来源: waitbutwhy
新智元编译
作者：熊笑、刘小芹
著名科技作家 Tim Urban 在 WaitButWhy 上发表长文，详解了 Elon Musk “脑机接口”的前世今生和 Neuralink 的宏伟蓝图，包含大脑研究的深入介绍。Elon Musk 对作者表示， 超级人工智能必将实现，人类只有一个选择：成为 AI。他认为脑机融合后的 AI 系统将以和人类的本能大脑与理性大脑同样的特性存在。人脑和计算机将融合无间，人类甚至无法察觉自己在运用 AI 思考。
人类巨人
6亿年前，什么都做不了。
问题在于大家都没有神经。没有神经，你就不能动，也处理不了任何信息。你就那么默默存在着，直到死去。
但，这时，水母出现了。
水母是第一种活明白了的动物。它们发现必须要有神经。水母拥有了世界上第一套神经系统——神经网络。
水母的神经网络使它可以从周围世界里收集重要信息——比如哪里有掠食者和食物——然后把这一信息像打电话一样传到身体的各个部位。能够接收和处理信息意味着水母可以应对环境的变化来提高生存几率，而不仅仅是漫无目的漂着，祈求好运。
过了一段时间，一种新的动物出现了，还带来了一个更酷的想法。
扁虫想明白一件事：如果有一个boss在神经系统中掌管一切，能做的事情就更多。神经系统的boss住在扁虫的头部，制订了一个规则：身体内的所有神经得到的任何新信息，都要直接向他汇报。因此，扁虫的神经系统都围绕在boss和其他人之间的中央高速公路周围，而非各自为战。在这条路上，神经信使来回传递着消息。
扁形虫的boss和公路是世界上第一个中枢神经系统，在扁虫头部里的boss是世界上第一个大脑。
神经系统boss这一思路很快流行起来，地球上出现了成千上万带有大脑的物种。
随着时间的推移，地球上的动物发明了新的复杂的身体系统，boss们也越来越忙。
又过了一段时间，哺乳动物来了。对于动物王国的新一代来说，生活很复杂。是的，他们的心需要跳动，他们的肺部需要呼吸，但哺乳动物在很多方面超越了生存本身，他们拥有爱情、愤怒和恐惧这些复杂的感情。
爬行动物和其他更简单的动物有个爬行动物脑就够了，但哺乳动物的要求很多。因此，哺乳动物开发了第二个boss，来和爬行动物大脑配对，并满足所有这些新的需求，世界上第一个大脑边缘系统诞生了。
在未来100万年间，哺乳动物的生活变得越来越复杂，有一天，两位boss注意到，他们的座舱里来了个新居民。
这个看上去似乎是随机出现的婴儿实际上是大脑皮层的早期版本，虽然他一开始不起眼，却造就了灵长类动物，然后是巨猿，然后就是早期的原始人类。这个新boss从婴儿成长为一个孩子，并最终成长为对事情该如何进行有自己独立想法的少年。
新boss的想法被证明是有用的，他让原始人学会了工具制造、狩猎策略以及与其他原始人类的合作。
接下来的几百万年，新boss渐渐更成熟更智慧，他的想法越来越好。他想出了如何不再赤身裸体。他想出了如何控制火。他学会了如何使矛。
但他最酷的把戏是思考。他把每个人的头脑变成了这个人自己的小世界，使人类成为能够有复杂想法、推理决策并作出长期计划的第一种动物。
然后，也许大约10万年前，他取得了一个突破。
人类的大脑已经发展到可以理解，即使声音“rock”不是岩石本身，它还是可以被用来作为岩石的一个符号。它是一个指向岩石的声音。早期的人类于是发明了语言。
不久，万事万物都有了词语表示。公元前50000年，人类相互之间已经开始用复杂的语言进行充分的对话。
新皮层已将人类变成魔术师。他不仅使人的头脑成为一个充满复杂思想的奇妙的内部海洋，其最新突破也已经找到了一种将这些想法转化成象征性声音的方法，并将它们通过空气振动传送到其他人类的头脑中，这些人就可以解码声音并将想法吸收到自己的内部思想海洋中。人类的大脑皮层考虑事情考虑了很久，现在他终于有人可以谈论这些事情了。
随后新皮质也发生变化了。新皮质共享彼此的一切——从过去的故事，到他们想到的有趣的笑话，再到他们形成的意见以及未来的计划等等。
但最有用的是分享他们学到的东西。如果一个人通过尝试和错误了解到，某种类型的浆果导致他过去48小时腹泻不止，他就可以使用语言与其他人分享这一来之不易的教训。就像把教材复印分享给每个人一样。部落成员使用语言将该教训传递给他们的孩子，他们的孩子再把它传给自己的孩子。一个人“远离那种浆果”的智慧，可以穿越时间和空间，让许多不同的人避免犯下同样的错误，不再有类似糟糕的体验。
当一个人想出了一个好点子，同样的事情也会发生。一个非常聪明的猎人特别观察了星座和每年野生牛羊迁移模式的联系，他就可以分享他设计的使用夜空来确定牛羊还剩多少天回来的方法。尽管能够自己想出这个方法的猎人屈指可数，但现在部落所有未来的猎人都将受益于一个祖先的独创性，因为一个猎人的顶尖发现是每个未来的猎人的知识起点。
知识的进步使得狩猎季节更有效率，也使得部落成员有更多的时间改良他们的武器——几个世代以后，一个超级聪明的猎人发现一种可以更精确地抛出更轻、更密集的矛的方法。就像这样，部落内每一个现在和未来的猎人都会用更有效的矛来追捕。
语言为最聪明的人达成顿悟提供了可能，并把知识积累到一个由部落知识构成的塔中。每一个知识的诞生都伴随着一位祖先的醍醐灌顶。新一代都将这个知识塔安装在他们的头脑中，作为他们生活的起点，大脑带领他们基于祖先的经验，做出新的更好的发现，部落的知识由此不断扩大。语言是下面二者的分水岭：
轨迹的提升主要有两个原因。每一代人，都可以利用谈话、比较记录的方法，再结合他们的个人学习经历（这就是为什么蓝色的柱形在第二个图表中高得多），来学习更多的新东西。而且每一代人都能够将更高的学习成果传递给下一代，所以知识会随着时间的推移越来越好。
知识的共享就像一个盛大的、集体的，代际间的合作。数百年后，避开某种浆果的建议已经变成种植成排的浆果、并每年收获一次的复杂系统。关于牛羊迁徙的天才发现已经变成了一种牲畜驯化制度。长矛，通过数百年数百次的调整，变成了弓箭。
语言为人类群体带来远远超过个人智力的集体智慧，并允许每个人从集体智慧中受益，就像他自己想出来的一样。我们知道弓箭是一种原始技术，但在其发明之前，就是把爱因斯坦强拉到森林里，让他想出最好的狩猎装置，他也不可能那么聪明，发明出弓箭来。只有集体的努力才能让弓箭诞生。
能够彼此交流也允许人类形成复杂的社会结构，随着农业和动物驯化等先进技术的发展，部落人群随着时间的推移开始定居在某些地点，形成有组织的超级部落。当发生这种情况的时候，每个部落积累的知识塔可以和更大的超级部落共享，形成一个超级塔。合作提高了每个人的生活质量。公元前10000年，第一批城市形成了。
根据维基百科上所说，有一种名为Metcalfe 定律的东西，其中指出，“电信网络的价值与系统的连接用户数量的平方成正比。”旁边还附着这个旧电话构成的小图。
人群间的沟通也同理。两个人可以有一个对话。三个人有四个不同的对话组（三个不同的双人对话，加上三人之间的对话）。五人有 26 个对话。二十人有1,048,554个对话。
所以不仅一个城市的成员受益于作为基础的巨大知识塔，而且Metcalfe’slaw 意味着谈话可能性的数量急剧上升，出现前所未有的多样性。更多的对话意味着更多的想法相互撞击，会导致更多的发现和顿悟，使得创新的步伐飙升。
人类很快就掌握了农业，这解放了许多人，让他们可以有各种各样的其他想法。不久之后，他们取得了一个新的巨大突破：书写。
历史学家认为人类最初大约在5 - 6，000年前开始写下文字。在那以前，集体知识塔只存储在人们的记忆网络中，只能通过口头传播进行访问。在小部落中，这个系统效果不错，但是在一大群人分享的知识体积大得多的时候，记忆本身就很难支持这一切，而且大部分都会失败。
如果语言让人们将思想从一个大脑传递到另一个大脑，写作就可以把理念维系在一个物理对象上，比如一块石头上。当人们开始用薄薄的羊皮纸写作时，需要几周时间通过口头传播的大量知识可以被压缩成一本书或你可以握在手中的卷轴。人类集体知识塔现在就整齐地码放在城市图书馆和大学的书架上。
这些书成了人类在一切事物上的宏伟指导。他们引导向新的发明和发现，而这些反过来又成为书架上的新书。该指导教会我们贸易和货币的复杂性，还有造船、建筑，医药和天文学。每一代人开始用于生活的知识和技术都比上一代更高，进步不断加快。
但精心手写的书都像珍宝一样被看待（在15世纪中期，当时全欧洲只有30000书）。这时另一个突破来了：印刷机。
15世纪，大胡子Johannes Gutenberg 想出了一个方法来创建同一本书的多个相同的副本，比以往任何时候都更快更便宜。（或者，更准确地说，Gutenberg 诞生时，人类已经了解了发明印刷机的前 95 %，而Gutenberg 以以前的知识为出发点，发明了最后的5％）。
总之，不管Gutenberg 的印刷机怎样简陋，这仍是人类传播信息的能力的巨大飞跃。在未来的几个世纪，印刷技术迅速提高，机器从Gutenberg 一个小时可以打印的约25页，到19 世纪初已上涨100倍，变为2,400张。
大规模生产书籍成为可能，这一信息不胫而走，成本降低，不再是精英的特权，百万大众现在可以进入书籍的世界，识字率继续提高。一个人的想法，现在可以到达数百万人。大众传播的时代已经开始。
书籍的雪崩使知识超越国界，全球各区域的知识塔终于合并、扩展，成为一个各种知识全面汇聚的知识塔。
我们作为整体沟通得越好，我们的物种就越能够发挥作用，就像一个单一的有机体。集体知识塔是它的大脑，每个人的大脑就像一个神经或它身上的肌肉纤维。随着我们时代大众传播的兴盛，人类的集体形态——人类巨人，出现了。
随着集体知识塔的发展，人类巨人开始发现和发明个体人类无法想象的东西。
它把我们的牛车马车变成了闪亮的汽车，把灯笼变成电灯泡。它使我们飞过天空，进入太空。它给我们带来了广播电视，开放了一个世界，将某人头脑中的一个思想瞬间投射到十亿人的大脑中，重新定义了“大众传播”的意义。
如果个人存在的核心动机是通过其基因，保持物种的延续。宏观经济学则指明，人类巨人的核心动机是创造价值，这意味着它倾向于发明更新更好的技术。
而在20世纪中叶，人类巨人开始研究其最雄心勃勃的发明。
巨人早就知道，创造价值的最好办法是创造价值、创造机器。机器在做多种工作时都比人类更好，这产生了大量可以用于创造价值的新资源。也许更重要的是，机器劳动释放了人类大部分的时间和精力——即巨人本身的巨大部分——可以专注于创新。它已经将我们手臂的工作交给机器去做，将我们双腿的工作交给机器去做，现在它是否会以某种方式将大脑本身的工作也交给机器去做？
20世纪40年代，第一台数字计算机出现了。
脑力劳动计算机可以做的是信息存储的工作——他们是记忆机器。但是，我们已经知道如何使用书籍来储存我们的回忆，就像我们已经将我们的腿部劳动外包给马，而后汽车提供了更好的解决方案。计算机只是一个记忆的外包升级。
信息处理则不同，这是一种我们从未想过如何外包的脑力劳动。人类巨人一直不得不自己去做这样的事。但计算机的出现改变了这一情况。
工厂里的机器代替我们进行了一个物理过程——我们把材料放入，机器进行物理处理并给出成品。计算机可以做同样的事情，它进行信息处理。软件程序就像一个用于信息处理的机器。
这些新的信息存储/组织/处理机器被证明是有用的。计算机在公司和政府的日常运营中开始发挥核心作用。到八十年代后期，个人拥有自己的计算机变得很常见。
然后，又出现了一次飞跃。
90年代初，我们教会了数百万个孤立的机器如何相互沟通。他们组建了一个全球计算机网络，一个新的巨人诞生了——计算机巨人。
计算机巨人和它形成的伟大网络就像人类巨人的大力水手版。
如果个人的大脑是人类巨人的神经和肌肉纤维，互联网给了巨人第一个合法的神经系统。它的每个节点现在都与所有其他节点互连，信息可以以光速行进通过系统。这使人类巨人成为一个更快、更流畅的思想者。
互联网为数十亿人类提供了即时、自由、易于搜索和访问的整个人类的知识塔（现在已经有月亮那么高了）。这使人类巨人成为一个更聪明、更快的学习者。
如果个人计算机是个人、公司或政府的大脑延伸，计算机巨人就是整个人类巨人大脑的延伸。
人类巨人凭借其第一个真正的神经系统，一个升级的大脑和一个强大的新工具，达到了一个全新的水平。巨人注意到新的计算机朋友有多么有用，于是它将大部分工作集中在推进计算机技术上。
它弄清楚了如何使计算机更快更便宜。它使互联网更快，变成无线的。它使计算芯片越来越小，直到每个人的口袋里都有一台强大的计算机。
每个创新就像是大力水手的又一罐菠菜。
但今天，人类巨人想要的比菠菜更多。计算机改变了游戏规则，它使人类把与大脑有关的许多任务外包出去成为可能。但有一种任务，计算机还是无法胜任——思维。
计算机可以计算、组织和运行复杂的软件，甚至可以自己学习。但他们不能以人类的方式思考。人类巨人知道，它所建立的一切都源于其创造性和独立性的能力，它知道最终的大脑扩展工具将是一个真正可以思考的工具。无法想象当计算机巨人可以自己思考的时候——当它有一天打开眼睛，成为一个真正的巨人——会发生什么，但既然核心目标是创造价值和推动技术到极限，人类巨人决心找到答案。
这个话题我们一会儿会接着聊。首先，有些东西要学。
正如我们之前讨论的，知识就像一棵树。如果你尝试学习的分支或主题的叶子在你的脑袋里没有坚实的理解之树干，学习就无法进行。
我们已经知道，Elon Musk 希望为大脑造一顶巫师帽，理解他为什么要做这件事，关键是理解Neuralink，并理解我们的未来是什么。
但除非我们理解了巫师帽到底是什么，涵盖哪些概念，戴上以后会怎样，以及如何造出这样一顶帽子——否则没有太大的意义。
讨论的基础是理解什么是脑机接口，它们是如何工作的，该技术目前发展如何。
最后，BMI本身只是一个没有树干的大分支。为了真正了解 BMI 以及它们是如何工作的，我们需要了解大脑。理解大脑如何工作，这是我们的树干。
所以我们将从大脑开始讨论，这将使我们更多地了解BMI，这将教会我们造一顶巫师帽需要什么，为未来的疯狂讨论做好准备。会让我们的视线投向正确的地方，这有助于理解为什么 Elon 认为一个巫师帽对我们未来很关键。当我们再讨论到这儿时，整个事情应该就豁然开朗了。
大脑：可能是关于大脑工作原理最详细的图解
这个帖子很好地提醒了我，为什么我愿意跟如此美丽可爱的大脑一起工作。
因为真正的大脑非常不可爱，长得也难看。
但是，过去一个月，我一直生活在充斥着红色血管的 Google 图像的地狱里，所以现在你也得忍着点儿。
我们从外往里看吧。生物学有时似乎非常让人满意，比如你的头上有一个真正的俄罗斯套娃。
你有头发，然后是头皮，你认为下面就是你的头骨了——但实际上头骨之上还有19样东西。
你的头骨下面，又是一大堆东西，之后才是你的大脑：
在你的头骨下面，大脑周围有三个膜，将大脑环绕：
在外面，有硬脑膜，坚固耐用，防水。硬脑膜与颅骨齐平。我听到有人说，大脑中没有疼痛感觉区，但硬脑膜实际上能感觉疼痛，且和你的面部肌肤一样敏感，硬膜上的压力或挫伤往往造成了人们严重的头痛。
然后下面是蛛网膜，这是一层皮肤，然后是带有弹性的纤维的开放空间。我一直以为我的大脑只是漫无目的地漂在我大脑中的某种液体里，但实际上，脑外和颅骨内壁之间的唯一真正的空间差距是这个蛛网膜。这些纤维稳定了大脑的位置，因此不能动作太大，他们充当减震器，当你的头撞到东西。这个区域充满了脊髓液。
最后，是软脑膜，和脑外融合的很精巧的皮肤层。你知道，当你看到一个大脑，它总是覆盖着恶心的血管。但这些并不是真正在大脑的表面上，它们埋设在里面。
下面是完整的样子，使用的样品可能是猪的大脑：
从左到右是皮肤（粉红色），然后是两个头皮层，然后是头骨，然后是硬脑膜，蛛网膜，最右边是只由软脑膜覆盖的大脑。
一旦我们把其他部分都剥离下来，我们留下了这个傻孩子：
这个荒谬的东西是宇宙中最复杂的已知物体，重约三磅，神经工程师蒂姆·汉森（Tim Hanson）称之为“最具信息密度、结构化、自组织化的物质之一”。所有这一切只有20瓦的功率（类似计算机的功率为2400万瓦特）。
这也是麻省理工学院教授Polina Anikeeva 所说的“你可以用勺子舀出的软布丁”。大脑外科医生Ben Rapoport将它更科学地描述为“布丁和果冻之间的某种形态”。他解释说，如果你将大脑放在桌子上，重力会使它失去形状，变得很平坦，像一个水母。
但这就是我们。你看着镜子，看看你的身体和你的脸，你认为这是你——但这只是你的机器。你实际上是一个贪玩的果冻。我希望你不介意。
Krishna Shenoy 教授将我们对大脑的认识与十五世纪初的世界地图做比较。
另一位教授Jeff Lichtman 甚至更加苛刻。他在课程开始问他的学生：“如果你需要知道的关于大脑的一切是一英里，我们走了几英里？”他说，学生们给出了四分之三英里、二分之一英里或是四分之一英里的答案，但他认为真正的答案是“大约三英寸”。
第三个教授，神经科学家Moran Cerf ，跟我分享了一个神经科学中由来已久的说法，指出试图理解大脑有点 22 条军规的感觉：“如果人类的大脑这么简单，能够让我们理解，那我们将会因为如此简单，而不能理解大脑。”
也许，在我们正在建设的伟大的知识塔的帮助下，我们可以在某个时候理解大脑。现在，让我们看看我们对头脑里面的这只水母目前有哪些了解。
大脑，缩小看看
让我们使用半球横截面看看大脑的主要部分。因此，这是你脑袋里大脑的样子：
现在，让我们把大脑取出来，并删除左半球，这让我们能看清楚内部。
神经学家 Paul MacLean 做了一个简单的示意图，说明我们前面谈到的爬行动物大脑在进化中的第一次出现，然后是在哺乳动物兴盛阶段形成的古生哺乳动物脑和新哺乳动物脑。
也可以这么表示
让我们来看看每个部分：
脑干及小脑（The Brain Stem and Cerebellum)
这是我们的大脑最古老的部分：
我们的大脑横截面中青蛙大脑的残留。事实上，青蛙的整个大脑与我们大脑的低水平部分相似。
当你了解这些部分的功能，它们很古老这件事就说得通了：一切这些部分能做的事情，青蛙和蜥蜴都可以做。以下是主要部分：
延髓（The medulla oblongata）
延髓真的只是让你不会死。它控制非自主的事情，比如你的心脏速率、呼吸和血压。当它认为你中毒了，就会让你呕吐。
脑桥（The pons）
脑桥的工作是，做点这个，做点那个。它涉及吞咽，膀胱控制，面部表情，咀嚼，唾液，眼泪等等。
中脑（The midbrain）
中脑与视觉，听觉，动作控制，警觉性，体温控制有关，还有一堆其他的事情。大脑被分为了前脑、中脑和后脑。
有一件我要感谢脑桥和中脑的事是，它控制你的眼球自主运动，如果现在你在转眼球，就是你的脑桥和中脑在搞事情。
小脑（The cerebellum）
这个看起来像你大脑阴囊的东西是你的小脑，它使人保持平衡、协调和正常移动。
边缘系统（The limbic System）
大脑的边缘系统在脑干上，就是它让人类如此疯狂。
边缘系统是一种生存系统。如果你在做你的狗也会做的事情，比如吃，喝，交配，战斗，躲避等等，可能就是你的大脑边缘系统在驾驭你。无论你喜欢与否，你做的那些事情，就是处在原始的生存模式。
边缘系统也是你的情感所在，最终，情绪也都是为了生存——情感是更高级的生存机制，对于处在一个复杂的社会结构中的动物是必须的。每当你发生思想斗争时，你的边缘系统很可能会让你做出你会后悔的事情。
我敢肯定，控制你的大脑边缘系统，既意味着成熟，也是一种人性的挣扎。这并不是说没有边缘系统，我们会过得更好。边缘系统在让我们人类如此独特中起到了一半的作用。生活的大部分乐趣来源于你的情绪和需要得到满足。只是你的边缘系统不知道你活在社会文明中，如果你让它做主太多，它很快就会毁了你的生活。
无论如何，让我们再仔细看看。边缘系统有很多小部分。
杏仁核（The amygdala）
杏仁核有点儿像是大脑结构的情感遗骸。它涉及焦虑，悲伤，以及我们的恐惧反应。有两个杏仁核，奇怪的是，左边的已被证明更平衡，有时会产生一些幸福的感觉，而右边的永远心情不好。
海马体（The hippocampus）
你的海马体就像记忆的一块板子。当老鼠开始记忆迷宫的方向，记忆在海马体上编码。大鼠的两个海马体的不同部分将在迷宫的不同部分起作用，因为迷宫的每个部分被存储在自己的海马体部分。但是，如果学习一个迷宫后，大鼠被给予其他任务，一年后，被带回原来的迷宫，就会很难回忆起它，因为海马体记忆板上的大多记忆已经被抹去，释放给新的记忆。
丘脑（The thalamus）
在大脑的中心位置，丘脑也作为中间人，从你的感官接收信息，并将其发送到你的皮质处理感官。当你睡觉时，丘脑也一起上床，这意味着感官中间人下班了。这就是为什么在沉睡中，一些声音或轻轻的触摸往往不会让你起来。如果你想唤醒深度睡眠的某人，你必须展示出足够的侵略性来唤醒他们的丘脑。
唯一的例外是你的嗅觉，这是绕过丘脑的一个感觉。这就是为什么嗅盐可以用来唤醒一个晕倒的人。不像其他的感官，嗅觉位于边缘系统，这就是为什么气味和记忆与情感如此紧密地联系在一起。
皮层（Cortex）
最后，我们到达了大脑皮层。
大脑皮层（本文主要指新皮层，文中统称皮层）基本上负责所有事情：看，听，触觉，语言，动作，思维，规划和个性。
它分为四叶（lobe）：
它们每个都做了很多事情，且有很多重叠：
额叶（Front lobe）处理个性，以及我们认为的许多“思考”——推理、规划和执行能力。特别是，您的许多想法发生在额叶的前部，称为前额叶皮质。额叶负责你的身体运动。额叶的顶部条是您的主要运动皮质。
在其它功能中， 顶叶控制你的触觉，特别是在初级躯体感觉皮层。
运动和躯体感觉皮层紧挨着对方，它们很有趣，因为它们已经被良好的映射出来了。神经科学家确切地知道每个部分连接到你身体的哪一个部分。于是就有了下面这张令人毛骨悚然图：侏儒。
由先锋神经外科医生怀尔德·彭菲尔德创建的侏儒，在视觉上显示运动和躯体皮层如何被映射。
如果你把皮层从大脑中剥下来，你会得到一张2mm厚，2,000-2,400cm2 大小（48cm x 48cm square）的餐巾纸。
这块餐巾是大脑发生大部分动作的地方，这就是为什么你可以思考，移动，感觉，看，听，记，说话和理解语言。真是有史以来最好的餐巾纸。
还记得我之前说你是一个果冻吗？你现在知道，感谢你的皮层，你实际上是一块餐巾纸。
当我们将另一个大脑放在我们剥离的皮层上时，可以看出皮层折叠的神奇效果。
大脑，放大看看
即使我们知道大脑很久以前就坐在智慧的宝座之上，直到最近，科学才发现大脑是由什么构成的。科学家们知道身体是由细胞制成的，但是在19世纪末期，意大利医生Camillo Golgi 才想出如何使用染色方法来看到什么是脑细胞。结果令人惊讶：
这不是一个细胞本来的样子。Golgi 发现了神经元。
科学家们很快想通了，神经元是组成大脑和几乎所有动物的神经系统的核心单元。
有很多不同类型的神经元。
我们来讨论一下简单且被人说滥了的神经元锥体细胞，你会在你的运动皮层发现这么个家伙：
然后如果我们给他一些额外的腿，一些头发，把他的胳膊拿掉，再把它抻长，我们就得到了一个神经元。
现在再添加几个神经元
因此，这些家伙的躯干——神经元的轴突都具有一个负“静息电位”，这意味着当它处于静止状态，它的电荷是轻微的负。在任何时候，一堆人的脚和这些家伙的头发——神经元的树突——保持接触。他们的脚把化学物质——神经递质——传到他的头发。
神经网络
大脑材料可分为叫做 灰质 和 白质两类。灰质看起来颜色较深，且由大脑神经元的体细胞及其轴突和树突组成。白质是白色的，因为这些轴突通常包裹在髓鞘中，呈脂肪白。白质之间的大块主要由皮层神经元的轴突组成。大脑皮层是像一个伟大的指挥中心。
我见过的反映这一概念最酷的插图，由Dr. Greg A.Dunn and Dr. Brian Edwards.完成，让我们看看灰质皮质的外层和它下面的白质结构之间的显著差异：
这些皮层轴突可能将信息带到了大脑下部皮层的另一部分，或通过脊髓经神经系统的高速公路到了躯体的其余部分
让我们来看看整个神经系统：
神经系统分为两个部分：中枢神经系统–你的脑和脊髓，和外周神经系统——由从脊髓向外辐射到身体其他部分的神经元构成。
大多数类型的神经元是与其他神经元沟通的interneurons。
其他两个种类的神经元是 感觉神经元和运动神经元 –它们顺着你的脊髓而下，组成了外周神经系统。这些神经元可长达一米。以下是每种类型的一个典型结构：
脑机接口
让我们回到公元前50000 年，绑架一个叫 Bok 的人并把他带回到2017年。
“这位是Bok。Bok，我们真的很感谢你和你的朋友们发明了语言。”尽管 Bok 震惊地发现了很多神奇的事情，但他发现，人们彼此交谈的方式，和他那个时代没什么区别，仍然在使用50000年前的技术。
Bok 可能也有些惊讶，我们这些做出了各种神奇机器的人，在生物外形上跟他也没什么区别。怎么会这样呢？
这就是为什么脑机接口，神经工程的一个子集，是这样一个诱人的新产业。我们已经用我们的技术征服了世界多次，但是当它涉及到我们的大脑——我们最重要的工具，技术世界有太多的气馁和挫败。
这就是为什么我们还在使用的 Bok 发明的技术沟通，这就是为什么和大脑相关的疾病还如此致命。
但是，5万年后，可能终于要改变了。大脑下一个伟大的前沿战线也许就是它自己。
有许多种潜在的脑机接口（BMI），可以提供许多不同的功能。但是，每个人都在努力解决这两个问题中的一个或两个：
1）如何从大脑中获取正确的信息？ 2）如何将正确的信息发送到大脑？
第一个是关于捕获大脑的输出——记录神经元所说的话。
第二个是关于将信息输入大脑的自然流或以其他方式改变自然流——这是关于刺激神经元。
这两件事情一直在你的大脑里自然发生。现在，你读这句话时，眼睛正在做一个特定的水平移动。大脑的神经元将信息输出到机器（您的眼睛），机器接收命令并进行响应。当你的眼睛以正确的方式移动时，屏幕上的光子进入你的视网膜并刺激您的皮质枕叶中的神经元，以允许单词的图像进入你的眼睛。然后，该图像会刺激大脑另一部分的神经元，使你能够处理图像中嵌入的信息并吸收句子的意义。
输入和输出信息是大脑神经元做的。所有的BMI 都想做的就是加入这一过程。
初看上去，这似乎不是那么困难的任务？大脑只是一个果冻，对吧？而皮质 - 我们想要做大部分的记录和刺激的大脑的部分只是一张餐巾纸，位于大脑外侧，方便您访问。皮层内约有200亿个发射神经元，如果我们能够搞清楚运作方式，那么200亿个流动的小晶体管将会给我们一个全新的对生命、健康和世界的控制。我们不能弄清楚吗？神经元很小，但我们知道如何分裂原子。神经元的直径约为原子的十万倍，如果原子是大理石，则神经元将跨越一公里，所以我们应该可以处理的，对吧？
那么这里有什么问题？
一方面，基于以上这些事实，有观点认为这是一个可以发生巨大进步的行业。我们做得到。
但只有当你了解大脑中究竟发生了什么，你会意识到为什么这可能是世界上最难的事情。
所以在我们谈论自己的BMI 之前，我们需要仔细看看试图让BMI在这里处理的人。我发现说明事情的最好办法是将大脑放大1000倍，看看发生了什么。
还记得我们的皮质餐巾纸吗？
