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他將3個(gè)電極永久植入自己的大腦,只為破解語(yǔ)言的神經(jīng)密碼

2018-05-19 來(lái)源:神經(jīng)科技  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:菲爾·肯尼迪(Phil Kennedy)直勾勾地盯了一會(huì)兒眼鏡,目光隨即飄到天花板上,接著又落到了電視機(jī)上,“呃…呃…啊…啊咿,”他結(jié)結(jié)巴巴地又說(shuō)了一會(huì)兒,“…啊咿…啊咿…啊咿?!?/div>

從2014年6月21日下午開(kāi)始,直到次日加勒比海岸升起朝陽(yáng),這場(chǎng)開(kāi)顱手術(shù)持續(xù)了11個(gè)半小時(shí)。當(dāng)天下午,待麻醉消退后,主刀的神經(jīng)外科醫(yī)生來(lái)到病房,他摘下自己的金屬框眼鏡,將它舉到頭部綁著繃帶的“患者”眼前,問(wèn)道:“這是什么?”

菲爾·肯尼迪(PhilKennedy)直勾勾地盯了一會(huì)兒眼鏡,目光隨即飄到天花板上,接著又落到了電視機(jī)上,“呃…呃…啊…啊咿,”他結(jié)結(jié)巴巴地又說(shuō)了一會(huì)兒,“…啊咿…啊咿…啊咿。”

“好了,先歇一會(huì)兒吧。”手術(shù)醫(yī)生喬爾·塞萬(wàn)提斯(JoelCervantes)盡可能讓自己平靜地說(shuō)出了這句話??夏岬先缤硞€(gè)喉嚨痛的人忍住不要去吞咽口水,再一次嘗試著做出回應(yīng),看起來(lái)就像是他在竭盡全力迫使大腦開(kāi)始工作一樣。

與此同時(shí),塞萬(wàn)提斯醫(yī)生的腦中同樣有著一個(gè)揮之不去的痛苦想法:“我真不應(yīng)該做這手術(shù)。”

前幾天,當(dāng)肯尼迪剛到達(dá)伯利茲市(BelizeCity)機(jī)場(chǎng)的時(shí)候,他清醒睿智,和電視里剛毅威嚴(yán)的醫(yī)生形象幾乎沒(méi)什么兩樣。他的身體沒(méi)有任何問(wèn)題,根本沒(méi)有令塞萬(wàn)提斯進(jìn)行開(kāi)顱手術(shù)的理由。但肯尼迪堅(jiān)持進(jìn)行一場(chǎng)腦科手術(shù),并且愿意自己墊付30,000美元的手術(shù)費(fèi)用。

肯尼迪本人是一位曾經(jīng)名盛一時(shí)的神經(jīng)科學(xué)家。早在二十世紀(jì)九十年代末,他將電極植入一名癱瘓病人的腦內(nèi),成功教會(huì)這名閉鎖綜合征患者用意識(shí)控制電腦光標(biāo),從此名聲大噪。他把自己的病人稱作世界上“第一個(gè)半機(jī)器人(又稱賽博格cyborg,由cybernetic和organism組成,意為生化電子人,是一種半生物,半機(jī)器的存在)”,媒體為他雀躍不已,將這一成就譽(yù)為史上第一個(gè)可以通過(guò)腦-機(jī)接口(brain-computerinterface)實(shí)現(xiàn)交流溝通的壯舉。從那時(shí)起,肯尼迪便窮其一生希望能構(gòu)建出更多更好的“半機(jī)器人”,同時(shí)致力于開(kāi)發(fā)出一種能將人類思想完全數(shù)字化的技術(shù)。

2014年夏,肯尼迪最終下定了決心:只有身體力行,研究才能有所進(jìn)展。為了下一個(gè)突破,他決定對(duì)一個(gè)健康人的大腦進(jìn)行研究——對(duì),他自己的。

因此,肯尼迪來(lái)到了伯利茲接受手術(shù)。當(dāng)?shù)匾粋€(gè)橘農(nóng)兼前夜店老板——保羅·鮑頓(PaulPowton)接管了肯尼迪手術(shù)的后勤工作,塞萬(wàn)提斯——伯利茲第一名生于斯長(zhǎng)于斯的神經(jīng)外科醫(yī)生——執(zhí)行手術(shù)。

肯尼迪雇傭塞萬(wàn)提斯,讓他將一套玻璃-金絲電極植入自己的腦內(nèi),手術(shù)似乎進(jìn)行得很順利——期間并沒(méi)有出太多的血——但恢復(fù)過(guò)程中卻充滿問(wèn)題。手術(shù)兩天后,肯尼迪坐在病床上時(shí),突然間下巴開(kāi)始顫抖,牙齒相互磕碰,他的一只手也開(kāi)始抽搐。鮑頓擔(dān)心突然發(fā)作的癲癇會(huì)讓肯尼迪把牙齒磕碎。

他還出現(xiàn)了語(yǔ)言障礙。“他現(xiàn)在說(shuō)話沒(méi)有任何邏輯。”鮑頓說(shuō)。“他總是在不斷道歉,嘴里重復(fù)著‘對(duì)不起,對(duì)不起’,因?yàn)樗诉@個(gè)什么也說(shuō)不了。”肯尼迪能從嘴里蹦出幾個(gè)音節(jié),或零星幾個(gè)詞語(yǔ),但他好像失去了把它們組成一句話的能力。當(dāng)肯尼迪抓起筆想要寫(xiě)些東西時(shí),紙上只能出現(xiàn)一堆隨意亂畫(huà)的字母。

剛開(kāi)始鮑頓被肯尼迪印第安納·瓊斯式的行事風(fēng)格所震撼:只身踏入伯利茲,打破科學(xué)研究的基本準(zhǔn)則,拿自己的大腦做賭注。然而,看看他現(xiàn)在的樣子,顯然已經(jīng)舉步維艱。“我想我們毀了他的后半輩子,”鮑頓說(shuō),“我在想,我們到底做了些什么?”

當(dāng)然,肯尼迪,這名愛(ài)爾蘭出生的美國(guó)醫(yī)生要比鮑頓和塞萬(wàn)提斯更了解手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。畢竟,是他發(fā)明了那些玻璃-金絲電極,還監(jiān)督過(guò)好幾個(gè)病人的電極植入手術(shù)。所以,現(xiàn)在的問(wèn)題并不是普頓和塞萬(wàn)提斯對(duì)肯尼迪做了什么,而是菲爾·肯尼迪究竟對(duì)自己做了什么。

代替大腦下達(dá)的指令

計(jì)算機(jī)一經(jīng)發(fā)明,就有人嘗試去找到一種用人腦的思維來(lái)控制它的方法。1963年,牛津大學(xué)的一名科學(xué)家報(bào)道了一個(gè)利用人的腦電波控制幻燈片投影儀的研究。同時(shí)期,一名耶魯大學(xué)的西班牙裔神經(jīng)學(xué)家,何塞·德?tīng)柤佣啵↗oséDelgado),通過(guò)在西班牙科爾瓦多斗牛場(chǎng)一場(chǎng)驚世駭俗的表演登上了各大媒體的頭條。他發(fā)明了一種稱為刺激接收器(stimoceiver)的裝置,植入腦部后可以通過(guò)無(wú)線電進(jìn)行控制,用來(lái)采集神經(jīng)信號(hào)并向大腦皮層傳遞微小的信號(hào)刺激。德?tīng)柤佣噙M(jìn)入斗牛場(chǎng)內(nèi),揮舞著一塊紅布刺激公牛。當(dāng)這頭憤怒的猛獸靠近時(shí),德?tīng)柤佣喟聪铝丝刂破魃系膬蓚€(gè)按鈕:第一個(gè)按鈕刺激公牛腦部的尾狀核,讓它動(dòng)作慢下來(lái),止步于前,第二個(gè)則讓公牛轉(zhuǎn)身,快速?zèng)_向墻壁。

德?tīng)柤?a name='InnerLinkKeyWord' href='//m.coldnoir.com/jsbpd/1176598.html' target='_blank'>多夢(mèng)想利用他的電極直接對(duì)人的思想進(jìn)行讀取、編輯、強(qiáng)化等操作。“人類正處在一個(gè)進(jìn)化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。我們十分接近這種能夠讓我們構(gòu)建自己心理功能的力量。”在精神病患者身上實(shí)驗(yàn)過(guò)植入體后,他在1970年的《紐約時(shí)報(bào)》上稱,“問(wèn)題的關(guān)鍵是:理想狀態(tài)下,我們究竟想要打造一個(gè)什么樣的人。”

毫無(wú)疑問(wèn),德?tīng)柤佣嗟难芯看_實(shí)讓不少人感到不安。但隨后的幾年,困于外界的爭(zhēng)論、研究經(jīng)費(fèi)的短缺、以及大腦的復(fù)雜性(與德?tīng)柤佣囝A(yù)想的簡(jiǎn)單的熱線式并不相同),他的研究逐漸淡出了大眾的視線。

與此同時(shí),一些研究計(jì)劃較為保守的科學(xué)家打算先弄清腦內(nèi)信號(hào)的含義,而不是通過(guò)神經(jīng)科學(xué)來(lái)重塑新的人類文明。他們依舊通過(guò)將導(dǎo)線插入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腦中開(kāi)展自己的研究。上世紀(jì)八十年代,神經(jīng)學(xué)家發(fā)現(xiàn),將電極植入猴腦的運(yùn)動(dòng)皮層內(nèi)記錄信號(hào),再對(duì)它們的腦電信號(hào)平均化,就能知道猴子要如何移動(dòng)它的肢體。這一研究被看作是邁向人類腦控假肢技術(shù)的第一個(gè)重要步驟。

但這些研究中使用的傳統(tǒng)腦電極具有一大缺點(diǎn):它們采集的信號(hào)出了名的不穩(wěn)定。由于大腦組織是一種膠狀介質(zhì),腦細(xì)胞時(shí)常在信號(hào)記錄時(shí)偏離測(cè)量范圍,或是由于與電極金屬尖頭發(fā)生接觸造成致死的損傷。最終,電極會(huì)黏連在疤痕組織中,所能收集到的信號(hào)也會(huì)逐漸消失殆盡。

菲爾·肯尼迪的突破性成果開(kāi)辟了一條解決上述基本生物工程學(xué)問(wèn)題的道路,也定義了他在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的職業(yè)生涯,并最終將他引到了伯利茲的手術(shù)臺(tái)上。他的思路是將部分大腦的一部分“遷入”電極內(nèi)部,由此電極便能安全地錨定在腦內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想,他將一些特氟龍(聚四氟乙烯)包裹的金導(dǎo)線尖端粘到了一個(gè)空心玻璃圓錐的內(nèi)部。在如此狹小的空間內(nèi)部,他又設(shè)法加入了另一種至關(guān)重要的部件——一束極細(xì)的坐骨神經(jīng)。這些許的生物材料能夠滋養(yǎng)周圍的神經(jīng)組織,誘導(dǎo)周圍的神經(jīng)細(xì)胞伸展出微小的“觸手”,延伸到這個(gè)空心的玻璃圓錐內(nèi)部。與直接向大腦皮層內(nèi)插入裸露的電極不同,肯尼迪的電極能夠誘使神經(jīng)細(xì)胞圍繞植入物生長(zhǎng)出卷曲,將電極固定在插入位置,就如同藤蔓纏繞在支架上一樣。(對(duì)人類受試者,肯尼迪會(huì)用一種具有刺激神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)功能的化學(xué)混合制劑代替坐骨神經(jīng)。)

這種玻璃圓錐電極為研究提供了難以置信的好處?,F(xiàn)在,研究人員可以長(zhǎng)時(shí)間在腦內(nèi)固定位置保留電極——只能在實(shí)驗(yàn)室里利用一小段時(shí)間抓取大腦活動(dòng)信號(hào)的時(shí)代結(jié)束了——他們能利用這種電極接收被試者腦內(nèi)電信號(hào)的終身“廣播”。

肯尼迪將他的發(fā)明命名為親神經(jīng)電極(neurotrophicelectrode)。在提出設(shè)想后不久,他便辭去了佐治亞理工學(xué)院的學(xué)術(shù)教職,創(chuàng)立了一家名為神經(jīng)信號(hào)(NeuralSignals)的生物技術(shù)公司。1996年,經(jīng)過(guò)多年的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),F(xiàn)DA終于批準(zhǔn)了該公司進(jìn)行親神經(jīng)電極的人體實(shí)驗(yàn),這是那些不能活動(dòng)或說(shuō)話、又缺乏其他手段治療的患者的一絲希望。1998年,肯尼迪和他的合作者——埃默里大學(xué)(EmoryUniversity)的神經(jīng)外科醫(yī)生羅伊·巴凱(RoyBakay)找到了能使他們成為科學(xué)明星的患者。

巔峰與低谷

約翰尼·雷(JohnnyRay)是一名52歲的石膏板承包商,也是位越戰(zhàn)老兵。腦卒中讓他癱瘓?jiān)诖?,需要依靠呼吸機(jī)維持生命,全身上下僅有面部和肩膀可以輕微顫動(dòng)。他能通過(guò)眨兩次眼代表“是”,一次代表“否”,來(lái)回答簡(jiǎn)單的問(wèn)題。

因?yàn)槔椎拇竽X不能向肌肉傳遞信號(hào),肯尼迪嘗試用電極“竊聽(tīng)”他的大腦信號(hào),幫助他進(jìn)行交流??夏岬虾桶蛣P將電極置于雷的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層,這一區(qū)域負(fù)責(zé)控制基礎(chǔ)自主運(yùn)動(dòng)。(首先他們讓雷在核磁共振成像儀掃描下想象移動(dòng)手臂,掃描圖像中最明亮的部位即是雷大腦中的活躍區(qū)域,之后他們將電極植入到這些部位。)一旦電極就位,肯尼迪就將它們連接到移植在雷顱骨頂端、頭皮下發(fā)的無(wú)線發(fā)射器上。

每周三次,肯尼迪都會(huì)和雷一起,努力將他運(yùn)動(dòng)皮層發(fā)出的電信號(hào)解碼,讓它們能轉(zhuǎn)換成動(dòng)作。隨著時(shí)間流逝,雷逐漸學(xué)會(huì)了如何通過(guò)意念調(diào)控這些植入物發(fā)出的信號(hào)。當(dāng)肯尼迪將他的大腦與計(jì)算機(jī)連接時(shí),他已經(jīng)能用那些調(diào)節(jié)技術(shù)控制屏幕中的光標(biāo)移動(dòng)(盡管只是從左至右的直線移動(dòng))。之后他能利用肩膀的顫動(dòng)引發(fā)鼠標(biāo)點(diǎn)擊。有了以上的準(zhǔn)備,雷可以從熒幕中的鍵盤(pán)里挑選字母,緩慢地拼出一些單詞。

1998年10月,巴凱向一眾神經(jīng)外科同行宣揚(yáng)道:“這是最前沿的技術(shù),就像科幻電影里的東西。”幾周后,肯尼迪在美國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上展示了他們的研究成果。這足以將約翰尼·雷——一度行動(dòng)受限,如今卻能用意念打字——的傳奇故事推向全國(guó)乃至全世界的報(bào)刊媒體。1999年1月,《華盛頓郵報(bào)》報(bào)道了他們的研究。文章開(kāi)頭這樣寫(xiě)道:“菲爾·R·肯尼迪,一名醫(yī)生兼發(fā)明家,讓一名癱瘓的病人能夠利用意念操控電腦。一個(gè)歷史性的時(shí)刻可能正從這間醫(yī)院病房里展開(kāi),肯尼迪也許將成為下一個(gè)亞歷山大·格拉漢姆·貝爾。”

在約翰尼·雷身上取得巨大成功后,肯尼迪幾乎馬上要一腳踏上這項(xiàng)宏偉事業(yè)的頂峰。他和巴凱在1999年和2002年分別對(duì)兩名閉鎖綜合征(locked-in)患者植入腦電極,但結(jié)果卻令人大失所望:其中一例病人的腦部傷口沒(méi)有愈合,電極只能被取出;另一例病人因?yàn)椴∏檠杆賽夯?,使得采集的神?jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)全然無(wú)效。而雷本人也于2002年秋由于腦部動(dòng)脈瘤離世。

與此同時(shí),其他實(shí)驗(yàn)室在腦控假肢領(lǐng)域的研究取得了進(jìn)展,但他們使用的是截然不同的設(shè)備——通常是一系列數(shù)平方毫米大小的貼紙,以及多條延伸到腦內(nèi)的裸線。在微型神經(jīng)植入物的戰(zhàn)場(chǎng)上,肯尼迪的玻璃圓錐電極越來(lái)越像Betamax(由日本索尼公司研制開(kāi)發(fā),供盒式錄像機(jī)使用的一種磁帶):切實(shí)可行,具有前景,但最終還是被淘汰了。

不僅是硬件設(shè)備讓肯尼迪與其他科學(xué)家研究的腦-機(jī)接口方向漸行漸遠(yuǎn)。更主要的原因是他的同行都專注于研究那類容易通過(guò)美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DefenseAdvancedResearchProjectsAgency)上報(bào),進(jìn)而得到五角大樓資助的神經(jīng)控制義肢:比如一種能夠幫助病人(或是受傷的老兵)使用義肢的大腦植入物。2003年,亞利桑那州立大學(xué)(ArizonaStateUniversity)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室將一套裝置植入猴的腦部,讓其能夠利用意識(shí)控制機(jī)械假肢給自己喂食橘子。幾年后,布朗大學(xué)(BrownUniversity)的研究人員報(bào)道稱兩名癱瘓的病人學(xué)會(huì)了如何使用腦部植入物精確地控制機(jī)器義肢幫助自己痛快地喝下一瓶咖啡。

但肯尼迪對(duì)語(yǔ)言表達(dá)的興趣要遠(yuǎn)大于機(jī)械義肢。雷利用意念操控光標(biāo)證明閉鎖綜合征患者可以通過(guò)計(jì)算機(jī)向外界傳達(dá)他們的思想,盡管他們的想法只能像瀝青一樣緩慢地滴出——每分鐘只能敲出三個(gè)字符。如果創(chuàng)造一種腦-機(jī)接口,可以讓病人像健康人一樣流利地演講,那又將是怎樣的情形呢?

無(wú)論從哪方面來(lái)看,肯尼迪都接受了一項(xiàng)超級(jí)挑戰(zhàn)。人類的語(yǔ)言活動(dòng)很大程度上要比肢體活動(dòng)更加復(fù)雜——它需要從橫膈膜到舌頭乃至嘴唇等超過(guò)100種不同的肌肉協(xié)調(diào)參與才能完成。為了造出肯尼迪想象中的那種發(fā)聲假體,研究人員需要從一群電極的輸出信號(hào)中找到有聲語(yǔ)言的全部精確編配方式,并對(duì)此進(jìn)行解讀。

因此在2004年,當(dāng)肯尼迪將電極植入他最后一名閉鎖綜合征患者埃里克·拉姆齊(ErikRamsey)腦中時(shí),他采取了一些新的方法。一場(chǎng)車禍導(dǎo)致該患者發(fā)生腦干卒中,忍受著和約翰尼·雷一樣的病痛。這一次,肯尼迪和巴凱沒(méi)有將圓錐電極放置在控制手臂和手部的運(yùn)動(dòng)皮層區(qū)域,而是將電極推到這條如同頭帶一樣包繞在大腦兩側(cè)的中央前回更深的地方。在該區(qū)域的底部存有一片向口唇、下頜、舌頭以及咽部肌肉發(fā)送信號(hào)的神經(jīng)元。

通過(guò)該裝置,肯尼迪教會(huì)了拉姆齊利用合成器發(fā)出一些簡(jiǎn)單的元音,但肯尼迪終究無(wú)法知道拉姆齊真正的感覺(jué)是怎樣的,或者說(shuō)在拉姆齊腦中究竟發(fā)生了些什么。拉姆齊能夠通過(guò)上下轉(zhuǎn)動(dòng)眼球來(lái)回答是和否,但是由于他的眼疾這個(gè)方法不再奏效??夏岬弦矝](méi)有其他的方法來(lái)證實(shí)他的語(yǔ)言試驗(yàn)。他曾讓拉姆齊想象一些詞語(yǔ),同時(shí)記錄他腦部活動(dòng)的信號(hào),但顯然肯尼迪沒(méi)有辦法知道拉姆齊是否在靜默中真的“說(shuō)”了那些詞。

拉姆齊的身體每況愈下,如同植入到他腦中的電子元件一樣毫無(wú)起色。年復(fù)一年,肯尼迪的研究同樣承受著巨大的壓力:他的研究不再能得到資助,因此不得不遣散了實(shí)驗(yàn)室的工程師和技術(shù)人員;他的合作伙伴巴凱也去世了??夏岬现荒軉未颡?dú)斗或者雇傭些臨時(shí)工(他仍然在工作時(shí)間治療診所里的病人)。他確信,在理想情況下,如果找到一個(gè)至少在最開(kāi)始能大聲講話的患者,那他的研究一定會(huì)取得突破性的進(jìn)展。通過(guò)對(duì)早期肌萎縮性側(cè)索硬化癥(又稱漸凍癥,ALS)等神經(jīng)退行性疾病患者的腦部植入物進(jìn)行檢測(cè),他就有機(jī)會(huì)在患者講話的同時(shí)記錄腦部神經(jīng)元的活動(dòng)信號(hào)。由此,他就能弄清神經(jīng)信號(hào)和特定的發(fā)音之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。他將有時(shí)間訓(xùn)練他的語(yǔ)言“義肢”,通過(guò)改進(jìn)它的算法解碼腦部活動(dòng)。

但在肯尼迪找到他的ALS病人之前,F(xiàn)DA撤消了他在病人腦部植入電極的許可。在新的規(guī)章下,肯尼迪需要證明他的植入物是安全、無(wú)菌的。但他并沒(méi)有創(chuàng)造無(wú)菌條件所需的足夠資金,所以這相當(dāng)于禁止他實(shí)施任何人體實(shí)驗(yàn)。

但肯尼迪的夢(mèng)想并未熄滅,他反而變得更加自信滿滿。2012年秋,他自費(fèi)出版了一本名為《2051》的科幻小說(shuō)。書(shū)中講述了阿爾法(Alpha)的故事:他同現(xiàn)實(shí)中的肯尼迪一樣出生于愛(ài)爾蘭,是一名研究神經(jīng)電極的先驅(qū),通過(guò)將大腦和一個(gè)兩英尺高的生命維持機(jī)器人相連,他已經(jīng)活到了107歲——他正是自己技術(shù)的捍衛(wèi)者和活標(biāo)本。這本小說(shuō)為肯尼迪的夢(mèng)想勾勒了一副框架:他的電極將不單單能幫助閉鎖綜合征患者進(jìn)行交流,還將推動(dòng)人類走向靈魂寄居于金屬外殼之下,機(jī)能增強(qiáng)的意識(shí)控制時(shí)代。

小說(shuō)出版時(shí),肯尼迪就清楚下一步路該怎么走。這名在病人身上植入第一個(gè)腦-機(jī)交流接口而名聲大噪的男人將再一次用史無(wú)前例的創(chuàng)舉撼動(dòng)世界。除此之外,他別無(wú)選擇。“管他的,”他想“我就要在自己身上做。”

在伯利茲的手術(shù)結(jié)束幾天后,鮑頓每天都會(huì)去肯尼迪休養(yǎng)的旅館看望他,這棟亮白色的別墅與加勒比海僅隔一個(gè)街區(qū)??夏岬弦恢被謴?fù)得不好:似乎他越是花力氣說(shuō)話,嘴就被封得越緊。很明顯,美國(guó)那邊并沒(méi)有人打算從鮑頓和塞萬(wàn)提斯手里接過(guò)他。當(dāng)鮑頓打電話告知肯尼迪的未婚妻他現(xiàn)在出現(xiàn)的并發(fā)癥時(shí),她沒(méi)有表達(dá)過(guò)多的同情,反而說(shuō):“我曾試圖阻止過(guò)他,但他就是不聽(tīng)。”

然而,一次特殊的拜訪讓事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。那是炎熱的一天,鮑頓給肯尼迪帶了點(diǎn)酸橙汁。兩個(gè)人走進(jìn)花園,肯尼迪仰了仰頭,發(fā)出一聲輕松而滿足的嘆息,隨即脫口而出:“感覺(jué)真好。”

既是實(shí)驗(yàn)者,又是“小白鼠”

在電極植入手術(shù)之后,肯尼迪在表達(dá)方面仍然存在一些問(wèn)題,比如他看到一支鉛筆可能會(huì)說(shuō)成鋼筆,不過(guò)流利程度已經(jīng)提高了許多。塞萬(wàn)提斯之前的憂慮——擔(dān)心會(huì)毀了肯尼迪的一生——也隨即煙消云散。這位“病人”現(xiàn)在部分語(yǔ)言能力喪失表現(xiàn)出的閉鎖狀態(tài)只是術(shù)后腦腫脹的癥狀,只要控制住它就沒(méi)有問(wèn)題。

僅僅幾天后,肯尼迪便回到了他自己的診所照看病人,這趟中美洲歷險(xiǎn)給他留下最清晰的印記不過(guò)是一些揮之不去的發(fā)音問(wèn)題和一顆裹纏著繃帶的光頭,他有時(shí)會(huì)戴色彩繽紛的伯利茲帽遮住它。接下來(lái)的幾個(gè)月,肯尼迪等待著他腦中的神經(jīng)長(zhǎng)入三個(gè)錐形電極內(nèi)部,同時(shí)持續(xù)服用著抗癲癇藥。

同年10月,肯尼迪飛回伯利茲進(jìn)行第二次手術(shù),這次他要將一個(gè)電源線圈和無(wú)線電收發(fā)器與伸入腦內(nèi)的電極相連。手術(shù)進(jìn)行得很順利,不過(guò)鮑頓和塞萬(wàn)提斯對(duì)肯尼迪想要塞進(jìn)自己腦袋里的東西都有點(diǎn)兒困惑。“我有些驚訝,這些東西實(shí)在是太大了。”鮑頓說(shuō)。新植入的電子元件在他們看來(lái)既笨重又過(guò)時(shí)。鮑頓在業(yè)余時(shí)間會(huì)鼓搗些無(wú)人機(jī),他不懂為什么有人愿意把那樣一個(gè)老舊的小裝置縫到腦袋里。“我想,老兄,你沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)微電子元件么?”他說(shuō)。

第二次離開(kāi)伯利茲回到家后,肯尼迪準(zhǔn)備利用這套系統(tǒng)記錄自己一個(gè)月內(nèi)的腦部活動(dòng)信號(hào)。他的目標(biāo)是破解人類語(yǔ)言的神經(jīng)密碼。感恩節(jié)前一周,他跑到實(shí)驗(yàn)室,在自己的頭上放了一個(gè)電磁線圈和接收器,然后就開(kāi)始記錄大聲說(shuō)話時(shí)腦部的信號(hào)活動(dòng)。“我想她覺(jué)得動(dòng)物園很有趣”,“工作的樂(lè)趣讓一個(gè)男孩說(shuō)‘哇’”,與此同時(shí)他按下按鈕,將聲音信息和神經(jīng)信號(hào)同步,這就像導(dǎo)演使用場(chǎng)記板讓音畫(huà)同步一樣。

接下來(lái)的七個(gè)星期里,從每天早上八點(diǎn)到下午三點(diǎn)半,他花掉一天中大部分的時(shí)間在診所里接待患者,到晚上下班后再開(kāi)始對(duì)自己實(shí)驗(yàn)。在他的實(shí)驗(yàn)記錄里,他被標(biāo)記為受試者PK,算是給自己匿名。記錄顯示,感恩節(jié)和平安夜他都待在實(shí)驗(yàn)室。

實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有如他所愿持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。位于突起電子元件上方的頭皮切口,一直都沒(méi)有完全愈合。這些植入物在他的腦中僅存留了88天,肯尼迪需要躺回手術(shù)臺(tái),讓外科醫(yī)生把它們?nèi)〕鰜?lái)。但這次他不必大費(fèi)周章跑到伯利茲了,因?yàn)檫@個(gè)手術(shù)的目的是維護(hù)他的健康——并不需要FDA批準(zhǔn),并且能用定期保險(xiǎn)支付。

2015年1月13日,當(dāng)?shù)匾幻饪漆t(yī)生為肯尼迪做了開(kāi)顱手術(shù),剪去了他腦中的導(dǎo)線,移除了電源線圈和信號(hào)收發(fā)器。他并沒(méi)有嘗試將皮質(zhì)深部的三根玻璃圓錐電極取出,新生的腦組織已經(jīng)長(zhǎng)入電極內(nèi)部,最明智的做法便是讓它們留在他的腦中,陪伴他度過(guò)余生。

語(yǔ)言會(huì)消亡嗎

肯尼迪的實(shí)驗(yàn)室坐落于亞特蘭大市郊一個(gè)枝繁葉茂的商務(wù)園區(qū)中。2015年5月的一天,我見(jiàn)到了肯尼迪。他身穿一件花呢外套,系一條藍(lán)色斑點(diǎn)領(lǐng)帶,頭發(fā)整潔地分開(kāi),從前額梳到腦后,顯露出左側(cè)太陽(yáng)穴處微小的凹陷。“這就是放電子元件的地方,”肯尼迪說(shuō)話時(shí)略帶愛(ài)爾蘭口音,“牽引器拉住了一條連接我顳肌的神經(jīng),現(xiàn)在我沒(méi)法抬眉了。”的確,我注意到手術(shù)讓他英俊的面龐有些許不對(duì)稱的下垂。

肯尼迪同意向我展示他在伯利茲第一次手術(shù)時(shí)的錄像,它被存放在一張老式CD里。我做好了心理準(zhǔn)備,觀看站在我旁邊的這個(gè)男人暴露出的大腦組織。肯尼迪將光盤(pán)放到一臺(tái)裝有Windows95系統(tǒng)的臺(tái)式機(jī)光驅(qū)里。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刺耳的摩擦聲讓我感覺(jué)像是某人正在霍霍地磨著刀。

光盤(pán)的讀取時(shí)間很長(zhǎng),長(zhǎng)到我們開(kāi)始了一段新的對(duì)話,探討他那個(gè)不同尋常的研究方案。“科學(xué)家需要獨(dú)立,”他說(shuō),“你不能靠著委員會(huì)做研究。”正當(dāng)他要說(shuō)明美國(guó)同樣也是由個(gè)體而非委員會(huì)創(chuàng)建的時(shí)候,光驅(qū)在一旁發(fā)出馬車車輪軋過(guò)石子路般的響聲:咔嚓咔嚓,咔嚓咔嚓。“拜托,老家伙!”肯尼迪說(shuō),他不耐煩地用鼠標(biāo)點(diǎn)擊著屏幕上的圖標(biāo),思路被打斷了。“看在老天的份上,我才剛把光盤(pán)插進(jìn)去??!”

“我認(rèn)為人們高估了腦外科手術(shù)的危險(xiǎn)性,”他接著說(shuō),“腦部手術(shù)沒(méi)有那么困難。”咔嚓咔嚓,咔嚓咔嚓,咔嚓咔嚓。“如果你想做些科學(xué)研究,那就放手去做,不必在乎反對(duì)者的風(fēng)言風(fēng)語(yǔ)。”

終于,顯示屏彈出了一個(gè)視頻播放窗口,肯尼迪顱骨的影像出現(xiàn)在我的眼前,他的頭皮用夾子拉開(kāi)固定。金屬撞擊頭骨發(fā)出陣陣詭異的咯吱聲蓋住了光驅(qū)的聲響。“哦,他們還在鉆我那可憐的腦袋。”我們看到屏幕里開(kāi)顱術(shù)開(kāi)始時(shí)他說(shuō)。

“幫助ALS患者以及閉鎖綜合征患者是很重要,這絕不是我們研究的終點(diǎn)。”肯尼迪說(shuō),他有更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光。“首要目標(biāo)是恢復(fù)患者的語(yǔ)言功能。第二目標(biāo)是恢復(fù)患者的行動(dòng)能力——許多人都在為此努力,有了更好的電極,他們就會(huì)取得成功。第三個(gè)目標(biāo)將是增強(qiáng)正常人的機(jī)體功能。”

他把視頻進(jìn)度條向后拖,讓我們看他大腦被暴露出來(lái)的影像——一片白花花的腦組織上布滿了蜿蜒曲折的血管。塞萬(wàn)提斯將一根電極插到了膠凍樣的神經(jīng)組織深處,然后開(kāi)始拉扯導(dǎo)線。他帶著藍(lán)色手套的雙手不時(shí)停下,拿起明膠海綿擦拭大腦皮質(zhì),來(lái)止住不斷滲出的血液。

“你的大腦將會(huì)比我們現(xiàn)在的更有力量,”肯尼迪接著說(shuō),屏幕里他的大腦在有節(jié)奏的搏動(dòng)。“我們將取出自己的大腦,將它與無(wú)所不能的微型計(jì)算機(jī)相連,這樣大腦就能持續(xù)存活。”

“你會(huì)為此感到激動(dòng)嗎?”我問(wèn)。

“哼,當(dāng)然啦,我的老天爺,”他說(shuō)。“我們就是這樣進(jìn)化的。”

坐在肯尼迪的辦公室里,盯著他那臺(tái)老電腦的顯示屏,我沒(méi)法說(shuō)服自己同意他的想法。因?yàn)榧词箍萍及l(fā)展日新月異,但它似乎總能找到新的、更甚以往的方式來(lái)令我們失望。我的智能手機(jī)能從我隨意的指尖滑動(dòng)中打出正確的詞句,但它還是會(huì)時(shí)不時(shí)地出錯(cuò)。我知道,眼下的科技要比肯尼迪那顫動(dòng)的老電腦、笨重的電子植入物好得多得多。但是將來(lái)人們真的會(huì)放心把大腦托付給科技么?

屏幕上,塞萬(wàn)提斯將另一根導(dǎo)線捅進(jìn)了肯尼迪的大腦皮質(zhì)。“這名外科醫(yī)生十分優(yōu)秀,事實(shí)上,他的雙手非常靈巧。”我們第一次看錄像時(shí)肯尼迪說(shuō)?,F(xiàn)在他的思緒脫離了我們剛才討論的進(jìn)化問(wèn)題,轉(zhuǎn)而對(duì)著屏幕開(kāi)始發(fā)號(hào)施令,就像一名坐在電視機(jī)前的體育愛(ài)好者。“不,別那么做,不要把它挑起來(lái),”肯尼迪沖著那雙給他大腦動(dòng)手術(shù)的手說(shuō)。“它不應(yīng)該以那種角度進(jìn)入,”他對(duì)我解釋道,之后又轉(zhuǎn)向屏幕。“應(yīng)該把它推得更深!”他說(shuō)。“好,夠了,夠了,不要再往里推了!”

現(xiàn)在,侵入式的大腦植入物已經(jīng)過(guò)時(shí)了。當(dāng)下神經(jīng)假肢的主要研究者支持一種使用8×8或16×16的平面電極陣列覆蓋于大腦皮層表面的方法。這種方法稱作腦皮層電流描記法(electrocorticography,ECoG),相對(duì)于肯尼迪的方法,這種方法能夠不那么“精確”地記錄大腦活動(dòng)的信息——它不將聲音信號(hào)對(duì)應(yīng)到單獨(dú)的神經(jīng)元上,而是記錄發(fā)聲過(guò)程中大腦整體的活動(dòng),一次記錄成百上千個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng),如同聆聽(tīng)神經(jīng)元們的合唱一樣。

ECoG的支持者們認(rèn)為這些“合唱”的痕跡能夠傳遞足夠多的信息,讓一臺(tái)計(jì)算機(jī)解碼大腦信號(hào)的內(nèi)涵——甚至是預(yù)測(cè)一個(gè)人想要說(shuō)出口的單詞或音節(jié)。ECoG的電極陣列同樣能夠在顱骨下安全地待上很長(zhǎng)一段時(shí)間,甚至比肯尼迪的圓錐電極還要長(zhǎng)。“我們真的不知道極限時(shí)間有多長(zhǎng),但可以肯定電極在腦內(nèi)待上幾年或十幾年是沒(méi)有問(wèn)題的。”加州大學(xué)舊金山分校的神經(jīng)生理學(xué)家兼外科醫(yī)生愛(ài)德華·張(EdwardChang)說(shuō)。他是該領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物之一,并且正在自主研制發(fā)聲假體。

去年夏天,當(dāng)肯尼迪正在為2015年神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)議上的展示收集資料時(shí),另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室公布了一種新的利用計(jì)算機(jī)和顱骨下植入物解碼人類語(yǔ)言信號(hào)的方法,名叫腦-文本轉(zhuǎn)換(Brain-to-Text)。該方法由紐約沃茲沃思中心(WadsworthCenter)、德國(guó)的研究人員以及奧爾巴尼醫(yī)學(xué)中心(AlbanyMedicalCenter)聯(lián)合開(kāi)發(fā),并且在七位植入ECoG電極陣列的癲癇患者身上試驗(yàn)過(guò)。每位受試者都被要求大聲地朗讀幾段文字,同時(shí)他們的神經(jīng)活動(dòng)會(huì)被記錄下來(lái)。之后研究者利用ECoG數(shù)據(jù)訓(xùn)練軟件,將神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為說(shuō)話的聲音,接著將結(jié)果輸入一個(gè)語(yǔ)言預(yù)測(cè)模型,該軟件有點(diǎn)兒像手機(jī)上的語(yǔ)音-文本轉(zhuǎn)換軟件,能夠通過(guò)句子中上一個(gè)詞預(yù)測(cè)下一個(gè)詞。

令人難以置信的是,這套系統(tǒng)真的起作用了。計(jì)算機(jī)陸續(xù)顯示出了他們朗讀的段落,這些結(jié)果與原文的相似度也通過(guò)了測(cè)試。“我們找到了它們之間的聯(lián)系,”一名ECoG專家兼該研究的共同作者格文·沙爾克(GerwinSchalk)說(shuō)。“我們證明程序重新組建的語(yǔ)音文本正確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于隨機(jī)狀況。”早先的語(yǔ)言假體研究證明單個(gè)元音和輔音的神經(jīng)信號(hào)數(shù)據(jù)可以被解碼;現(xiàn)在沙爾克團(tuán)隊(duì)的研究證明盡管有些困難并且容易出錯(cuò),大腦的活動(dòng)信號(hào)可以成功地轉(zhuǎn)化為整個(gè)句子。

但即使是沙爾克也要承認(rèn),該研究至多能夠證明先前設(shè)想的可行性。要達(dá)到向電腦發(fā)送完整成型的思想的程度還要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,他這樣表示。而且,發(fā)現(xiàn)該技術(shù)真正的應(yīng)用價(jià)值則需要更多的時(shí)間。想想已經(jīng)面市幾十年的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)吧,沙爾克說(shuō)。“1980年左右,該系統(tǒng)的正確率大約在80%——從工程學(xué)角度來(lái)說(shuō),80%已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)卓越的成就了。但在現(xiàn)實(shí)生活中它并沒(méi)有什么用處。”他說(shuō)。“我到現(xiàn)在也不用Siri,因?yàn)樗€不夠好。”

現(xiàn)在有許多更為簡(jiǎn)單和有效的方法來(lái)幫助交流困難的病人。如果患者能夠移動(dòng)一根手指,他就能用摩斯電碼打出信息;如果病人能夠移動(dòng)眼球,她就能利用智能手機(jī)上的眼動(dòng)追蹤軟件。“這些設(shè)備成本都很低,”沙爾克說(shuō)。“現(xiàn)在你還想用價(jià)值100,000美元的大腦植入物代替上面這些技術(shù),獲得比隨機(jī)正確率稍高一點(diǎn)的效果嗎?”

我嘗試著把這些想法和近幾年媒體報(bào)道中出現(xiàn)的奪人眼球的半機(jī)器人——利用機(jī)械手臂喝咖啡的人,在伯利茲接受大腦電極植入的人——聯(lián)系在一起。未來(lái)看起來(lái)總是近在咫尺:遲早有一天我們都將變成計(jì)算機(jī)中的靈魂;遲早有一天我們的思維和情感將被上傳到因特網(wǎng)上;遲早有一天我們的精神狀態(tài)將會(huì)被共享和挖掘。我們已經(jīng)能窺探到那個(gè)令人忐忑的世界的輪廓即將出現(xiàn)在地平線邊緣——但我們靠得越近,它似乎就離得越遠(yuǎn)。

肯尼迪作為其中一員已經(jīng)受夠了人類進(jìn)步過(guò)程中的芝諾悖論(theZeno'sparadox)。他已經(jīng)厭倦了半步半步地追趕未來(lái)。因此他要堅(jiān)決地向未來(lái)邁出一大步:讓我們所有人都為那個(gè)他書(shū)中描述的2051年做好準(zhǔn)備,那個(gè)德?tīng)柤佣嘞嘈偶磳⒌絹?lái)的世界。

(芝諾悖論:古希臘數(shù)學(xué)家芝諾提出的一系列關(guān)于運(yùn)動(dòng)的不可分性的哲學(xué)悖論,認(rèn)為“一個(gè)人從A點(diǎn)走到B點(diǎn),要先走完路程的1/2,再走完剩下總路程的1/2,再走完剩下的1/2……”如此循環(huán)下去,永遠(yuǎn)不能到終點(diǎn)。)

最終,當(dāng)肯尼迪向眾人展示他從自己腦中收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),一些同行還是表示了支持。張說(shuō):“這是一組非常珍貴的數(shù)據(jù),無(wú)論它最終是否能夠解開(kāi)語(yǔ)言假體的秘密,它都是意義非凡的。”其他的研究人員覺(jué)得肯尼迪的研究實(shí)在是太過(guò)駭人,但也深受觸動(dòng):在一個(gè)不斷遭遇道德壁壘阻擋的研究領(lǐng)域,這個(gè)他們熟識(shí)并喜愛(ài)的人,做出了一個(gè)英勇又讓人出乎意料的決定,迫使大腦研究邁向那條人們翹首已久的“命運(yùn)之路”。當(dāng)然仍有些科學(xué)家對(duì)此只是感到驚訝。“有些人認(rèn)為我很勇敢,有些則覺(jué)得我很瘋狂。”肯尼迪說(shuō)。

在佐治亞州,我問(wèn)肯尼迪是否愿意再做一次這個(gè)實(shí)驗(yàn)。“在我自己身上?”他說(shuō)。“不,我不應(yīng)該再來(lái)一遍了,我的意思是,絕對(duì)不要在同一邊。”說(shuō)著他用手指敲了敲自己的太陽(yáng)穴,圓錐電極還埋在那里。之后,好像是受到了把電極植入另一側(cè)大腦這一念頭的啟發(fā),他開(kāi)始計(jì)劃制作新的電極和更加復(fù)雜精密的植入物:為了得到FDA對(duì)他研究的許可,更為了得到經(jīng)費(fèi)資助,這樣他就能承擔(dān)得起任何研究支出。

“不,另一邊我也不應(yīng)該做。”他最后說(shuō)道。“總之,我們現(xiàn)在沒(méi)有合適的電子元件。等它們都造好了,請(qǐng)?jiān)賳?wèn)我一次。”這就是我在和肯尼迪的相處過(guò)程中學(xué)到的東西,也是從他那混亂的言語(yǔ)中領(lǐng)悟到的人生真諦:與其在對(duì)未來(lái)的幻想中沉淪,不如勇敢地向前踏出第一步。

 

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