渐近永生:两种意识上传的技术实现手段

本文为《意识上传不是科幻》的续作,作者为PingWest品玩特约作者啸语,“原创技术观察,写给万分之一的创新者”  / 编辑:光谱


随着微系统、全脑仿真等技术的进步,意识上传不再是遥不可及的科幻,本文介绍两种可能的意识上传技术路线。

一种路线是逐渐把生物脑的功能转移到“外皮层”,以类似于特修斯之船的方式,转变为赛博格或者说半机械人。首先,随着脑机接口、脑植入电极以及相关理论研究的进步,用人造神经元逐步替换大脑的可能性出现。

黑石微系统(Blackrock Microsystems)开发的犹它阵列,帮助大脑之门(BrainGate)项目实现了全身瘫痪者通过大脑直接控制鼠标和机械臂。最近也有利用植入式电极在模拟器上意念驾驶 F-35 战斗机的新闻,该技术由 DARPA(美国国防部先进研究计划署)赞助,因为在军事上的应用是非常直接的。镰池和马在小说中描述了 “把身体在负七十度的条件下冻结,仅仅维持大脑判断能力的「半冻结技术」”,实现了提高驾驶员身体强度以适应战斗机超高加速度。

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但这不是脑机接口技术的终点,而是起点。目前电极阵列正在逐渐从有线通信改进到无线通信以方便用户移动,但是如果我们把电极尺寸缩小百倍,就会遇到通信和供电障碍,因为接收天线的尺寸缩小要求电磁波频率相应提高,而频率提高也就意味着对于人体组织加热的增加,损耗增加而效率降低。因此用于体内环境的无线传感器不能无限缩小,只要还没造出智子这样的完美脑机接口。

加州大学伯克利的 Dongjin Seo 和合作伙伴们正在研究如何突破这一根本问题,以实现投放上千个尺寸接近神经细胞的自由浮动神经尘埃,我的后续文章会详细介绍神经尘埃的优势。

脑机接口的目标不只是单向的读取,而是双向交互。通过电极的电刺激实现与神经细胞的交互存在一个局限,那就是电刺激范围过大,而可以精准刺激单个神经细胞的光遗传法则需要通过转基因在神经细胞中插入光敏蛋白,这个方法暂时只能用于动物研究。不过可以投放神经递质的人造神经元已经诞生,并且可以实现与单个神经细胞的通信,我的后续文章会详细介绍。

革命性的脑机接口技术出现之后,人造海马体也会随之出现,南加州大学的 Theodore Berger 博士正在进行这方面的研究,通过芯片绕过受损部位,替代海马体工作。他表示:“就像雷.库兹韦尔提到的,一个领域有可能一夜之间爆发出很多新发现和成果,人造海马体就是这样。我曾经认为我要到退休才能在老鼠上实现,现在看来几年之内就可以把成果从老鼠应用到人类。”

通过微系统或者说纳米机器人实现人工神经元的替换,像攻壳机动队中的草薙素子一样,替换率达到 100%,也就相当于意识上传了:“独步天下,吾心自洁,无欲无求,如林中之象。”

另外一种更加具体、可行性更高的意识上传方案则是基于高精度扫描与仿真,大脑保存基金会的创始主席以及霍华德·休斯医学研究所的资深科学家 Ken Hayworth 博士曾经在演讲中提到:

我相信目前确定拥有显著长期价值的技术之一是聚焦离子/电子双束显微电镜(FIBSEM)——聚焦离子束扫描电镜技术。聚焦离子/电子双束显微电镜因为可以去除5纳米的薄片,已经在所有技术中展示出了最高的各向同性分辨率。这一点至关重要,因为在这种分辨率下,读取大脑连接组没有歧义。所有其他技术都需要金刚石刀切割或者刮去超薄切片。与此相反,聚焦离子/电子双束显微电镜使用离子束,这可以通过简单调整电压来削尖光束。

我认为计划已经差不多了,关于计划:如果你在 1950 年问冯·布朗他把人送上月球的计划是什么,他可能会简单地说“造一个很大的火箭”。当然考虑到细节和困难,他需要说更多,但是本质上送人到月球的问题也就是造一个足够带有效载荷达到轨道速度的大火箭。

当被问到本世纪中叶上传大脑的计划时,我会建议:

1. 找出化学处理、重金属液固定和树脂包裹完整人类大脑的方法。
2. 制造能够无损把大脑切割成适合 FIBSEM 成像的 20 微米厚板的热刀厚切机器。
3. 开发能够以千为单位量产的聚焦离子/电子双束显微电镜,从而可以同时给 20 微米厚板成像,缩短总时间。
就像阿波罗计划,这个项目将需要大量资源,但是我认为这是一个直接的计划,并且对人类更重要——把第一个人类意识送到网络空间,并且让她安全恢复意识。

如果我们确定大脑保存流程已经成熟,就会在全世界的医院实施。这就是为什么我几年前成立了大脑保护基金会,并且这也是我们向所有开发大脑保存技术的科学家和医学研究人员发布挑战奖的原因。一旦大脑保存开始在全世界的医院提供,真正的意识上传革命就要开始。

目前扫描技术的进展很快。最新的电子显微镜,比如低温电镜(Cryo-TEM),成像分辨率可以达到惊人的 3 埃米(纳米的 1/10,10的负10次方米),放大倍数比聚焦离子/电子双束显微电镜高 50 倍,在这个尺度下,脑蛋白甚至单个原子也可以直接看到。“只送大脑!” 这句话正在以另外一种形式推进着。

刘慈欣在三体 3《死神永生》中写到:

如果让人预测十年后,可能结果不一,但对于一百年后,有人怀疑那是天堂。确定这点很容易,看看一百年前过的是什么日子就行了。

所以,如果能够冬眠,很少有人愿意留在现在。从社会学角度审视冬眠技术,人们发现,同为生物学上的突破,与冬眠带来的麻烦相比,克隆人真是微不足道——后者的问题只是伦理上的,且只有基督教文化会感到头痛;冬眠的隐患却是现实的,并影响整个人类世界。这项技术一旦产业化,将有一部分人去未来的天堂,其余的人只能在灰头土脸的现实中为他们建设天堂。但最令人担忧的是未来最大的一个诱惑:永生。

永生并不遥远,现在就有人在为迎接永生做准备了,向大脑保存基金会捐款 $1,000 的 Edgar W. Swank 表示:

我这次捐款的动机完全是自私的。我已经 71 岁了,应该很快就需要保存我的大脑。万一保存技术尚未成熟,我会通过人体冷冻来等待。作为美国人体冷冻协会主席,我希望我们可以与大脑保存基金会合作。我已经准备好被上传到数码世界,这大概与天堂没什么区别。上传之后我就不打算回到人间了。

意识上传还有个很自然的附带效果:天堂的手机手表头盔眼镜销量是 0。

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《乐园追放》中体现的虚拟社会也是基于扫描,并且比起扫描死者的大脑,从受精卵开始扫描仿真还有一个重要的好处,就是节约扫描所需时间和工作量。受精之后 1300 小时,也就是大约 8 周,在这个时间点,胚开始形成脊髓,大脑皮层的沟回轮廓已经出现。

此外,即使是现在的社会,认为堕胎合法的人也是大多数,并且胚胎并不具有人的法律地位。

对于扫描之后的模拟大脑,以欧洲蓝脑计划和美国的 BRAIN Initiative(Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies,首字母缩写刚好是 BRAIN,也被称为奥巴马脑计划)为代表的很多计划都瞄准了全脑仿真。

“扫描的精度并不是无限的,超出扫描精度的误差因为神棍的蝴蝶效应,会影响整个系统”

对于这种质疑,我只能表示,我无法证明雅鲁藏布江的水位涨跌永远不会导致你读到的这篇文章出现错别字。

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