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一本书讲透脑机接口的前世今生，展示关于脑机接口发展过程中的所有关键人物、关键节点以及里程碑实验。《脑机简史》不只是一本脑机接口暗潮涌动的发展历史，还是一本揭开它未来商用大前景的重要作品。中国科协副主席、中国工程院院士、“人民英雄”国家荣誉获得者陈薇，中国科协党组副书记徐延豪，美国杜克大学神经生物学教授、畅销书《脑机穿越》作者米格尔·尼科莱利斯联袂推荐。湛庐文化出品。
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| 內容簡介： |
当你凝望夜空时，你是否曾望向繁星背后的虚空：“宇宙的边界在哪里？时空的本质究竟是什么？幽暗的深空中此刻是否也有一双眼睛正在凝视着你？”
当你凝视镜中的自己时，你是否曾望向双眼背后的大脑：“我”到底是谁？寄居在这副皮囊之中的灵魂是否真的存在？
当肉体衰亡，“我的灵魂”是将随之消散还是化为飘荡于宇宙之中的一股电波？
下载知识、移植记忆、意念互通与大脑联结这些科幻电影中的场景能否成为现实？
人脑被称为“内在的宇宙”，从宇宙大爆炸到人类大脑的形成，150 亿年间，人类大脑成为宇宙中平常却伟大的奇迹。 如今，脑机接口技术正在蓬勃发展。科学家已经开始攀登脑机接口的金字塔，逐级“改造”人类，实现人类的全新进化。
《脑机简史》便是向读者介绍脑机接口这一新兴技术的科普著作。从对大脑的重新认识，到神经科学颠覆传统的发现，再到脑机接口领域正在发生的前瞻探索和令人振奋的突破，作者对这项技术自诞生至今的演进历程以及它对未来的影响进行了生动的展示，让人在感叹“脑机融合”创造的惊人变化的同时，更为脑科学的飞速发展以及人类大脑浩如烟海的未解之谜而神往。
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| 關於作者： |
陈 言
文学博士，高级编辑，长期在人民日报社、中国科学院等机构工作。20多年来，先后撰写了《天之眼》《阻击埃博拉》《知识的力量》《罪证》《杀手覆灭记》等报告文学和《当科学遇到诗歌》《你从哪里来》等若干诗歌作品，并发表在《人民日报》《人民文学》等报刊上。曾出版《新闻的力量》《跨越》《妙江访谈录》《黑枭》《城市面具》《时代潮头》等多部作品。曾获得国务院特殊津贴、全国新闻出版行业领军人才等荣誉。
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| 目錄：
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[目录]
推荐序 1 科技是实现强国梦的支撑
推荐序 2 创新决胜未来，人才关乎成败
推荐序 3 人类的大脑，宇宙中伟大的奥秘
前 言 脑机接口，让我们得以解开人之为人的终奥义
引 言 进击的智能，正在开启难以想象的人类新未来
部分 重新认识你的大脑，重新定义人类的进化
01 见证奇迹的时刻
大脑有特定的功能分区
“小矮人图”，人类身体“地形图”
02 你好，大脑
从爬虫脑到新皮质，大脑的进化假说
为什么大脑会有这么多皱褶
第二部分 大脑的神秘工作原理，藏着脑机接口的开关
03 大脑如何思考
条脑电波，开启脑机接口的大门
网状理论与神经元学说之争
从局部论到分布论，力图登顶人脑的神秘高地
人脑中的交响乐：我们用神经元群进行思考
大脑“主动与巧妙”地创造现实
通过评估过去，大脑得以模拟未来
04 大脑定义身体的边界，脑机接口扩充它
幻肢之痛，大脑会赋予我们“模拟的”身体
灵魂出窍，被激活的大脑的“开关”
橡胶手错觉，激发脑机融合的新篇章
第三部分 探秘脑机接口，进入人机融合的增强时代
05 什么是脑机接口
脑机接口 = 脑 机 接口
脑机接口是如何实现的
脑机接口的 4 大类型
侵入式疗法 VS 非侵入式疗法
06 “黑科幻”时刻，那些著名的里程碑实验
喝水的大鼠与现代脑机接口的开端
猴子和游戏：马内实验破解人类大脑
“月球行走”：机器人的一小步，人类的一大步
第四部分 逐级“改造”，实现人类与商业的全新进化
07 真正的“重新行走”
2014，脑机接口元年
修复脊髓损伤，脑机接口缔造的狂想奇迹
08 神经电极与神经界面
微线，传统和可靠的脑电极植入手段
硅基电极，开启“大脑之门”
从密歇根电极到柔性微电极阵列，脑机接口一直在进化
呼之欲出的新型设计
09 百花齐放的脑机热潮
医用外骨骼，引发康复机器人热潮
修复运动的“神经桥接”，让患者重新站立
意念打字，将从源头颠覆我们的创作以及社交
革新假肢，打造迄今的机械手臂
10 商业化前景大爆发，成就新一代独角兽
层出不穷的独角兽公司
“脑 - 机 - 脑”界面，做到像人一样感知
意念机器人，能够真正理解我们的想法
11 大脑网络，实现重新行走 2.0
脑与脑的互联和协作
重新行走 2.0
从人脑到计算机
大脑网络的未来
第五部分 记忆移植与大脑增强，开启人类“未来之门”
12 人类可以实现记忆移植吗
记忆移植，数字化永生的终极之路
我们怎样记忆
记录记忆，编码记忆，解码记忆
构建记忆图书馆的蓝图
记忆能被“精准”删除吗
13 定制记忆，我们的有生之年会发生吗
“雨人”传奇
我们可以成为天才吗
“遗忘”也许是好的礼物
代价是什么：操控，还是被操控
14 思想控制与自由意志
思想钢印，输入与植入信息
你选择红药丸，还是蓝药丸
被操控的心智，谁来操控操控者
自由意志是否真的存在
15 脑机接口与未来“脑控权”战争
脑机“黑科技”的实现，终将解放大脑的未来
抢占多维空间“制脑权”，迈向新边疆
16 我们仍是自己命运的主宰
量子时刻，一只既死又活的猫
量子意识，将意识解释为量子状态
第七部分 脑机接口的“遥远未来”就在眼前，我们如何选择
17 为什么我们要警惕人工智能
人工智能是什么
从弱人工智能到强人工智能
人工智能和人类智能的差距
情感和目标：为什么情感这么重要
我是谁，我在做什么
18 两大步骤，走向强人工智能
步，提升算力
第二步，让计算机变智能
未来已来，只是你还看不见
19 超级智能意味着什么
乐观者的天堂
未来可能是我们糟糕的噩梦
20 埃隆 · 马斯克到底想要干什么
布局脑机接口，是明智的选择吗
破除两大障碍，加快全脑接口时代的到来
结 语 后的思考，人机融合的终极未来
致 谢
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| 內容試閱：
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脑机接口，让我们得以解开人之为人的终奥义
在自然界的所有秘密中，的两个奥秘莫过于浩瀚的 宇宙和人类的大脑。
随着科技的跨越式发展，人类已经能看见数十亿光年以外的星系。生物学家破译了生命的密码子——基因，物理学 家已经抵达了量子领域，距离揭示自然的终极定律仅一步之遥……在霍金这样的天才科学家已经开始为人类探索地外文明的命运担忧不已时，大脑的奥秘至今仍困扰着人类自身。对绝大多数科学家来说，他们肩颈上的这颗重量不到 1.4 千克、从生下来就被禁锢在颅骨中的“一团糨糊”，才是神秘与未知的存在。
当你凝望夜空时，你是否曾望向繁星背后的虚空：“宇宙的边界在哪里？时空的本质究竟是什么？幽暗的深空中此脑机简史刻是否也有一双眼睛正在凝视着你？”
当你凝视镜中的自己时，你是否曾望向双眼背后的大脑：“我”到底是谁？寄居在这副皮囊之中的灵魂是否真的存在？当肉体衰亡，“我的灵魂”是将随之消散还是化为飘荡于宇宙之中的一股电波？
许多科学家尤其热爱将宇宙与大脑进行类比：银河系中有 1000 亿颗恒星，大致与人类大脑中的神经元的数量相同。宇宙和大脑构成了人类面临的的科学挑战，但它们也有一种奇特的关系。它们其实是对立的：当我们谈论宇宙时，那是关于外层空间的广阔性：壮丽的螺旋形银河、朦朦胧胧的星云、顽皮的彗星、神秘的黑洞和走向毁灭的超新星……宇宙的边界，代表着人类能够抵达的远的地方。而当我们谈论大脑时，那是关于自我的基本结构，在那里我们将发现我们私密且宝贵的情感、意愿、梦想、记忆、爱、恨、欲望和痛苦……大脑的深处，深藏着人之所以为人的终奥义。
在“脑机之父”米格尔·尼科莱利斯的讲述中，宇宙与大脑拥有共同的 历史和故事。在他的著作《脑机穿越》（Beyond Boundaries）中，这位巴西籍教授深情且富有诗意地描述了人类心智从无到有的史诗：
行星形成了，大部分都光秃秃的，没有生命迹象。然而，几十亿年前，至少一个有趣的实验导致了生物化学及遗传机制的出现，使生命得以维持与繁衍。之后，生命开始变得繁盛，努力拼搏，永远充满希望与志向，并通过许多完全不可预知的路径开始进化。
接下来，我看到了对原始人类伴侣肩并肩行走的图像，那是数百万年前的一个夜晚，在非洲中部——今天埃塞俄比亚境内的阿法尔沙漠。我看到人类的祖先次仰望无边无际的天空，眼中充满了敬畏与恐惧，那时他们的大脑中电波涌动，搜寻着我们今天还在苦苦思索的问题的答案。
我意识到，这些胆怯而好奇地看着天空的原始人类开始了漫长而宏伟的接力赛。从那以后，世世代代的人类都在寻找有关存在、意识以及周围一切的意义的根本解释。
从宇宙大爆炸到人类大脑的形成，150 亿年间，人类大脑成为宇宙中平常却伟大的奇迹。
事实上，在漫长的历史长河中，我们并没有理解人类的大脑是什么，更遑论它是如何工作的。古埃及人在艺术和科学上取得了辉煌的成就，但他们认为大脑是一个无用的器官，于是在给法老的尸身做防腐处理时把大脑扔掉了。亚里士多德认为，灵魂居住在心脏里，而不是在大脑里。他认为大脑的作用是冷却心血管系统。
这个“黑暗时代”持续了几千年是有其原因的。人类的大脑大约只有1.4 千克，并且有 75% ～ 80% 是水，其余的主要成分是脂肪和蛋白质。谁又能想到，这三种平平无奇的物质，凝聚起来竟然带来了思考、记忆、视觉、爱恨、审美等种种奇妙、复杂、难以解释的人类的情感、意识与思想呢？
大脑的一大悖论是：你对世界所知的一切，都来自一个从未亲眼见过这个世界的器官。大脑存在于寂静与黑暗之中，它没有疼痛感受器。如果你看过《汉尼拔》，你必然会对其中一幕永生难忘：当食人魔汉尼拔用餐刀将你的大脑像片羊肉似的一片一片片下来放进你的餐盘中时，你是完全感觉不到疼痛的。对你的大脑来说，世界只是一股股电脉冲。在电波组成的浩瀚汪洋中，大脑为你创造了一个活色生香、可爱又引人入胜的世界。从这个意义上来说，你的大脑就是你，其他一切都只是管道和支撑。
大脑作为一项纯粹的奇迹，人类对其认知却远远落后于对宇宙间其他东西的认知，因为我们无法直接“看到”自己的大脑。在漫长的岁月里，科学家只能或者通过对去世的中风患者的尸检来揭示大脑的哪一部分出了故障，或者利用电极探针探测患者大脑，将得到的信息慢慢地、耐心地拼凑起来，以确定大脑的哪一部分影响哪种行为。
但是，这些神经科学研究的基本方法并不能系统地分析大脑。你不能要求一个中风患者的大脑损伤刚好就在你想研究的特定区域。大脑是一个活的、动态的复杂系统，尸体解剖又怎么能发现大脑的神奇之处呢？死去的大脑已经停机，而大脑的奥秘正潜藏于它的活动之中。大脑的各个部分相互作用，时刻为我们描绘着这个世界，使我们产生爱意、仇恨、嫉妒和好奇心。只有当意识涌现，人类的生命才具有了真正的价值。
400 多年前，望远镜的发明几乎在一夜之间促成了人类天文学的飞跃。这是自古以来革命性的仪器之一。突然，过去的神话传说如同晨间的露水一般蒸发不见了。你能亲眼看见月亮上并没有嫦娥、玉兔与桂花树，光秃秃的，并且分布着大大小小的环形火山；太阳表面有黑色的斑点；木星有卫星；金星有相；土星有环。在望远镜发明后的 20 年间，人类所学到的东西比过去 2000 年历史中学到的总和还要多。
像望远镜的发明一样，在即将进入 21 世纪的时候，磁共振成像、脑电图和各种先进的脑部扫描仪器极大地改变了人们对大脑的研究方式。一时间，这些仪器让我们得以看到心智与意识在活的、思考着的大脑中的涌动。同样，我们在过去的 20 年中对大脑的了解比之前人类历史中对大脑了解的总和还要多。并且，一度被认为是触不可及的意识，终于呈现在了舞台的中心。
现在，科学家通过磁共振成像扫描便可以捕捉在我们大脑中流动的思想，也可以在完全瘫痪的患者的大脑中植入芯片，并把它连接到计算机上。患者可以上网、阅读和发信息、玩视频游戏、操控自己的轮椅、使用家用电器、操纵机械臂。事实上，这样的患者可以通过脑机接口做任何一个身体状况正常的人能做的事。
尼科莱利斯教授的研究甚至更进了一步。早在 21 世纪初，他就带领美国杜克大学的研究团队通过将人类大脑直接连接到“外骨骼”的方式，让瘫痪多年的患者站了起来，能够“活动活动”他们的四肢。借助这种此前只在科幻电影中出现过的“机械战甲”，一位瘫痪多年的患者在 2014 年巴西世界杯上开出了球。科学家相信，总有一天，四肢瘫痪者可以过上正常人的生活，精神病患者也将重新感受到愉悦与幸福。这种“外骨骼”也会赋予我们超级力量，总有一天，电影《阿凡达》中的情景将再现，我们可以足不出户，用意念操控着替身去探索地球之外的文明，无论这个替身是克隆生物体还是意念机器人。
下载知识、移植记忆、意念互通与大脑联结将不再只是存在于科幻电影中的想象，它们终将成为现实。那时，我们就能够像下载一首歌或一部电影那样，从互联网上下载知识与技能，我想知道什么我立刻就能知道，我不知道为什么知道，但我就是知道了；我们能够记录、上传、分享记忆；“大脑网络”的设想也终将成真。
这项革命性的技术带来的希望是如此巨大，以至于从的决策者到激进的探索者都将其视为通往未来的终极道路。事实上，脑科学已成为世界上的经济强国与经济体之间的竞争之源。2013 年 1 月，时任美国总统奥巴马宣布启动 10 年内投入 30 亿美元的“脑科学计划”（Brain project），这项野心勃勃的计划彰显了美国的决心与勇气，欧盟、日本、中国也纷纷启动了百亿资金级别的大脑研究计划。全球网上支付平台Paypal 创始人之一埃隆·马斯克（Elon Musk）相信，他在脑机接口领域的布局—— Neuralink 公司的意义将远超特斯拉和 SpaceX。后者的目标是改造人类现有的生活，而Neuralink公司想做的是重新定义人类的未来。
解读大脑的复杂神经电路一度被视为毫无希望，科学家认为此举超越了现代科学的范围，现在脑机接口已经成为脑科学与计算机学两个相互碰撞的项目的焦点。如同人类基因组计划将改变科学和医学的景观，脑机接口技术的突破不仅会赋予我们了解大脑的无与伦比的洞察力，也会产生新的工业领域，刺激经济活动，重塑人们的生活方式，从根本上引发政治、经济、社会、文化的大变革。
一旦大脑的神经通路终被解码，情感、意识与思想的密码也会被破译，创建一个大脑的复制品将成为可能。这会引出一个终的哲学命题：我是谁？当意识可以上传至计算机（或者大脑的复制品），人类是否将实现数字化永生？当肉身衰亡，我们的灵魂能否永恒存在？当我们终有一天战胜死亡——人类所有欲望与恐惧的起点，我们是人还是神？我们是完成了人类的终极进化，还是走向了人类这一物种的灭绝？
也许在遥远未来的某一天，心灵将彻底抛弃肉身在星际间漫游，正如未来学家所推测的那样，这并不违反物理学定律。从现在算起的几百年后，我们可以将整个神经蓝图放到激光束上，发射到深空，穿越虫洞，抵达时空的尽头，也许这才是人类（如果那时还能称之为人）探索星辰大海的终极方式。
一个辉煌的、将重塑人类命运的、崭新的科学景观，现在真正打开了。我们正在进入一个全新的脑机接口时代。
我现在邀请你和我一起踏上这场关于脑机接口的前沿的科学之旅，我保证你将能更深刻地理解来自古希腊时期的座右铭：“认识你自己。”
但是，让我们先回到一切开始的地方。
记忆移植，数字化永生的终极之路
所谓记忆移植，就是把一个生命体脑中的记忆转移到另一个生命体的脑中。
到目前为止，科学家在这个领域已经做出了诸多尝试，以下是几个公开发表的实验，代表了过去20 年里人类在这个领域的探索和进步。
喜欢光明的老鼠
已经实验过的记忆移植分为两种：直接移植和间接移植。早进行的记忆移植是直接移植。直接移植指的是移植情绪记忆，情绪记忆是以一种已体验过的情绪为内容的记忆。
老鼠多生活在阴沟、缝隙或不见天日的幽暗角落里，这是因为怕光是它们的天性。1994 年 5 月，英国科学家沃克斯利用多次的强烈刺激，使一只老鼠建立了特殊的情绪记忆。沃克斯通过反复训练，使这只成年雌性老鼠成为只喜欢在光明而不是黑暗中生活的老鼠，然后从它的脑袋中抽掉了一部分涉及情绪记忆的脑液。一段时间后，这些被抽取的脑液被注入另一只老鼠的大脑中，这只老鼠同样表现出“向往光明”的习性，这说明了记忆移植是可能的。
棕熊变海豚
1996 年，美国国防部的科学家进行了一项“运动记忆移植”实验：通过将一只海豚的游泳技能进行“芯片移植”，让一只不会游泳的棕熊在水里游了起来。
科学家先对海豚大脑中与游泳有关的记忆区域进行了全面探测，包括这一区域发出的特殊脑电波、存在的生物磁场、神经肽传递的信号等，然后把一系列信息存入芯片，再植入棕熊的大脑。
戴着芯片的棕熊被投入水中，一开始它拼命挣扎，但很快就游了起来。它的泳姿看起来虽然仍有些笨拙和不雅，动作却很娴熟，就像一种生存的本能失而复得一般。后来，科学家还进行了一系列实验并
得出结论：通过芯片移植记忆，传输的只能是运动记忆，并且保存的时间也相当有限。
“白痴”与“天才”换位
1997 年 4 月，美国加州大学的动物神经研究所进行了人类历史上次切割移植实验。
这次实验是在两只狗之间进行的。聪明的狗叫“天才”，笨一些的叫“白痴”，虽然智商差距明显，但它们却是一奶同胞的亲兄弟。“哥哥”会很多本领，具有丰富的情绪记忆，于是被选择作为供体，“弟弟”从生下来起就被关在窝里，没有机会见识外面的世界，恰好符合“白痴”——“记忆空白”的实验要求，于是成了受体。
“两兄弟”的大脑切除手术同步进行，移植也同时推进，手术结束后，当它们苏醒过来时，惊人的一幕出现了：“弟弟”一眼就认出了主人，并在主人的口令下精确地做出了反应，而“哥哥”则仿佛变了一只“狗”，对那些曾经熟悉的口令毫无反应，迷迷瞪瞪的。虽然这对“兄弟”在几个月后相继去世，但这项实验的意义与价值至今不可低估。
虽然这些实验都看似疯狂而原始，从小鼠到海豚、棕熊与狗，这些都与人类的记忆移植相去甚远，但自科学诞生那天起，人类寻求永生的终极梦想便与对记忆移植的不懈追求紧密相连。直到脑机接口技术的出现，许多人开始相信，也许这才是真正通往记忆移植与数字化永生的终极路径。
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