Første del: Den menneskelige koloss
Del to: Hjernen
Tredje del: Flyvning over reden af neuroner
Del fire: neurocomputer-grænseflader
Del fem: Neuaralink-problemet
Del seks: Troldmandens alder 1
Del seks: Troldmandenes alder 2
Del syv: Den store fusion
Salgsfremmende video:
Da jeg allerede har skrevet om to af Elon Musks virksomheder - Tesla og SpaceX - tror jeg, jeg forstår hans formel. Det ser sådan ud:
Og hans første tanke om et nyt firma starter til højre og går helt til venstre.
Han beslutter, at nogle specifikke ændringer i verden vil øge sandsynligheden for, at menneskeheden får en bedre fremtid. Han ved, at storskalig verdensændring sker hurtigst, når hele verden - Human Colossus - arbejder på den. Og han ved, at Human Colossus vil stræbe efter at nå et mål, hvis og kun hvis der er en økonomisk drivkraft - hvis selve processen med at bruge ressourcer til at nå dette mål er god forretning.
Ofte, før en blomstrende industri henter damp, er det hele som en stak bælge - alle ingredienserne til ilden er på plads, alt er klar til at gå, men ikke noget. Der er noget teknologisk underskud, der forhindrer, at hele industrien starter.
Så når Elon starter et firma, er hendes hovedstrategi normalt at skabe en match, der vil antænde branchen og få Human Colossus til at arbejde på den. Dette på sin side, mener Elon, vil føre til begivenheder, der vil ændre verden på måder, der øger sandsynligheden for, at menneskeheden får en bedre fremtid. Men du er nødt til at se på hans virksomheder fra et fugleperspektiv for at forstå alt dette. Ellers vil du fejlagtigt tænke på alt, hvad han gør som forretning som sædvanligt - når det i virkeligheden ser ud som en virksomhed vil være en mekanisme til at støtte virksomheden med at innovere for at skabe et stort match.
Da jeg arbejdede med artikler om Tesla og SpaceX, spurgte jeg Elon, hvorfor han kom ind i ingeniørarbejde og ikke videnskab, og han forklarede, at når det kommer til fremskridt, "er teknik den begrænsende faktor." Med andre ord fremskridt inden for videnskab, erhverv og industri - alt dette sker med tilladelse til teknologisk fremgang. Og hvis man ser på historien, er det fornuftigt - da enhver største revolution inden for menneskelig fremgang er et teknisk gennembrud. Match.
Så for at forstå Elon Musks virksomhed, skal du tænke på den kamp, han prøver at skabe - sammen med tre andre variabler:
Og da jeg begyndte at tænke over, hvad Neuralink er, vidste jeg, hvilke variabler jeg var nødt til at indstille. På det tidspunkt havde jeg en meget vag idé om en af variablerne - at virksomhedens mål er "at fremskynde fremkomsten af et hjerne-bredt neuralt interface." Eller en magisk hat, som jeg kaldte det.
Som jeg forstår det, skulle den fælles hjerne-grænseflade repræsentere en neurocomputer-grænseflade i en ideel verden - et super-duper-avanceret koncept, hvor alle neuroner i din hjerne kan kommunikere usynligt med verden udenfor. Dette koncept var baseret på sci-fi-ideen om "neural kniplinger" fra kulturserien af Ian Banks - en vægtløs, immateriel hel-hjerne-grænseflade, der kan teleporteres til hjernen.
Jeg havde masser af spørgsmål.
Heldigvis var jeg på vej til San Francisco, hvor jeg måtte sætte mig ned med halvdelen af Neuralink-stiftelsen og være den dummeste person i rummet.
Som en digression over, hvorfor jeg ikke overdriver ved at kalde mig den dummeste person i det rum, skal du bare se for dig selv.
Jeg spurgte Elon, hvordan han sammensatte sit hold. Han svarede, at han havde mødt bogstaveligt talt 1.000 mennesker for at samle denne gruppe, og en del af opgaven var et stort antal helt separate ekspertiseområder, der skulle sorteres: neurobiologi, neurokirurgi, mikroskopisk elektronik, kliniske forsøg osv. Da dette er et tværfagligt felt, ledte han efter tværfaglige eksperter. Og dette kan ses i deres biografier - alle medlemmer af gruppen har en unik kombination af viden, der skærer hinanden med viden fra andre medlemmer af gruppen og tilsammen udgør, som det var, en mega-ekspert. Elon ønskede også at finde mennesker, der kunne se ned på missionen - som var mere fokuseret på industrielle resultater end papirfremstilling. Generelt var det ikke let.
Men nu sad de ved et rundt bord og så på mig. Jeg var lidt chokeret, fordi jeg måtte undersøge meget, før jeg kom hit. Jeg fik tesen ud af mig selv, de tog den op og firedoblet den. Og mens diskussionen fortsatte, begyndte jeg gradvist at forstå, hvad der var hvad.
I løbet af de næste par uger mødtes jeg med andre stiftere, hvor jeg spillede en narres rolle hver gang. I disse møder fokuserede jeg på at forsøge at få et omfattende billede af de udfordringer, der ligger foran os, og hvordan vejen til den magiske hat skulle se ud. Jeg ville forstå disse to bokse:
Den første var enkel. Den forretningsmæssige del af Neuralink er en neurocomputer-interfacevirksomhed. De vil skabe banebrydende NCI'er - nogle af dem vil være "enheder i mikronstørrelse." Denne proces vil understøtte virksomhedens vækst og give et fremragende grundlag for innovation (ligesom den måde SpaceX bruger sine lanceringer til at opretholde virksomheden og eksperimentere med avanceret teknik).
Hvad angår det interface, de planlægger at arbejde på, her er hvad Elon siger:
Den anden boks var vanskeligere. I dag synes det klart for os, at brugen af dampmotorteknologi til brandkraften skulle begynde for at den industrielle revolution kunne finde sted. Men hvis du talte med nogen i 1760 om dette, ville der være meget mindre klarhed - hvilke hindringer der skal overvindes, hvilke innovationer der skal gennemføres, hvor lang tid det vil tage. Og her er vi og prøver at finde ud af, hvordan kampen, der vil antænde neurorevolutionen, skal se ud, og hvordan man skaber den.
Udgangspunktet for en diskussion om innovation vil være en diskussion af barrierer - hvorfor innovation overhovedet er nødvendig. I tilfælde af Neuralink vil listen være lang. Men selv med teknik som hovedbegrænsning er der et par større udfordringer, der sandsynligvis ikke er den største hindring:
Offentlig skepsis
For nylig blev der foretaget en undersøgelse, hvor det blev konstateret, at amerikanere frygter fremtiden for bioteknologi, især - NCI, mere end genredigering.
Flip Sabes deler ikke deres bekymringer.
Når en videnskabsmand overvejer at ændre livets grundlæggende natur - om at skabe vira, om eugenik osv. - skabes et spektrum, som mange biologer synes er ganske alarmerende, men jeg ved, at når neurovidenskabsmænd tænker på chips i hjernen, synes de ikke det er underligt, fordi vi har allerede chips i vores hjerner. Vi har dyb hjernestimulering, der lindrer symptomerne på Parkinsons sygdom, vi udfører de første test af chips for at gendanne synet, vi har et cochleaimplantat - det synes ikke underligt for os at lægge en enhed i hjernen til at læse og skrive information.
Og efter at have lært alt om chipsene i hjernen, er jeg enig - og når amerikanerne lærer alt om dem, vil de også ændre mening.
Historien understøtter denne forudsigelse. Folk blev ikke vant til Lasik øjenkirurgi meget hurtigt, da det først optrådte - for 20 år siden gennemgik kun 20.000 mennesker om året operation. I dag er dette tal allerede 2.000.000. Det samme er tilfældet med pacemakere. Og hjertestartere. Og organtransplantationer. Men hun afgav engang Frankensteinismen! Hjerneimplantater kommer fra den samme opera.
Vores misforståelse af hjernen
Husk, "hvis du tænker på en forstået hjerne som en kilometer, gik vi kun tre centimeter langs den"? Flip mener det også:
Hvis vi havde brug for at forstå hjernen for at interagere med den i det væsentlige, ville vi have problemer. Men alle disse ting i hjernen kan dekrypteres uden fuldt ud at forstå dynamikken i computing i hjernen. Evnen til at tælle alt dette er et problem for ingeniører. Evnen til at forstå neuroners oprindelse og organisering i den mindste detalje, der fuldt ud tilfredsstiller neurovidenskabsfolk, er et separat problem. Og vi behøver ikke at løse alle disse videnskabelige problemer for at gøre fremskridt.
Hvis vi simpelthen kan få neuroner til at tale med computere gennem tekniske metoder, vil det være nok, og maskinlæring vil tage sig af resten. Det vil sige, at det lærer os videnskaben om hjernen. Som Flip bemærker:
Sidens side af udtrykket”vi behøver ikke at forstå hjernen for at gøre fremskridt” er, at fremskridt inden for teknik næsten helt sikkert vil øge vores videnskabelige viden - ligesom Alpha Go vil lære verdens bedste spillere de bedste strategier for at spille Go. Og denne videnskabelige fremgang vil føre til endnu større teknologisk fremgang - teknik og videnskab vil skubbe hinanden.
Onde giganter
Tesla og SpaceX trækker begge på meget store haler (for eksempel bilindustrien, olie og gas og militært industrikompleks). Store haler kan ikke lide at blive trådt på, så de gør normalt alt for at forhindre angriberen. Heldigvis har Neuralink ikke dette problem. Der er ikke et eneste større aktivitetsfelt, som Neuralink kan ødelægge (i det mindste i en overskuelig fremtid - og der vil en mulig neurorevolution forstyrre næsten enhver branche).
Neuralink-hindringer er teknologiske hindringer. Der er mange af dem, men to af dem står alene, og hvis du overvinder dem, kan dette være nok til, at alle de andre vægge falder og fuldstændigt ændrer vores fremtids bane.
Stor hindring nr. 1: båndbredde
På samme tid har den menneskelige hjerne aldrig haft mere end et par hundrede elektroder. Sammenlignet med syn svarer dette til ultra-lav opløsning. Sammenlignet med motoren er dette de enkleste kommandoer med lidt kontrol. Sammenlignet med tanker vil et par hundrede elektroder være nok bare til at formidle en enkel besked.
Vi har brug for højere båndbredde. Meget højere.
I tanke om en grænseflade, der kunne ændre verden, lægger Neuralink-teamet det omtrentlige antal "en million neuroner læst på samme tid." De siger også, at 100.000 - dette antal vil skabe mange nyttige NCI'er med forskellige applikationer.
De første computere stod overfor lignende problemer. Primitive transistorer fandt meget plads og var vanskelige at skalere. Men i 1959 dukkede et integreret kredsløb op - en computerchip. Sammen med det var der en måde at øge antallet af transistorer og Moore's Law - konceptet om, at antallet af transistorer, der kan passe på en computerchip, fordobles hver 18. måned.
Indtil 90'erne blev elektroder til NCI lavet i hånden. Derefter begyndte vi at finde ud af, hvordan man fremstiller disse bittesmå 100-elektrode multi-elektrode arrays ved hjælp af moderne halvlederteknologi. Ben Rapoport fra Neuralink mener, at "skiftet fra manuel produktion til Utah Array-elektroder var det første antydning om, at Moores lov kunne have magten i NQI-feltet."
Dette er et enormt potentiale. I dag er vores maksimum et par hundrede elektroder, der er i stand til at måle omkring 500 neuroner samtidigt - dette er langt fra en million, ikke engang tæt. Hvis vi tilføjer 500 neuroner hver 18. måned, kommer vi til en million i 5017. Hvis vi fordobler dette antal hver 18. måned, får vi en million inden 2034.
Vi er i øjeblikket et sted imellem. Ian Stevenson og Konrad Kording offentliggjorde en artikel, hvor de overvejede det maksimale antal neuroner, der blev læst samtidigt på forskellige tidspunkter i løbet af de sidste 50 år (hos ethvert dyr) og afbildet resultatet på denne graf:
Denne undersøgelse, også kaldet Stevensons lov, antyder, at antallet af neuroner, som vi kan registrere på samme tid, synes at fordobles hvert 7,4 år. Hvis denne indikator holder, ved slutningen af dette århundrede vil vi være i stand til at nå en million, og i 2225 - registrere hver neuron i hjernen og få vores færdige troldmand hat.
Generelt er der endnu ikke nogen ICI-ækvivalent, fordi 7,4 år er for lang til at starte en revolution. Gennembruddet vil ikke blive foretaget af en enhed, der kan registrere en million neuroner, men med et paradigmeskift, der vil gøre denne graf mere ligesom Moore's lov og mindre som Stevensons. Når det sker, vil millioner af neuroner følge.
Stor hindring nr. 2: implantation
NCI'er kan ikke overtage verden, hvis de hver gang skal åbne kraniet.
Dette er et vigtigt emne hos Neuralink. Jeg tror, at ordet "ikke-invasivt" eller "ikke-invasivt" blev talt cirka fyrre gange under mine samtaler med teamet.
Ud over at være en vigtig hindring for indrejse og et stort sikkerhedsspørgsmål, er invasiv hjernekirurgi dyrt og krævende. Elon sagde, at den endelige NCI-implantationsproces skulle automatiseres.”En maskine, der kan gøre dette, skulle være noget som Lasik, en automatiseret proces - for ellers ville du være begrænset af antallet af neurokirurger og omkostningerne ville være for høje. Du har brug for en maskine af typen Lasik for at skalere denne proces."
Udviklingen af NKI'er med høj kapacitet ville være et gennembrud i sig selv, for ikke at nævne udviklingen af ikke-invasive implantater. Men at gøre begge dele vil starte en revolution.
Andre forhindringer
Dagens NCI-patienter går med en tråd, der stikker ud af hovedet. Dette starter bestemt ikke i fremtiden. Neuralink planlægger at arbejde på enheder, der vil være trådløse. Men dette er også fyldt med problemer. Du har brug for en enhed, der trådløst kan transmittere og modtage tonsvis af data. Dette betyder, at det er nødt til at tage sig af sådanne ting som signalforstærkning, analog til digital konvertering og datakomprimering på egen hånd. Og alt dette skal også arbejde på induktionsstrøm.
Et andet stort problem er biokompatibilitet. Følsom elektronik går generelt ikke godt i en gelékugle. Og det menneskelige legeme accepterer ikke fremmedlegemer i sig selv. Men fremtidens hjerne-grænseflader skal arbejde for evigt og uden afbrydelse. Derfor vil enheden være hermetisk forseglet og sikker nok til at overleve årtiers summende og skiftende neuroner rundt. Og hjernen - som behandler moderne enheder som indtrængende og dækker dem med arvæv - bliver på en eller anden måde blevet narret til at tro, at denne enhed er en normal del af hjernen.
Der er også et problem med plads. Hvor nøjagtigt vil du placere din enhed, der vil være i stand til at interagere med en million neuroner i kraniet, som allerede deler rummet i 100 milliarder neuroner? En million elektroder, der bruger moderne multi-elektrode arrays, vil være på størrelse med en baseball. Derfor er yderligere miniaturisering en anden igangværende innovation, der skal tilføjes til listen.
Der er også det faktum, at moderne elektroder for det meste er optimeret til enkel elektrisk optagelse eller simpel elektrisk stimulering. Hvis vi virkelig ønsker en effektiv grænseflade, har vi brug for noget andet end stive elektroder med en funktion - noget med den mekaniske kompleksitet af neurale kredsløb, der kan registrere og stimulere, og som også kan interagere med neuroner kemisk, mekanisk og elektrisk.
Og lad os bare være enige om, at det hele passer perfekt - bredbånd, langvarig, biokompatibel, tovejs, kommunikativ, ikke-invasiv implanterbar enhed. Nu kan vi føre en dialog med en million neuroner på samme tid. Undtagen … vi ved ikke, hvordan vi skal tale med neuroner. Det er ikke så let at dechiffrere de statiske blitz fra hundreder af neuroner, men vi prøver faktisk at studere et sæt specifikke blitz, der svarer til visse enkle kommandoer. Det fungerer ikke med en million signaler. En almindelig oversætter bruger faktisk to ordbøger og erstatter ord fra den ene til den anden - men det betyder ikke, at man forstå sproget. Vi er nødt til at gøre et stort spring i maskinlæring, før computeren kan lære et sprog, og endnu flere spring er nødvendige.at forstå sproget i hjernen - fordi mennesker bestemt ikke vil lære at afkode koden for en million, der samtidig skyder neuroner.
Kolonisering af Mars virker enkel nu.
Men jeg vedder på, at telefonen, bilen og månelandingen ville have virket som uovervindelige teknologiske udfordringer for mennesker årtier tidligere. Og jeg er villig til at satse på, at det er -
- vil virke helt uopløselig for folk i denne tid:
Og ja, det er i lommen. Hvis fortiden har lært os noget, er det, at der altid vil være fremtidsteknologier, som ikke kan tænkes for fortidens mennesker. Vi ved ikke, hvilke teknologier, der synes helt umulige for os, vil blive allestedsnærværende i fremtiden, men der vil være sådanne. Folk undervurderer altid Human Colossus.
Hvis alle, du kender, har elektronik i deres kranier i en alder af 40, vil det være takket være et paradigmeskifte, der har forårsaget et grundlæggende skift i hele denne branche. Dette skift er nøjagtigt, hvad Neuralink-teamet prøver at organisere. Andre teams arbejder også med dette, og nogle seje ideer er allerede begyndt at dukke op:
Relevante innovationer inden for NCI
En gruppe fra University of Illinois udvikler en silke interface:
Silke kan foldes i et tyndt bundt og indsættes i hjernen relativt ikke-invasivt. Der vil den teoretisk udvide sig og slå sig ned i konturerne, som en krympefilm. Silken har fleksible siliciumtransistor-arrays.
I sin TEDx Talk demonstrerede Hong Yeo en række elektroder påført hans hud som en midlertidig tatovering, og forskere mener, at teknikken potentielt kunne bruges i hjernen:
En anden gruppe arbejder på en slags nanoskala-elektrode-neurale masker, så lille, at det kan indsprøjtes i hjernen med en sprøjte:
Til sammenligning er dette røde rør til højre spidsen af en sprøjte.
Andre ikke-invasive metoder inkluderer indføring af blodåre og arterie. Elon nævnte følgende:”Den mindst invasive metode ville være noget som en solid stent, der kommer ind gennem lårarterien og udfolder sig i kredsløbssystemet for at interagere med neuroner. Neuroner bruger en masse energi, så dette er i det væsentlige et vejnet til hver neuron."
DARPA, det amerikanske militærs teknologienovationsarm, udvikler gennem det for nylig finansierede BRAIN-program små”loopede” neurale implantater, der kan erstatte medicin.
Et andet DARPA-projekt sigter mod at passe en million elektroder i en møntstørrelsesenhed.
En anden idé, der arbejdes på, er transkranial magnetisk stimulering (TMS), hvor en magnetisk spole uden for hovedet kan skabe elektriske impulser inde i hjernen.
Disse impulser kan stimulere målrettede områder af neuroner, hvilket giver en fuldstændig ikke-invasiv type dyb hjernestimulering.
En af medstifterne af Neuralink, DJ Seo, har forsøgt at udvikle et endnu køligere interface kaldet neuralstøv. Neuralt støv er små siliciumsensorer, der måler 100 mikron (omtrent bredden af et hår), der skal injiceres direkte i cortex. I nærheden, over dura mater, vil der være en 3-millimeter enhed, der kan interagere med sensorer i støvet ved hjælp af ultralyd.
Dette er endnu et eksempel på de innovative fordele, der stammer fra et tværfagligt team. DeJ forklarede mig, at "der er teknologier, der overhovedet ikke tænkes på på dette område, men vi kan bringe nogle af principperne for deres arbejde ind i det." Han siger, at det neurale støv var inspireret af principperne i mikrochip og RFID-teknologier. Du kan nemt se, hvordan krydseffekten af forskellige felter fungerer:
Andre arbejder på endnu mere utrolige ideer, såsom optogenetik (hvor du injicerer en virus, der fastgøres til en hjernecelle, hvilket får den til at stimuleres efterfølgende af lys) eller brugen af carbon nanorør, hvoraf en million kan bindes sammen og sendes til hjernen gennem blodbanen.
Disse mennesker arbejder på innovation i virksomheden.
Dette er en relativt lille gruppe nu, men når gennembrudet virkelig begynder at mærke sig, vil det hurtigt ændre sig. Begivenheder vil begynde at udvikle sig hurtigt. Hjernebåndbredden bliver bedre og bedre, når implantationsprocedurerne bliver lettere og billigere. Offentlig interesse vil opstå. Og når den offentlige interesse tager fart, vil Human Colossus bemærke en mulighed - og så vil udviklingshastigheden hoppe til himlen. På samme måde som gennembrud i computerhardware førte til udvikling af software, så store industrier vil blive involveret i udviklingen af smarte applikationer og avancerede maskiner, der fungerer sammen med neurocomputer-grænseflader. Engang i 2052 fortæller du et barn om, hvordan det hele startede, og de vil kede sig.
Jeg prøvede at få Neuralink-teamet til at tale med mig om 2052. Jeg ville vide, hvad der ville ske, når alt dette gik i opfyldelse. Jeg ville gerne vide, hvad de selv kunne ønske at få et strejf. Men det var ikke let - trods alt blev dette team oprettet specifikt for at fokusere på konkrete resultater og ikke på tomme ord.
Men jeg blev ved med at spørge og grise mine tænder, indtil de udtrykte deres tanker om fremtiden. Jeg tilbragte også det meste af mine fjerne fremtidige samtaler med Elon og Moran Cerf, en neurovidenskabsmand, der arbejder på NQI og tænker meget på de langsigtede implikationer af deres arbejde. Endelig fortalte et medlem af Neuralink-teamet mig, at han og hans kolleger naturligvis har en masse drømme - ellers ville de ikke gøre, hvad de gør - og at mange ting inden for deres område blev påvirket af science fiction. Han anbefalede, at jeg talte med Ramez Naam, forfatter af den berømte Nexus-trilogi. Så jeg stillede 435 spørgsmål til Ramez for at få et komplet billede.
Som et resultat af denne samtale forlod jeg helt død. Jeg skrev engang, hvordan det ville være, hvis vi gik tilbage til 1750 - da der stadig ikke var elektricitet, motorer eller telekommunikation - og trækker George Washington ud og viste ham vores moderne verden. Han vil være så chokeret, at han vil dø. Derefter tænkte jeg på konceptet om, hvor mange år i fremtiden du skal gå for at opleve det fatale chok af fremskridt. Jeg kaldte det Point of Death Progress (TPP).
Siden menneskekolossens fødsel har vores verden erhvervet en mærkelig egenskab - med tiden bliver den mere og mere magisk. Sådan fungerer købmand. Og når udviklingen genererer endnu hurtigere udvikling, er tendensen, at TSP over tid bliver nærmere og kortere. For George Washington var TSP flere hundrede år gammel, hvilket ikke er så meget i den generelle plan for menneskets historie. Men nu lever vi i en tid, hvor alt flyver så hurtigt, at vi kan opleve flere TSP'er i vores levetid. Mængden af alt, hvad der skete fra 1750 til 2017, kan gentages allerede i dit liv og mere end én gang. Dette er en magisk tid til at leve - og det er svært at forstå, vanskeligt at bemærke, fordi det liv, vi lever, lever vi indefra.
Uanset hvad, jeg tænker meget på TSP og undrer altid over, hvordan det ville være, hvis vi gik videre i en tidsmaskine og oplevede, hvad George ville opleve her. Hvordan skal fremtiden være for mig at dø af chok? Du kan tale om ting som kunstig intelligens og genredigering, og jeg er ikke i tvivl om, at fremskridt på disse områder kan føre til min død af chok. Men udtrykket "hvem ved hvordan det vil være" har aldrig været beskrivende.
Jeg tror, at jeg endelig har et beskrivende billede af vores chokerende fremtid. Lad mig skitsere det for dig.
ILYA KHEL
Første del: Den menneskelige koloss
Del to: Hjernen
Tredje del: Flyvning over reden af neuroner
Del fire: neurocomputer-grænseflader
Del fem: Neuaralink-problemet
Del seks: Troldmandens alder 1
Del seks: Troldmandenes alder 2
Del syv: Den store fusion