受损大脑的突破性进展。
第七章探讨了人工智能与人脑之间的联系。我认为人工智能很可能会慢慢成为增强型人类机体的一部分，人类与人工智能是可以共存的，而不是一种“你死我亡”的关系。
本书第二部分分为两章，重点讨论大脑增强技术对伦理和社会经济的影响，深入探讨了企业领导者、技术创新者和个人应该如何正确利用这些技术。
第八章呼吁读者重视“神经技术”的平等问题，敦促从事大脑增强研究的创新者和发明家推广技术的民主化和覆盖范围，将社会差距控制在合理范围内。
第九章简单概括了我们应该采取的措施，为平稳过渡到脑机革命时代打下基础，同时提出了目前亟待解决的若干问题。比如：大脑增强是否会让人类变得过于机器化？我们如何防止这种情况发生？如何在发展人工智能和机器学习的过程中保证人类价值不被取代？如果将大脑下载到电脑上，该如何保护我们的隐私？我们的思想又将由谁掌控？
全书所探讨的创新技术将改变我们治疗疾病、工作、思考、学习和与人互动的方式，颠覆人们对世界的认知。终，这本书向各行各业的人发出了邀请，无论你是企业的首席执行官、政府领导人、医疗工作者、创客、全职父母还是学生，欢迎大家一起拥抱脑机革命时代，积极参与，建言献策。让我们共同塑造人类大脑的未来！
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