給大腦植入這個演演算法 人類就可以獲得「永恆的幸福」

不只有你會覺得這聽起來像是電視劇《黑鏡》里所說的一樣。然而，在本月早些時候召開的神經科學年度學會上，有兩支團隊都向我們展示了一部分新技術，而且我們在不久的將來有可能會被這項技術所影響。

想象一下：許多微小的電極在大腦的不同部位靜靜地住著，並實時記錄著人體器官的電活動。這些數據將記錄到一種個性化演演算法中，即一種「情緒地圖」——可以根據腦電波來判斷一個人的總體情緒變化。

當系統檢測並顯示抑鬱徵兆時，它會發出為了控制大腦情緒中心的電刺激使大腦變得興奮些。在這項演演算法的嚴密監視下，系統會不斷進行電刺激直到故障電路重新回到「快樂」狀態。

這些演演算法都是經過精密設計的。每一次進行刺激和調整的量都在可控範圍之內。這個系統的執行不需要醫生的指導，而且這個人也不會有很明顯被刺激的感覺，除了僅有的從悲傷中解脫出來的一般感覺。

在美國國防高級研究計劃局（DARPA）的資助下，科學家們希望這些未來的「閉環」植入物有一天能幫助那些患有創傷后應激障礙（PTSD）的退伍軍人，或患有嚴重抑鬱症的人，因為藥物治療對這些人沒有很好的效果。

DARPA的項目經理賈斯汀桑切斯說：「大腦與其他所有器官都有很大的不同，因為它擁有自發的神經網路和極強的適應性。」「實時、閉環神經界面讓我們能夠超越傳統的靜態思維，進入更精確的治療領域。」

儘管該系統設計的目的是幫助有精神疾病的患者，但它的潛在影響可能會涉及到更廣泛的社會群體。毫無疑問的是，尤其是對普通人而言，這項大腦手術需要付出高昂的費用來得到「刺激的快樂」。可以想象的是，最終系統的組成部分可能會被非侵入性的方式所取代，以測量和刺激大腦活動。

接下來會發生什麼？你會相信一個能夠直接地、持續地、長期地接觸到你的內心感受的人嗎？你會想要僅僅用幸福淹沒所有其他的情緒嗎？

深入挖掘

我們在這裡假設系統真的有效。該系統的核心依賴於幾十年前的技術，深度大腦刺激（DBS）。該技術首先被批准用於治療帕金森氏綜合症，依靠直接植入大腦的電極裝置來傳遞電脈衝刺激大腦。這些脈衝與系統本地神經元相互作用來改變它們的活動。

就像把一顆石子扔到靜止的水池裡一樣，核心神經元的運動變化會在神經迴路中產生漣漪。儘管神經科學家還沒有完全弄清楚具體的機制，但DBS似乎可以緩解一系列大腦神經障礙。至少在小規模或者分散的試驗中我們得到的結果是這樣的。

在早期展示DBS的效果的一個例子中，一位科學家通過打開和關閉刺激系統來詢問一位抑鬱症患者的感受。令人難以置信的是，患者在系統啟動時就說她有「騰雲駕霧」的感覺，而且她並沒有感覺到研究人員已經翻轉了電脈衝的方向。這個案例與其他早期的成功案例促成了最近一次針對90個抑鬱症患者的大規模試驗。但壞消息是：據統計的平均數據，這項研究在經過一年的治療后並沒有發現對患者有任何改善。

對於正在領導其中一個項目的加州大學舊金山分校（University of California，加州大學舊金山分校）的神經學家Edward Chang博士來說，這並不算結束。大多數DBS系統都把抑鬱症用同一種處理方式進行治療，而沒有考慮這個抑鬱症患者是否表現出不同的癥狀。這些系統用恆定的電脈衝來刺激大腦。而刺激方案是由醫生個人設定的，並沒有根據某一個病人的實際大腦狀況。

Chang教授表示，改進的關鍵在於如何設計植入物來針對每個人的癥狀進行專門治療，並且只在需要的時候將系統打開。

情緒地圖

Omid G.Sani博士是南加州大學的一名電氣工程師，他和研究小組共同開發了一種演演算法，即將腦電波轉化為主觀感官情緒。他的團隊與六名癲癇患者合作，通過將電極裝置植入他們的大腦中以尋找他們癲癇發作的源頭。在一到三周的時間裡，研究小組對每個病人的大腦活動進行了詳細的追蹤，同時通過標準化的調查問捲來準確檢測他們的情緒。

通過比較這兩種類型的信息，研究小組開發了一種演演算法來提取出少量「神經預測因子」，它是在神經網路中活動的動態模式，這種模式能夠準確地預測一個人的情緒變化。一些「熱點」出現了，其中包括大腦邊緣系統，它是一個之前被識別出來的能夠調節人類情緒和動機的中樞系統。

「這些動態的情緒生物標記和情緒解碼演演算法可以讓我們了解潛在的大腦情緒調節過程。」他補充道，這也是基於對情緒個性化刺激療法的第一步。

根據自然雜誌的報道，Sani和Cheng已經共同開發了一個針對人類進行測試的系統原型。類似的閉環系統已經在少數人身上進行了測試，但Cheng教授強調這些初步結果需要進一步驗證。

全面解析

由美國馬薩諸塞州總醫院的神經外科醫生Emad Eskandar領導的第二支團隊採取了一種稍微不同的方式。這種方法被稱為「跨越式治療」，它著眼於不同精神疾病的共性，而不是針對某一個特定的精神疾病進行療法設計。然後研究小組開發出一種演演算法，這種演演算法可以捕捉和提取與這些共同特徵相關的大腦活動，例如焦慮、健忘或缺乏同理心等。

對Eskandar來說，腦電波活動只是數據的一小部分。他的團隊還希望通過記錄單個神經元的活動，以確定那些精神疾病的患者何時會出現不適。這是一個雄心勃勃的目標。如果成功，Eskandar將能夠從單個神經元到神經迴路，再到大腦活動進行全方位計劃制定，而這是一個完整的、多層次的數據圖，可以用於向醫生提供更詳細的諮詢治療方案。

作為未來可能出現的產品，他們在大會上展示了一種演演算法，這種演演算法可以檢測出當人們注意力不集中的時間。參與者被要求專註於一項任務，然後在電腦生成的面部表情識別他們的情緒，同時讓他們的大腦活動受到監控。該演演算法最終學會了識別與分心有關的大腦神經活動模式。

當團隊通過參與者在正常反應下作出決定時對他們進行大腦刺激之後，參與者們在任務中的表現看起來得到了明顯的提高。「思想不集中」的一種神經活動模式也消失了。該團隊目前正致力於自動化這一過程，以便該演演算法能夠在注意力不集中時直接對大腦觸發刺激。

探究隱患

如果我們能夠意識到的話，DARPA的項目將徹底改變我們對精神疾病治療的認知。但科學家們已經在擔心我們可能會陷入道德誤區。

為了能最大限度運行這些封閉循環系統，裝置內的演演算法必須每分每秒掌握用戶的真實感受。儘管它沒有明確報告情緒波動，但研究人員和醫生可以獲得這些數據。如果這種療法被商業化，患者能否信任公司讓他們的內心感受能夠得到隱私安全？

一些科學家還擔心，電極刺激療法對於一個人的自我意識而言意味著什麼。「對於任何一種精神疾病的治療，我們都有可能試圖讓每個人都一樣，並把所有的變化都當成疾病來對待，」埃默里大學的Karen Rommelfanger博士說。

「我們想要擁有多樣的思維。」但我們要根除抑鬱這一種情緒嗎？我們其實不應該這麼做。作為人類，我們應該擁有豐富的情緒變化，」她說。

現在開始對這些問題的考慮並不算一件杞人憂天的事。但對Chang來說，大腦神經感知系統能夠在短期內帶來的好處是它能夠知道某人在癥狀發作之前就會啟動進行治療，這已經讓項目變得很有價值。「這是我們的大腦第一次有機會能夠擁有一扇窗，」他說。

（選自：singularityhub編譯：網易見外編譯機器人 審校：付曾）