脑联网:大脑串联成的有机电脑

转自|煎蛋

网址|www.jiandan.net

脑联网时代即将到来。当四只老鼠的大脑相连形成“脑联网”,它们完成计算任务的能力要比任何一只老鼠独立完成要好得多。

Katie Zhuang, Duke University

这是Duke大学实验室一系列研究当中的最新实验成果,比起现实更像是科幻小说里的概念。举个例子,下面是Miguel Nicolelis发表在Scientific Reports的最近的论文上面的开头:

“最近,我们提出了脑联网的概念,即将多个动物的大脑通过大脑接口实时协同互换信息,可以提供一种新型的计算机核心:有机计算机。在此,我们描述下由四只成年老鼠大脑联接而成的脑联网的初次实验示范。”

然而不仅仅是老鼠。Nicolelis又在Scientific Reports发表了第二篇论文,描述了另一个脑联网:将三只猴子的大脑连起来,控制屏幕上的虚拟三轴手臂。

“我们在2011年就提出了问题:当你有多个受试对象尝试实现一个单个大脑无法独立完成的目标时该怎样,” Nicolelis和我说,“我们很快认识到我们需要将大脑同步起来,完成复杂的任务。”

猴子们协同操作一个虚拟手 Image: Katie Zhuang, Duke University

原来将动物大脑进行同步其实并没有那么困难。拿猴子来讲,它们被训练只用它们的大脑来操作屏幕上的虚拟猴子手臂(这是一项巨大的技术突破,并且是Nicolelis2011年的论文主题)。Nicolelis也开发了脑控义肢,在2014世界杯上进行了演示。

之后,猴子们的大脑连在一起,并失去了部分控制权——每只猴子的大脑只能控制一个轴向上的运动。数天之后,猴子们就学会了,即使没有Nicolelis的提示,也可用虚拟手臂抓住虚拟物体。

他想看看他是否能够“创造一个由单独大脑组成的超脑”,他告诉我,这就是老鼠实验的目的。

在那个项目中,不给老鼠们提供水,除非老鼠能够同步大脑完成任务,才给它们水喝。这样一来,Nicolelis必须将那些老鼠转变成处理器。

“一旦我们发现可以让它们行为互相相关,我们就建立了一种新型电脑——可以处理任何硅芯片计算机可以处理的任务。我们是否可以存储信息并且进行读取?我们是否有了新型存储器?”他说,“结果证明,只要动物醒着,我们就可以做到。”

Nicolelis在论文里写道他可以利用老鼠脑联网进行一些“实用的计算问题,例如离散分类、图形绘制、存储和检索触觉信息,甚至是天气预报。”

最重要的是,“脑联网在任务中一向比单独老鼠的表现持平或更高。”

例如,在一次测试中,不同的老鼠大脑提供了不同的气压和温度信息,然后脑联网的算力计算下雨概率的准确率(提供如上数据)更高。

Nicolelis说,基本上,他用大脑创造了一个“典型的人造自然网络”。在这个意义上,这真是一点也不像是人造的。

在未来有机电脑将如何工作是每个人的猜想,但是Nicolelis和我说有一个潜在应用可能会在近未来实现。听起来他希望我们可以利用生物方式解决用机械手段较难完成任务——这是一项和“使用细菌自然进程进行制造”类似的理论。

“这些计算机将不会用来做文字处理、数值计算、互联网研究,它们将被制定适合动物的非常具体的工作,”他说,“这将是计算机界我们未曾触及的完全不同的领域。”

实验中脑联网稳定超过单独的老鼠大脑

尽管这些动物的大脑被植入了电极,他表示他的团队正在努力实现无创人脑脑联网的设想。例如,你可以将一个中风病人和医生或治疗师的大脑进行连接,或许通过治疗师的脑力可以某种程度上恢复中风病人的身体机能。

“我们认为相比物理疗法,我们可以使用无创脑联网,帮助他们更快地学习和训练,”他说,“这是大脑的因特网。在某种意义上,当人们使用互联网时,已经将大家的大脑同步起来——但是在未来,同样的事将不再依赖于敲键盘或者点鼠标。”

原文发布于微信公众号 - 大数据文摘(BigDataDigest)

原文发表时间:2015-07-22

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