S公司电动自动驾驶汽车、可重复使用的太空船、Hyperloop运输、火星殖民任务：埃隆·马斯克（Elon Musk）不遗余力地将这些曾经刻骨铭心的幻想变成现实。但这些技术都没有让他像人工智能那样警惕。今年夏天早些时候，在2016年代码会议上，马斯克公开表示，考虑到目前人工智能的发展速度，人类最终可能会在认知和智力上落后-“很多。”他对这种不讨人喜欢的命运的解决方案是一种新型的脑机接口，类似于苏格兰小说家伊恩·班克斯（Iain M.Banks）在年描述的植入式“神经带”向风看，是他“文化系列”书籍的一部分。除了作为一种成长仪式外，它还提升了人脑，使其能够与具有人类水平或更高智能的人工智能相比更具竞争力。
更智能的人工智能当然正在开发中，但我们在生产神经系带方面还有多远？在会议上，马斯克说，他不知道有哪家公司正在开发一款。但去年，哈佛大学马克·海曼（Mark Hyman）化学教授查尔斯·利伯（Charles Lieber）领导的一个研究小组，描述在里面纳米技术一个像花边一样的电子网，“你可以直接注射”到三维合成和生物结构中，比如大脑。这是一个重要的步骤。
他的团队纸张，于8月29日出版自然方法，对早期的工作进行了扩展，以表明网状脑植入物很容易集成到小鼠大脑中，并能够在至少八个月内进行神经元记录。利伯说：“在科学领域，我有时会感到失望，在这种情况下，我们感到非常惊喜。”。对于我们这些希望获得神经系带的人来说，这种发展真正意味着什么？
我最近采访了利伯，他可以说是有能力实现这一科幻预言的科学家之一。
神经系带制造商：查尔斯·莱伯克里斯·斯奈布尔摄你们实验室的目标是创造出像今年夏天Elon Musk提到的神经花边吗？
我真的不认为这是不切实际的。有人会说，“好吧，我们已经可以用脑机接口做很多事情了”，这是真的。但我认为现在大脑的实际接口是如此粗糙，它在很大程度上依赖于大脑外部的计算或信号分析能力。我们正在尝试做的是制造一个可以神经交流的电子电路，也就是Elon Musk所说的，一个神经网络，尽管它是一个人造结构，但它看起来就像自然网络一样的生物系统。
一开始没有人，很多评论家都是第一个 纸，相信我们甚至可以通过针头注入电子，然后不会破坏电子。事实上，这其中很多与生物无关。这真的是关于材料科学，也表明你可以将其注入其他类型的结构中。此外，其他植入大脑的电子设备总是会引起某种免疫反应和损伤，这可能是由于将一些真正坚硬的东西放入这个软组织的组合：无论何时你移动，你的大脑移动，它的移动都与这个东西不同。它可以破坏细胞；而且，由于它要大得多，细胞或生物系统显然更容易将其识别为异物并试图攻击它。
但是，我们的哲学似乎会很有价值，因为它解决了免疫反应问题，然后允许我们现在进行测量并调节神经电路。这基本上是我们一直在研究的啮齿动物的一生，这是前所未有的。
正如伊恩·M·班克斯（Iain M.Banks）在他的小说中所描述的那样，说神经花边在大脑中成型，然后大脑围绕它生长并将其融合，对吗？
大脑在整个神经系统中生长。当它被注射时，这个二维网格最终就像一个圆柱体，仍然是一个网格，它被组织填充。在某些过程中，我们不了解所有的细节，显然有一些再生，组织的一些重塑重新填充了这个空间，在这里，针头最初将所有组织移开。然后你会看到一些东西，在这个大致呈圆柱形的网格结构之间相互渗透。你可以想象将这个网状物或花边与干细胞共同注射，并使受损组织再生。使用一些刺激和东西，你可以用你想要的科幻小说的方式来重新连接，但也不是完全疯狂。这当然是在物理上可能的范围内。
你对埃隆·马斯克（Elon Musk）关于我们需要神经地带来与超智能AI竞争的说法有何看法？
是 啊。我认为这是一件好事，但我认为有两种方式。一是它可以帮助那些处于不利地位或身体状况不佳的人，但另一方面，显而易见的是增强。显然，这总是会有道德问题，但最终，这是可能的。我们的兴趣是为了人类的利益而做事，也许我听起来像一个理想主义者。我认为我们的目标是做点什么，我认为第一，纠正缺陷是可能的。我不介意增加一TB的内存。
神经系带如何开始平衡认知领域？
它可以在单个神经元水平上跟踪与神经回路老化相关的变化。我们确实有能力将刺激输入到这些正在减速的电路中。事实上，你可以再次刺激它，并试图让行为恢复到你30岁或50岁时的状态。
我认为这将在非常详细的生物学水平上提供对老化或神经退行性疾病正在发生的情况的洞察力。这可能是我自己的实验室目前更感兴趣的地方，因为我认为这是一个更容易处理的问题。随着时间的推移，对特定动物或人的大多数研究都是通过MRI或类似的方法进行的。但核磁共振成像分辨率很低，就我们所说的纵向研究而言，情况变化太大了。它告诉你，“好吧，一般来说，这个区域正在发生一些事情”，但如果你真的想开始以更精确的方式来区分或处理某些事情，你需要一个更细胞级的视图，这就是这些电测量的功率，原则上。
你什么时候开始研究神经系带的？
这项工作从2000年初就开始了，真正的动机是我们早期在基于芯片的平台上开发基于纳米线的新型纳米电子器件的工作。但归根结底，生物学是非常三维的。虽然人们可以将一些或多或少是平面的东西粘贴到三维组织中，但这实际上并不是生物行为的方式——三维的许多连接性很重要。
是什么让你开始三维工作的？
我们做的第一件事是创造了第一个三维晶体管：三维的，在某种意义上，纳米级器件完全从衬底上移除，然后可以放置在细胞内。这个想法是把物体从基底上移开，进入三维自由空间，这样它们就可以整合到整个组织中。这表明我们可以事实上首次将计算机行业的基本构建块放入细胞中并与之通信。
然后是组织工程方面的所有工作。人们制造这些支架，用于再生医学，以植入的想法生长细胞。如果我们能做一个看起来像三维开放式脚手架的东西呢？它必须是真正开放的，这样细胞才能进入，然后发育成电子设备交织在一起。我们称之为电子网或脚手架。我们在2011年初到2012年间使用这个技术，制造了第一个同时具有神经组织和心脏组织的半械人组织，在其中我们可以制作一个三维互连的电子阵列，并在其中生长细胞，然后实际监测组织的行为。它看起来真的很像一块真正的纸巾。
你是怎么想做这种纸巾状的蕾丝的？
我们说，“好吧，你知道，治疗药物是通过注射器提供的。”有很多聚合物治疗药物可以替代身体中受损的组织，或者仅仅用于美甲等。“如果我们做了前所未闻的事怎么办？”人们会说，“这是不可能的。”我们可以通过一根针将电子电路注入大脑或其他组织，然后连接起来，然后进行监测吗？是的，我们可以，这就是我们今天的处境。
这真的是一个非常简单的过程。它不像一个普通的电子探针，你可以把它插入大脑进行大脑深层刺激。它是在普通的硅片上制作的，但我们只需要取下这片硅片，放上一层，它最终会溶解掉，然后在有聚合物层的地方做三层光刻，然后在网状聚合物层内部放上一些金属线，然后在上面放第二层聚合物，密封金属（除了你有录音设备的地方），然后用这个释放层溶解掉，你就有了材料。然后你可以把它吸到注射器里。这几乎就是这么简单。
事实证明，它的工作效果比我们最初想象的要好得多，一年前我们的原始论文中概述了一些原因，然后在本文中更是如此：这种网状结构可以注入，因为它的尺寸、规模和机械性能与神经网络或神经组织非常相似，结果没有免疫反应，这是前所未闻的。
除了大脑植入，你还设想了什么其他应用？
我们已经能够证明，这是一项正在进行的工作，你可以通过眼角、晶状体下方注入这个网格，然后让它展开到视网膜细胞层上，并从中记录下来。老鼠可以用这个继续工作数月，它不会影响他们的视力，因为它大部分是开放空间。它的开放度超过90%。
另一件事，我们有一些非常好的结果是，你可以直接在脊椎之间通过脊髓注射，而不会损伤脊髓。显而易见的一点是，你可以用它作为一个界面，在有创伤性损伤的情况下。然后，一旦它在那里，它就是一个非常灵活的东西。它根本不会影响正在发生的事情，因为它比任何东西都更灵活，除了被包裹在里面的神经元。你的整个脊椎可以弯曲，做它想做的一切。
就机器接口或假肢接口而言，这一点可以走到哪里，就是你可以直接连接到正确的电路，并随着时间的推移在神经元水平上不断地来回交互。随着时间的推移，你不会进行大量繁重的计算机处理。我认为对于瘫痪的人来说，也会有很多医疗机会。
Kiki Sanford博士拥有博士学位。加州大学戴维斯分校分子、细胞和综合生理学博士，是学习和记忆方面的专家。她也是广播节目的创始人和主持人 本周科学.
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