感谢"脑机接口交流群"群友: Few翻译Nicolelis教授的一篇文章
"Are we at risk of becoming biological digital machines?"
我们会变成有血有肉的数字设备么？
这篇文章来源于脑机接口20年文集汇总中的第二本书。
Miguel Nicolelis教授简介
Miguel Nicolelis教授，医学博士，是杜克大学神经科学杰出教授，杜克大学神经生物学，生物医学工程与心理学和神经科学教授，也是杜克大学神经工程中心的创始人。Nicolelis教授是"Walk Again"项目的创始人，该项目是一个由科学家和工程师组成的国际联盟，致力于开发一种外骨骼设备，帮助严重瘫痪的患者恢复全身活动能力。
导读
我们的脑可以看成一种有机计算机：通过重新编程来同化包括人造工具的外界事物。但是我们对于例如智能手机这样的数字化设备的不断增长依赖是否也在重新编程我们的大脑，让我们生而为人的能力和天赋钝化呢？
在尼尔史蒂芬森的科幻电影《雪的冲击》中，主角Hiro Protagonist，一个在虚拟世界中的战斗王子，也是他那一代人中最厉害的黑客，正在执行一项把人类从神经生理学末日中解救出来的任务。他的主要任务是阻止一种新型病毒snow crash侵入全球人类的意识并把人们变成没有任何意识、自由意志、人格和个性的行尸走肉。一旦这种病毒侵入了脑干便破译人的皮质下缘系统，最终使皮层运动停止。这种病毒导致的神经系统的混乱让人彻底变成不能理性思考、毫无人性的僵尸。
现实世界中的现代人有这样的危险么？我们与数字逻辑（如笔记本电脑、平板电脑、智能手机）的被动互动，尤其是那些让人沉迷、快乐的互动会不会有风险降低甚至清零我们非常珍贵并非常珍惜的认知能力和行为能力？例如：创造力、面对复杂社交的能力、语义理解、美的感受和处理突发事件的能力。现今的主流趋势是人们在数据的快车道上飞驰，这会不会给人们带来Snow Crash电影中那样的灾难性的后果？
脑是一个“有机计算机”
自从图灵提出了后来被成为图灵机的架构之后，关于动物尤其是人的神经系统是否可以被理解成一台数字计算机的争论不断升温。认为人脑可以被计算机模拟的一些人工智能专家在人脸识别的研究上非常成功。但是非常令人惊讶的是一些神经学家也认为动物脑甚至于人脑可以被数字设备完全模拟。然而一些哲学家、神经生物学家、物理学家极度反对这些看法，认为那只是幻想，甚至于只是痴人说梦。
最近我和罗纳德其科尔总结了挑战人脑可以简化为图灵机这一说法的进化学、神经生物学、计算机科学和数学的观点。相反，我们提出包括我们人类脑在内的高级复杂的脑由各种各样的计算元件组成。我们把它称为有机计算机。图灵机和有机计算机的一个巨大区别是：后者使用数字计算和类比的递归混合来进行计算并且精通却不限于语义丰富的信息，这与数字计算机依赖的干涩的信息大相径庭。而且，在我们的脑中软硬件无法分割。二者被整合成有机的形式，正是这种形式定义了有机计算机。因此脑将组织各层紧密连接，从细胞内的蛋白复合体到细胞膜到整个细胞，再到整个神经回路一直到整个神经系统。如此庞大精细的系统连接起来进行计算。
为人脑编程
虽然大脑不能简化为图灵机，但是不得不警告：人脑可以被许多不同的生物学经历所编程。例如，在进化历程中全体基因(基因组)中的某些被选择从而影响一个个体在出生前和出生后的大脑三维结构，这便是一个基因编程。这一基因编程过程确保了我们相同的大脑反映了我们有过相同的进化经历。我们一出生，随着我们成长和学习通过与外部的社会和自然环境的互动进行脑编程。持久地在人类文明的耳濡目染和丰富社会活动的熏陶下，我们的神经系统进一步编程。事实上，这个所谓的社会脑假设提出从灵长类到智人的进化过程中所经历的新皮层容量的大量增加，与这些群体生活的物种在进化中所经历的社交活动复杂程度的大幅度增加直接相关。当把一些灵长类动物的皮层容量与那些典型的群居灵长类的皮层容量进行对比时，上文提到的相关性就清晰可见。同样，人类的相对较大的皮层容量解释了我们为什么可以进行高达一百五十人的大量亲密社交活动。而黑猩猩和恒河猴只能把这一数字限制在五十到五十五。
对人脑进行重编程
上文提到的基因编程方法还只是人脑编程的冰山一角。还有很多方法可以编程甚至重新编程我们两个耳朵中间的这个脑组织。过去十到十五年的脑机接口的基础研究和临床研究非常清晰地表明了，人脑可以同化例如机械手臂和虚拟肢体等人造设备。人脑把这些设备变得像是人体的延伸，这些变化依赖于皮层的可塑性。这也表明着，人脑空间有的地方就是会专门用来表达这些延伸的人造工具。这些发现与其他的一些科学成果一同表明了自我认知可以被重新编程以同化外部设备。在训练一位截瘫患者控制脑机接口以运动图像肢体时，也发现了这种自我认知对外部设备的的同化现象。仿佛在这个人的自我认知中外部设备成了人体的一部分。实际上，这种在编程产生的皮层和皮层下的可塑性变化也是这些患者神经损伤在临床上发生恢复的原因。
让我们回到这篇简短的综述类文章的主题：虽然人脑不可以被简化到图灵机，但是人脑会不会因为与智能设备的越来越多的过度接触和数字设备所带来的快乐互动，而同化并逐渐模仿数字计算机僵硬的是非逻辑和计算及处理数据的算法从而变成一个有血有肉的数字设备呢？经过对数字设备在人生活方方面面的自动化处理做过了不祥的介绍，那么多人强调着数字设备对人的行为和情商的影响也见怪不怪了。在《玻璃笼子：自动化和你们》中，尼古拉斯卡尔回顾一些研究并表明过量接触数字设备会对人的表现产生深远影响。从飞行员的飞行能力、放射科医生的模式识别能力和建筑师的广泛创造力。
在人脑中，软件与硬件彼此无法分离
如果要我提出一个可以概括这些研究结果的假说，我会采用这一概念：被动地沉浸在现代飞机的数字系统中、数字图像诊断和计算机辅助的设计可能降低洞察力、识别力、创造力和解决突发状况的能力，并削减这些心理能力的范围。
一个BestySparrow的研究表明，当一个人相信他被要求记住的一些陈述在网上能找到时，他们的记忆能力会比单纯凭记忆记的那些人差。这表明，把一些简单的脑力活动外包给谷歌会降低我们的记忆和回忆能力。
社交媒体对我们社交能力的影响是我们可以测量的另一个领域。在Sherry Turkle的书《喧嚣的孤独，我们的社交为什么更多是与媒体而不是与人》中，她描述了一些对严重依赖短信和社交媒体的青年人和成年人的采访。大量使用社交媒体会导致人在真实社交中强烈的焦虑、减少真实世界的社交、社交技能和同理心的缺乏和不懂得如何独处。更严重的是，一些受访者表现出经常的对虚拟世界上瘾。
读了这个采访报告之后我开始思考，会不会是在各种网络上使用到的软件中远远超量的几乎同时亲密联系的人数让我们的皮层过载。这一数量超过了我们的皮层提供的上限150人，我们正在不断地联系着远超我们神经生物学允许范围的人数。对于皮层的超支的结果是什么呢？焦虑？注意力、认知力甚至记忆力的下降？
人的数字化
上述的情况值得我们注意么？是的！不仅是因为对这一代和下一代人的心理能力的潜在影响也因为我们与数字系统过分接触的深远后果。例如，想得远一点，我可以想到在我们社会连接的惊人增长可以形成新的选择压力。这一选择压力可能会使我们物种的未来走离正轨。有人可能在想，人数字化的黎明是不是已经降临。更可怕的是，会不会有的人已经不断无意识地发短信和推特。
参考文献
1.Stephenson, N. Snow Crash (Bantam Books, 2008).
2.Cicurel, R. M. & Nicolelis, M. A. L. The Relativistic Brain: How It Worksand Why It Cannot Be Simulated by a Turing Machine (Kios Press, 2015).
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9.Sparrow, B., Liu, J. & Wegner, D. M. Science 333, 776–778 (2011).
10. Turkle, S. Alone Together: Why We Expect More fromTechnology and Less from Each Other (Basic Books, 2011).
