进入21世纪后，神经科学家重新理解了大脑的可塑性，如果你是个驾驶经验丰富的老司机，你有没有体验过“人车合一”的感觉？作为一名驾龄接近二十年的老师傅，我经常体验“人车合一”，就是开车时对外界的感觉从自己的身体扩展到了汽车主体，不用细看就感觉得到车子与前后左右物体的距离，尤其是早些年开手动档汽车在川流不息的高速公路上飞奔，大脑要及时判断超车还是并道，手脚同时配合踩离合器换档加油还要踩刹车，一系列操控既轻松又紧张地配合着，大脑与身体同步兴奋的爽感解释了为啥高速公路上容易飙车。这，就是“车感”。
“车感”这种现象就和大脑的可塑性有关，也就意味着大脑能重新定义身体的边界。让我们来看一个“幻肢”的例子。有些人不幸被截肢，比如失去了手，但他总觉得那只手还在。而且这个不存在的手还常常会有剧烈的疼痛感，或者僵硬的瘫痪感。这种感觉，称为“幻肢痛”。你可能会觉得奇怪：这“手”都不存在了，是什么在给大脑提供反馈信号呢？
著名的神经科学家拉玛钱徳朗( V. S. Ramachandran )用一个简单的“镜箱”设备，就把幻肢痛给治好了。镜箱，就是一面镜子和一个纸箱的组合。它的原理很简单，就是病人把健全的手伸进箱子里，通过镜子的反射，他以为看到自己失去的手。病人活动那只健全的手，会以为在活动幻肢。一段时间之后，疼痛感居然就减轻了。
拉玛钱徳朗认为，幻肢现象是因为失去的手，仍然被大脑定义在身体的边界之内，而镜箱所做的，其实就是用错觉告诉大脑：“看！你的手就在这里，你能指挥它”。那么之前感到的痛感，通过活动这个幻肢，逐渐就消退了。
幻肢的例子让我们看到，大脑并不是时刻都要依赖身体这个侦察兵。大脑这位指挥官，对身体有一个全局的洞察，有它自己关于身体边界的世界模型。
现在，大脑的全局洞察可以被重塑，科学家发现大脑皮层的重组，就是大脑可塑性的一种体现。大脑皮层就相当于是人的中央处理器。日常生活中我们大部分行为和复杂认知，比如说思考、说话、视觉听觉、运动，甚至是你的性格，都跟大脑皮层有关。想到大脑的时候，你眼前浮现出的那个很多褶皱和沟壑的大脑形态，就是皮层的样子。
BrainPort（大脑港），是美国一家生物医疗器械公司 Wicab 开发的复杂机器，通过主动刺激大脑，让皮层重组更高效地发生——他们能用让盲人用“舌头”看到世界。这个小仪器的关键部件是个电极芯片，像棒棒糖一样能含在嘴里，还有一副能采集图像的眼镜。眼镜会收集图像信号，比如说形状、大小、深度、角度。这些信号被转化为不同的电刺激，通过芯片刺激盲人的舌头。这样，盲人就通过舌头“看见”东西了。
这就是脑机接口的初衷——利用机器修复身体机能。
脑机接口的第二层体验是拥有“心流”，也就是改善精神状态的作用。心流状态能让我们感受到大脑一片安静，意识不到时间的流逝却又异常清醒。最早科学家用脑机接口来辅助“心流体验”是被动的，就好像我们平常在医院做脑电图，只是采集脑电波，分析频率。脑机接口技术怎么来改善精神状态呢？旧金山有一个叫Smart Cap的公司，就把脑电图（EEG）做成了棒球帽。这个产品可以用来缓解卡车司机的疲劳驾驶，减少由于专注度不集中带来的交通危险。
2014年，ABM（Abvanced Brain Monitoring)公司CEO克里斯·贝卡（Chris Berka）展示的实验成果是，他们通过脑电图（EEG）脑机接口，探测大脑心流状态的信号，然后对接受测试的人进行听觉、视觉或触觉的全方位刺激，让他们处于一般状态的大脑，慢慢接近心流状态，效果很显著。
这种实验方法训练的实验者，新手学习速度比原先提升了2.3倍。仅仅1天时间的训练，85%的实验者就可以对大脑状态进行熟练切换了。也就是说，通过反复刺激的方式刺激普通人达到心流状态，普通人也可以像长时间的佛教修行者禅定那样，熟练地进入到心流的状态了。
另一种“主动”刺激的方法，叫作经颅电刺激（tDCS），类似的技术还有，经颅磁刺激（TMS），这两种刺激手段，都可以用来提高专注度。经颅电刺激（tDCS）释放微弱的电压，可以激活数百万神经元放电，将你在普通状态的大脑，瞬间激活成一个心流状态的大脑。这也是训练美军海豹突击队的方法，会用来加强军队训练的效率，提高狙击手的射击精准度。脑机接口会刺激海豹突击队员，在他们的脑中制造特定的脑电波，让他们可以反复进入心流状态。通过这种训练，海豹突击队成员学习一门外语的时间将会从六个月缩短到六个星期。
脑机接口金字塔的第三层体验是提升人类的大脑算力，譬如记忆移植和增强记忆，是用芯片储存的数学模型模仿大脑里海马体的记忆功能，再把记忆芯片植入大脑。2002年南加州大学的西奥多-伯格（Theodore Berger）教授发现了海马体的记忆密码，就开始尝试用芯片储存记忆密码的数据，再用芯片代替海马体程序员的工作，2013年他终于用猴子完成了实验，过程大概是这样的：把芯片植入一只猴子大脑，然后训练这只猴子在30秒内按到正确的按钮。接下来，把芯片复制到另一只猴子脑内，第二只猴子居然直接选择了正确的按钮，完成了本该通过训练才能完成的按钮动作。到2016年，伯格教授用记忆芯片尝试做人类实验，移植成功率已经接近80%。
这些实验让更多人设想，如果记忆都可以用芯片的方式备份和储存，那人类的意识呢？情感呢？如果记忆、情感、意识都可以转化为电子信息，储存在芯片中或者上传到云端，是不是一个人就可以在数字世界实现永生了呢？
另一个执着于增强技术的脑机接口公司，就是埃隆·马斯克和他的NeuraLink。马斯克看重的是脑机接口给人类进化出的“数字化第三层”。简单来说，大脑的第一层是欲望，第二层掌管理性，表面上，大脑的两层和谐共处，但其实，它们常常在大脑里打架。你肯定有过这种经验，你的欲望与理性在大脑里发生争执。欲望想要吃巧克力，但理性告诉你巧克力热量太高了，会长胖。这时候我们就需要马斯克说的第三层，来协调一下这两层的矛盾。
“数字化第三层”通过“感觉分离”，也就是你的体验和你的感觉，没必要非得绑定在一起。你完全可以利用脑机接口，直接给边缘系统输送一些数据和算法，边缘系统收到数据，就有了“吃到巧克力”的感觉。你获得了吃巧克力的乐趣和快感，但现实中根本不需要真的吃下一块巧克力。
如果脑机接口有一天真的可以让感觉分离，那会发生什么？你可以设想一下，你可以用脑机体验性爱的愉悦，你可以感受极限运动的快感，你可以尝试不同经历的乐趣，却完全不需要亲自去经历它们。这种“数字化第三层”包括了人类和机器智能的融合，相当于把现在的手机电脑这些增长人类智能的数字设备，直接与大脑连在一起，人类拥有了计算机的存储能力和运算速度，可以随意调取计算机和云端的信息。比如，你和朋友交谈，可以轻松引经据典；要完成任务的时候，也能快速分析对比所有潜在情况，找出最优解。
目前，脑机技术突破最关键的问题并没有解决，那就是“带宽”。你可以把“带宽” 想象成脑电信号传递的通道，信息在大脑与计算机之间流动，流动通道有多宽，就决定了能流动信息的数量级和速度。
那我们看看大脑的算力有多大？我们大脑每时每刻释放的信息量是非常巨大的。假设大脑中1%的神经元同时放电，相当于能1秒就发送400部高清电影。如果想要让大脑能够无障碍与机器沟通，脑机接口就应该也可以1秒发送和接收400部高清电影。但这是非常高的带宽，大概是现在最大带宽的几十万倍。所以，未来，带宽是脑机发展的关键突破。著名的未来学家雷-库兹韦尔（Ray Kurzweil）就预测，到2045年，人类智能将在脑机文明上有上亿倍的增长。
如果电极遵循摩尔定律的发展，库兹韦尔的预测也可能会成真。科学家对电极的研究遵循摩尔定律，说的是单位面积电极数量的增长，一般每7.4 年翻一倍。如果电极能够同时记录100万个神经元，就可以做出全脑接口了。随着研发速度的加快，脑机接口的摩尔定律也可能赶上晶体管的摩尔定律，也就是每1.5年翻一倍，如果照这样计算，我们距离全脑接口，好像真的不是很远，可能只需要30年。
脑机接口的终极体验是“脑脑交互”，是一种不需要对话来传递信息的交流方式，就像我们常说的“心领神会”，虽然一切尽在不言中，但你的想法我都懂。我们期待的脑脑交互应该是和计算机很类似的。两台计算机之间怎么传输信息呢？你在自己的电脑上编辑一个Word文档，发到另一台计算机上，即使经过了压缩、传输、解压的过程，两台计算机上的文件依然是一模一样的，这是一种无损的信息沟通。
而人类之间的沟通和信息传输方式呢，却完全不是这样。比如，为了把大脑中的信息传递出去，我们不得不对大脑想法进行压缩。压缩会造成信息缺失，还会出现错误，“词不达意”的情况时有发生。除了压缩的过程，传输也可能造成信息的缺失和误解，所谓“左耳进右耳出”，就是传递信息的人虽然把信息完整地发送了，但接收的人并没有听到。
语言不仅在压缩和传输时会使信息失真，解压也有问题。不同的价值体系、文化和意识的差异，导致不同人对语言的解压方式不同。同样一个词，“苹果”，你可能想到的是一家超级公司，而另一个人可能想到就是吃一个苹果。
最后，还有另一种情况，我们常说“千言万语尽在不言中”，因为在那这一刻，语言表达不了大脑中的想法。语言就像你的新闻发言人，但你知道，新闻发言人有时候可能压根不了解你的真实想法。那么，当你用语言交流的时候，真实的大脑里究竟发生了什么呢？你的大脑里可能有无数的想法在迸发，有声音、有感觉、有思考的过程，脑海中的画面等等。所以，语言只是那些信息的一个表达出口。
既然机器能直接听懂你想说什么，并且还能帮你传递给别人，那虽然脑脑交互暂时没有实现，但人们运用语言的场景也可能有翻天覆地的变化。而脑脑交互如果实现，我们就不需要开会了，因为所有人的信息都可以快速交换，你能快速向很多人发送你的想法，也同时能接收来自很多人的各种想法，你的大脑可以快速理解、反馈，真正地实现了信息的无障碍共享，完全的智能协同。
著名科幻作家艾萨克.阿西莫夫在在他的《基地》系列科幻小说中就设想过类似情况，书中的一些科学家有一种能力，他们通晓心灵检测和精神控制技术。有了这种技术，他们就可以用精妙的数学，对人类的思维和情绪进行解码。只要他们把解码方式展示给对方，对方立刻就能理解自己的想法。所以脑脑交互根本不是语言的直接交互，而是一种“无损”的大脑信息传输方式，彼此传递的本质就是神经元群的活动。
未来，脑机接口能大大提升人们之间交流的速度和信息量，这是效率的提升。加上能消除误解，人与人之间无法理解的情况也会大大降低。而最关键的是，脑脑交互不仅改变了沟通低效和高误会的问题，还给人类协作方式也带来了根本性的改变。
2018年，华盛顿大学刚刚做了一个3人共同协作，完成俄罗斯方块的游戏。他们就是带上了脑电图头盔这种非侵入式脑机设备，纯靠看和想，完成游戏的。在这个实验中，3人的角色是不同的，有2个人负责看，他们既能看到底下的方块堆积情况，又能看到上方方块的降落情况。而第3个人，他负责玩，玩的人也是通过脑机接口控制方块的方向，但玩的人看不到游戏情况，所以他们必须协作。
那实验中如何做呢？这是通过一种叫TMS的磁刺激方式来传递信息的。观察者看到降落的方块，可以决定要不要把方块转换方向。方式很简单，他们只盯着屏幕上写着“是”或者“否”的那个闪光条就行了。这个选择会被转换成TMS的刺激，让操控者也能在脑海中浮现出“是”或“否”的指令。在5组不同的实验中，这种脑脑交互传达信息的准确率达到了81.25%。
所以脑脑交互发展的未来有可能颠覆人类目前所有的认知范围，整个人类世界有可能会被重构。阿西莫夫在他的科幻小说中就给我们开个脑洞看看，在《基地》系列最后两部中提到一个叫“盖亚”的行星，这个行星上的所有物体，包括人类、动物、植物，甚至汽车、房子和飞机都连接成了一个生命体，实现了真正的万物互联。而这个巨大的生命体，拥有绝对的智慧，高于银河系中任何一颗星球的智慧。
所有生命形成了生命共同体，都拥有同一个大脑吗？这个大脑，主动分配所有人做事情。你可能乍一听觉得很震惊，但恰恰这个设想非常有可能就是人类的未来。
有一个词，叫“涌现特性”。是指在复杂系统里，当个体相互协作到一定程度时，就会涌现类似于“1+1=3”这种更高层面特性。举一个类似的例子，一只蚂蚁能做到的事极其有限，可一旦蚂蚁协作规模到达一定的数量，协作密切到达一定程度，整个蚁群就会呈现一种更高的群体智慧。
我们一直无法解释智能的出现，很多人猜想是因为大脑里面1000亿神经元活动的涌现，人类才产生了高级智能。那等到每个人大脑都连接了脑机接口，可以随时更新迭代，又彼此互联，每个想法和创意都能迅速蔓延几十亿的人类群体，那么涌现出一个全新的智慧，真的有可能是人类进化的终极形态。
以上内容，从修复身体机能、改善精神状态、增强大脑算力和“脑脑交互”的人类终极体验四个层次，阐述了脑机接口的现实运用。既然脑机接口将成为人类未来的命运，你可能会想到科幻电影譬如《头号玩家》里少数邪恶人类控制世界的场景，那么，未来人类有可能会被机器人控制吗？那样的社会将会面临怎样的社会伦理观念呢？
让我们来认识一个叫尼尔-哈比森（Neil Harbisson）的英国人。如果你去看他的护照就会发现，护照照片有一个和别人都不一样的点，他的头上插着一根天线。这根天线是干什么用的呢？因为哈比森出生时候是全色盲，有了这根天线，他就能靠听，感受到世界的色彩了。最初哈比森的天线只是一个可穿戴的电子眼设备，但后来他发现自己24小时都离不开天线，这就是他身体的一部分，所以他决定把天线的芯片植入大脑。现在他是全球第一位合法的半机械公民。
前面我们说的是脑脑交互，当然也可以用另一个更形象的词“脑联网”。这是第一次人类大脑从单机走向互联，每个人原本最隐秘的意识从封闭走向开放。这是更大的思考尺度，跳出了个体维度，从人类整个群体角度重新思考。人类从灵长类动物进化为现代人，这个过程越来越快，从灵长类动物到智人进化以十万年为单位，而从智人到现代人只经过了几万年。现在，脑机接口这样的生物改造工程，让人类生命进化的速度更快，未来的演进非常有可能以百年为单位，甚至更短。我们正在一步步重新定义“什么是人类”。
看看互联网，我们很自然能够想到脑联网给我们带来的挑战，互联网不就是计算机从单机时代走向网络嘛。我们出现了信息安全，我们担心隐私被窃取，担心黑客攻击，担心非法交易、犯罪、欺骗等等。但互联网能做的不过是通过用户的使用操作行为，获取用户没有告知的信息，比如浏览了什么网站，有什么购物爱好。脑联网却让我们的大脑第一次曝光出来，我们可能完全不知道会有什么风险。我们会担心思想和意识信息的泄露，害怕可能有人窃取我们的神经数据，甚至反过来修改脑机接口，操控我们的意识。
然而这不是一个新问题。市场经济时代，人类早就掌控了让被操控者不自知的技术。广告让你自以为自愿地消费，游戏让你自以为自愿地上瘾，互联网让你自以为自愿地沉浸其中。面对这些“操控”，你并没有感到被技术胁迫，反而乐在其中，因为技术正在不断重新定义人类自由的边界。我们接受了自己的欲望，让渡了一部分自由，但拓宽了人类的能力和享受的空间。脑联网时代，我们是不是也有可能牺牲意志自由一部分疆土，欣然接受机器对脑的直接干预，来获取更大的能力呢？可能所谓失去自由没有你想象得那么值得担心。
相比于对自由限制的担忧，像哈比森一样，人类与机器究竟要以什么关系存在才是最大的伦理冲击。你是不是也发现，人造物表现得越来越像生命体，而生命变得越来越机械化。这都是因为人类对自我改造能力的不断增强。当我们感到新技术挑起了看似不可解决的伦理冲突时，可能是我们的伦理框架本身需要进化或伦理进化正在发生。一旦进化完成，你就发现，当初看似不可调和的矛盾好像没有从来没有存在过一样。
古希腊只有自由男人才有权投票，但历史的发展，不断地把女人、奴隶、异族人、不同种族和肤色的人，甚至动物、植物等等都放进了伦理主体的范畴。未来，机器也会进来。
这个过程，真正变化的是人类对伦理主体范围的理解。所以，当你遇到看似不可调和的伦理冲突时，可以仔细分辨一下，它是真问题，还是下一次进化的起点。
所以面对人类和机器关系这个问题，我们可能会越来越接受机器的生命化。机器既不是人类的工具也不是人类的奴隶，更不是人类的主宰。我们需要借助机器的算力获得进化，机器也需要借助人脑的适应性和容错性，机器会以人类的合作方出现，和人类协同进化。
《失控》的作者凯文·凯利认为人类发生了四次认知唤醒。第一次认知唤醒发生在哥白尼提出日心说的时候，我们把地球拉下神坛，原来地球不是宇宙中心，我们重塑了人类与宇宙的关系。第二次达尔文提出进化论，我们又把神拉下神坛，原来人都是猴子进化来的。第三次呢，哲学家弗洛伊德用自我意识论打破了人类与自我的认知。这一次，第四次认知唤醒，就是像哈比森一样，人类重新认知自己与机器的关系，未来可能会有更多半机械人成为合法公民。
总结来看，在技术发展的进程中，我们发现，只要技术已经出现，你不可能真的完全拒绝它。如果你因为科技发展而感到恐慌，不如换一个思路，先承认它必然会到来，主动调整伦理框架，让伦理边界也能同步进化。既然过去伦理总是走在技术的后面，那现在，我们要做的就是前置这种思考。
单机大脑的打怪时代结束了，未来是一个脑联网的时代。我们跟脑机接口的故事才刚刚开始。
