Del 1: The Human Colossus
Del två: Hjärnan
Del tre: Flyga över boet av neuroner
Del fyra: neurocomputer gränssnitt
Del fem: Neuaralink-problemet
Del sex: Trollkarlens ålder 1
Del sex: Trollkarlens ålder 2
Del sju: The Great Fusion
Kampanjvideo:
Eftersom jag redan har skrivit om två av Elon Musks företag - Tesla och SpaceX - tror jag att jag förstår hans formel. Det ser ut så här:
Och hans första tanke för ett nytt företag börjar till höger och går hela vägen till vänster.
Han beslutar att vissa specifika förändringar i världen kommer att öka sannolikheten för att mänskligheten kommer att ha en bättre framtid. Han vet att storskalig världsförändring sker snabbast när hela världen - Human Colossus - arbetar med den. Och han vet att Human Colossus kommer att sträva efter att uppnå ett mål om och bara om det finns en ekonomisk drivkraft - om själva processen att spendera resurser för att uppnå detta mål är god affär.
Ofta, innan en blomstrande industri tar upp ånga, är det allt som en bunt med stockar - alla ingredienser till elden är på plats, allt är redo att gå, men ingen matchning. Det finns ett visst tekniskt underskott som förhindrar att hela branschen tar fart.
Så när Elon startar ett företag är hennes huvudsakliga strategi vanligtvis att skapa en matchning som kommer att tända branschen och få Human Colossus att arbeta med den. Detta, i sin tur, tror Elon, kommer att leda till händelser som kommer att förändra världen på sätt som ökar sannolikheten för att mänskligheten kommer att få en bättre framtid. Men du måste titta på hans företag från en fågelperspektiv för att förstå allt detta. Annars kommer du felaktigt att tänka på allt han gör som affärer som vanligt - när det i verkligheten ser ut som ett företag kommer att vara en mekanism för att stödja företaget som innoverar för att skapa en stor match.
När jag arbetade med artiklar om Tesla och SpaceX frågade jag Elon varför han gick med teknik och inte vetenskap, och han förklarade att när det gäller framsteg är "teknik den begränsande faktorn." Med andra ord, framstegen inom vetenskap, näringsliv och industri - allt detta händer med tillstånd för teknisk utveckling. Och om du tittar på historien är det meningsfullt - eftersom varje största revolution inom mänskliga framsteg är ett tekniskt genombrott. Match.
Så för att förstå Elon Musks företag måste du tänka på matchen han försöker skapa - tillsammans med tre andra variabler:
Och när jag började tänka på vad Neuralink är, visste jag vilka variabler jag behövde ställa in. Vid den tiden hade jag en mycket vag idé om en av variablerna - att företagets mål är "att påskynda uppkomsten av ett hjärnbrett neuralt gränssnitt." Eller en magisk hatt, som jag kallade det.
Som jag förstår det skulle det gemensamma hjärngränssnittet representera ett neurocomputer-gränssnitt i en idealvärld - ett super-duper-avancerat koncept där alla neuroner i din hjärna kan kommunicera osynligt med världen utanför. Detta koncept baserades på sci-fi-idén om "neural spets" från kulturserien av Ian Banks - ett viktlöst, immateriellt hela hjärngränssnitt som kan teleporteras till hjärnan.
Jag hade många frågor.
Lyckligtvis var jag på väg till San Francisco, där jag var tvungen att sätta mig ner med hälften av Neuralink-grundarna och vara den dummaste personen i rummet.
Som en försämring av varför jag inte överdriver genom att kalla mig den dummaste personen i det rummet, se bara för dig själv.
Jag frågade Elon hur han sammansatte sitt team. Han svarade att han hade träffat bokstavligen 1000 personer för att samla denna grupp, och en del av uppgiften var ett stort antal helt separata kompetensområden som behövde sorteras ut: neurobiologi, neurokirurgi, mikroskopisk elektronik, kliniska prövningar osv. Eftersom detta är ett tvärvetenskapligt område såg han efter tvärvetenskapliga experter. Och detta kan ses i deras biografier - alla medlemmar i gruppen har en unik kombination av kunskap som skär varandra med kunskapen från andra medlemmar i gruppen och tillsammans utgör i sin helhet en mega-expert. Elon ville också hitta människor som kunde se ner på uppdraget - som var mer fokuserade på industriella resultat än papperstillverkning. I allmänhet var det inte lätt.
Men nu satt de vid ett runt bord och tittade på mig. Jag blev lite chockad eftersom jag var tvungen att göra mycket forskning innan jag kom hit. Jag fick avhandlingen av mig själv, de tog upp den och fyrdubblade den. Och medan diskussionen fortsatte började jag gradvis förstå vad som var vad.
Under de närmaste veckorna träffade jag andra grundare och spelade rollen som en idiot varje gång. Under dessa möten fokuserade jag på att försöka få en heltäckande bild av utmaningarna framåt och hur vägen till den magiska hatten skulle se ut. Jag ville förstå dessa två rutor:
Den första var enkel. Affärsdelen av Neuralink är ett neurocomputer interface-företag. De vill skapa banbrytande NCI: er - några av dem kommer att vara "mikronstora enheter." Denna process kommer att stödja företagets tillväxt och ge en utmärkt bas för innovation (ungefär som SpaceX använder sina lanseringar för att upprätthålla företaget och experimentera med avancerad teknik).
Vad gäller gränssnittet de planerar att arbeta med, här är vad Elon säger:
Den andra rutan var svårare. I dag verkar det tydligt för oss att användningen av ångmotorteknologi för eldkraften måste börja för att den industriella revolutionen skulle äga rum. Men om du pratade med någon 1760 om detta, skulle det vara mycket mindre tydlighet - vilka hinder som måste övervinnas, vilka innovationer att genomföra, hur lång tid det kommer att ta. Och här är vi och försöker ta reda på hur matchen som kommer att antända neurorevolutionen ska se ut och hur man skapar den.
Utgångspunkten för en diskussion om innovation kommer att vara en diskussion om hinder - varför innovation alls behövs. För Neuralink kommer listan att vara lång. Men även med konstruktion som huvudbegränsning finns det några stora utmaningar som troligtvis inte är det största hindret:
Allmän skepsis
Nyligen genomfördes en undersökning där man konstaterade att amerikaner fruktar framtiden för bioteknik, i synnerhet - NCI, mer än genredigering.
Flip Sabes delar inte sina bekymmer.
När en forskare funderar på att förändra livets grundläggande natur - om att skapa virus, om eugenik etc. - skapas ett spektrum som många biologer tycker är ganska oroande, men jag vet att när neurovetenskapsmän tänker på chips i hjärnan, tycker de det inte är konstigt, eftersom vi har redan chips i hjärnan. Vi har djup hjärnstimulering som lindrar symtomen på Parkinsons sjukdom, vi genomför de första testerna av chips för att återställa synen, vi har ett kukleært implantat - det verkar inte konstigt för oss att lägga en enhet i hjärnan för att läsa och skriva information.
Och efter att ha lärt mig allt om chips i hjärnan håller jag med - och när amerikanerna lär sig allt om dem kommer de också att ändra sig.
Historia stöder denna förutsägelse. Människor vände sig inte med Lasik ögonkirurgi så snabbt när det först dök upp - för 20 år sedan genomgick bara 20 000 personer per år operation. Idag är detta nummer redan 2 000 000. Detsamma gäller för pacemakare. Och defibrillatorer. Och organtransplantationer. Men hon gav en gång Frankensteinism! Hjärnimplantat kommer från samma opera.
Vår missförståelse av hjärnan
Kom ihåg "om du tänker på en förstått hjärna som en mil, gick vi bara tre tum längs den"? Flip tycker det också:
Om vi behövde förstå hjärnan för att interagera med den i huvudsak, skulle vi ha problem. Men alla dessa saker i hjärnan kan dechiffreras utan att helt förstå dynamiken i datoranvändning i hjärnan. Förmågan att räkna allt detta är ett problem för ingenjörer. Förmågan att förstå ursprung och organisation av neuroner i den minsta detalj som skulle tillfredsställa neurovetenskapsmän helt och hållet är ett separat problem. Och vi behöver inte lösa alla dessa vetenskapliga problem för att göra framsteg.
Om vi helt enkelt kan få neuroner att prata med datorer genom tekniska metoder räcker det och maskininlärning kommer att ta hand om resten. Det vill säga, det kommer att lära oss hjärnans vetenskap. Som Flip noterar:
Den baksidan av frasen "vi behöver inte förstå hjärnan för att göra framsteg" är att framstegen inom teknik nästan säkert kommer att öka vår vetenskapliga kunskap - precis som Alpha Go kommer att lära världens bästa spelare de bästa strategierna för att spela Go. Och denna vetenskapliga framsteg kommer att leda till ännu större tekniska framsteg - teknik och vetenskap kommer att driva varandra.
Onda jättar
Tesla och SpaceX trampar båda på mycket stora svansar (till exempel bilindustrin, olja och gas och militärt industrikomplex). Stora svansar gillar inte att klivas på, så de gör vanligtvis allt för att hindra angriparens framsteg. Lyckligtvis har Neuralink inte detta problem. Det finns inte ett enda större aktivitetsfält som Neuralink kan förstöra (åtminstone under överskådlig framtid - och där kommer en eventuell neurorevolution att störa nästan varje bransch).
Neuralink-hinder är tekniska hinder. Det finns många av dem, men två av dem står ensamma, och om du övervinner dem kan det vara tillräckligt för att alla andra murar ska falla och helt förändra banan i vår framtid.
Stor häck nr 1: bandbredd
Samtidigt har den mänskliga hjärnan aldrig haft mer än ett par hundra elektroder. Jämfört med vision motsvarar detta ultra-låg upplösning. Jämfört med motorn är det de enklaste kommandona med liten kontroll. Jämfört med tankar räcker det med några hundra elektroder bara för att förmedla ett enkelt meddelande.
Vi behöver högre bandbredd. Mycket högre.
Med tanke på ett gränssnitt som kan förändra världen satte Neuralink-teamet det ungefärliga antalet "en miljon neuroner läst samtidigt." De säger också att 100 000 - detta antal kommer att skapa många användbara NCI: er med olika applikationer.
De första datorerna hade liknande problem. Primitiva transistorer tog mycket plats och var svåra att skala. Men 1959 dök upp en integrerad krets - ett datorchip. Tillsammans med det fanns ett sätt att öka antalet transistorer och Moore's Law - konceptet att antalet transistorer som kan passa på ett datorchip fördubblas var 18: e månad.
Fram till 90-talet tillverkades elektroder för NCI för hand. Sedan började vi ta reda på hur vi tillverkar dessa små 100-elektroder med flera elektroder med modern halvledarteknik. Ben Rapoport från Neuralink anser att "övergången från manuell produktion till Utah Array-elektroder var den första antydan att Moores lag kunde hålla makten i NQI-fältet."
Detta är en enorm potential. Idag är vårt maximum några hundra elektroder som kan mäta ungefär 500 neuroner samtidigt - det är långt ifrån en miljon, inte ens nära. Om vi lägger till 500 nervceller var 18 månader kommer vi till en miljon 5017. Om vi fördubblar det antalet var 18 månad får vi en miljon år 2034.
Vi är för närvarande någonstans däremellan. Ian Stevenson och Konrad Kording publicerade ett papper där de betraktade det maximala antalet neuroner som lästes samtidigt vid olika tidpunkter under de senaste 50 åren (i alla djur) och ritade resultatet på denna graf:
Denna studie, även kallad Stevensons lag, antyder att antalet neuroner som vi kan registrera samtidigt verkar fördubblas var 7: e år. Om denna indikator håller, kommer vi i slutet av detta århundrade kunna nå en miljon, och 2225 - registrera varje neuron i hjärnan och få vår färdiga trollkarlhatt.
I allmänhet finns det ingen ICI-motsvarighet ännu, eftersom 7,4 år är för lång för att starta en revolution. Genombrottet kommer inte från en enhet som kan spela in en miljon nervceller, men med ett paradigmskifte som kommer att göra denna graf mer lik Moores lag och mindre som Stevensons. När det händer kommer miljoner neuroner att följa.
Stort hinder nr 2: implantation
NCI: er kommer inte att kunna ta över världen om varje gång de måste öppna skallen.
Detta är ett viktigt ämne på Neuralink. Jag tror att ordet "icke-invasivt" eller "icke-invasivt" talades ungefär fyrtio gånger under mina samtal med teamet.
Förutom att det är en viktig hinder för inträde och en viktig säkerhetsfråga, är invasiv hjärnkirurgi dyrt och krävande. Elon sa att den slutliga NCI-implantationsprocessen borde automatiseras.”En maskin som kan göra detta måste vara något som Lasik, en automatiserad process - för annars kommer du att begränsas av antalet neurokirurger och kostnaderna blir för höga. Du behöver en maskin av Lasik-typ för att skala den här processen."
Utvecklingen av NKI med hög genomströmning skulle vara ett genombrott i sig, för att inte tala om utvecklingen av icke-invasiva implantat. Men att göra båda kommer att starta en revolution.
Andra hinder
Dagens NCI-patienter går med en tråd som sticker ut ur huvudet. Detta kommer säkert inte att ta fart i framtiden. Neuralink planerar att arbeta på enheter som kommer att vara trådlösa. Men detta är också förfyllt med problem. Du behöver en enhet som trådlöst kan överföra och ta emot massor av data. Detta innebär att den måste ta hand om saker som signalförstärkning, analog till digital konvertering och datakomprimering på egen hand. Och allt detta måste också fungera på induktionsström.
Ett annat stort problem är biokompatibilitet. Känslig elektronik går i allmänhet inte bra i en geléboll. Och människokroppen accepterar inte främmande föremål i sig själv. Men framtidens hjärngränssnitt måste fungera för evigt och utan avbrott. Följaktligen kommer enheten att vara hermetiskt förseglad och tillräckligt säker för att överleva årtionden av surrande och skiftande nervceller. Och hjärnan - som behandlar moderna enheter som inkräktare och täcker dem med ärrvävnad - måste på något sätt luras att tro att den här enheten är en normal del av hjärnan.
Det finns också ett problem med rymden. Var exakt placerar du din enhet som kan interagera med en miljon nervceller i skallen, som redan delar utrymme i 100 miljarder neuroner? En miljon elektroder som använder moderna multi-elektroduppsättningar kommer att vara storleken på en baseboll. Därför är ytterligare miniatyrisering ytterligare en pågående innovation att lägga till i listan.
Det finns också det faktum att moderna elektroder mestadels är optimerade för enkel elektrisk inspelning eller enkel elektrisk stimulering. Om vi verkligen vill ha ett effektivt gränssnitt behöver vi något annat än styva elektroder med en funktion - något med den mekaniska komplexiteten hos neuralkretsar som kan spela in och stimulera, och som också kan interagera med neuroner kemiskt, mekaniskt och elektriskt.
Och låt oss bara sätta samman allt perfekt - bredbands, långsiktig, biokompatibel, dubbelriktad, kommunikativ, icke-invasiv implanterbar enhet. Nu kan vi föra en dialog med en miljon nervceller samtidigt. Förutom … vi vet inte hur vi pratar med nervceller. Det är inte så lätt att dechiffrera de statiska blixtar av hundratals nervceller, men vi försöker i själva verket studera en uppsättning specifika blixtar som svarar på vissa enkla kommandon. Det fungerar inte med en miljon signaler. En vanlig översättare använder faktiskt två ordböcker och ersätter ord från en för en annan - men det betyder inte att man förstår språket. Vi måste göra ett stort språng i maskininlärning innan datorn kan lära sig ett språk, och ännu fler språng måste göras.för att förstå hjärnans språk - eftersom människor verkligen inte kommer att lära sig att avkoda koden för en miljon som samtidigt avfyrar neuroner.
Kolonisering av Mars verkar enkelt nu.
Men jag slår vad om att telefonen, bilen och månlandningen skulle ha verkat vara oöverstigliga tekniska utmaningar för människor decennier tidigare. Och jag är villig att satsa på att det är -
- kommer att verka helt olösligt för människor i denna tid:
Och ja, det är i fickan. Om det förflutna har lärt oss någonting är det att det alltid kommer att finnas framtidens teknologier, otänkbara för tidigare människor. Vi vet inte vilka tekniker som verkar helt omöjliga för oss kommer att bli allestädes närvarande i framtiden, men det kommer att finnas sådana. Människor underskattar alltid den mänskliga kolossen.
Om alla du känner har elektronik i sina skalar efter 40 års ålder, kommer det att vara tack vare ett paradigmskifte som har orsakat en grundläggande förändring i hela denna bransch. Denna förskjutning är exakt vad Neuralink-teamet försöker organisera. Andra team arbetar också med detta och några häftiga idéer har redan börjat dyka upp:
Relevanta innovationer inom området NCI
En grupp från University of Illinois utvecklar ett silkegränssnitt:
Silke kan vikas in i en tunn bunt och sättas in i hjärnan relativt icke-invasivt. Där kommer det teoretiskt att expandera och sätta sig i konturerna, som en krympfilm. Silken kommer att ha flexibla kiseltransistor-arrayer.
I sitt TEDx Talk demonstrerade Hong Yeo en mängd elektroder applicerade på hans hud som en tillfällig tatuering, och forskare tror att tekniken potentiellt kan användas i hjärnan:
En annan grupp arbetar på ett slags nervnät med nanoskalaelektroder så små att det kan injiceras i hjärnan med en spruta:
Som jämförelse är detta röda röret till höger spetsen på en spruta.
Andra icke-invasiva metoder inkluderar ven- och artärinträde. Elon nämnde följande:”Den minst invasiva metoden skulle vara något som en solid stent som kommer in i lårarterien och utvecklas i cirkulationssystemet för att interagera med neuroner. Neuroner använder mycket energi, så detta är i huvudsak ett vägnät till varje neuron."
DARPA, den amerikanska militärens teknikinnovationsarm, utvecklar genom det nyligen finansierade BRAIN-programmet små "loopade" neurala implantat som kan ersätta läkemedel.
Ett andra DARPA-projekt syftar till att anpassa en miljon elektroder i en myntstorlek.
En annan idé som arbetas med är transkraniell magnetisk stimulering (TMS), där en magnetisk spole utanför huvudet kan skapa elektriska impulser inuti hjärnan.
Dessa impulser kan stimulera riktade neuronområden, vilket ger en helt icke-invasiv typ av djup hjärnstimulering.
En av grundarna av Neuralink, DJ Seo, har försökt utveckla ett ännu svalare gränssnitt som heter Neural Dust. Neuraldamm är små kiselsensorer som mäter 100 mikron (ungefär bredden på ett hår) som måste injiceras direkt i cortex. I närheten, ovanför dura mater, kommer det att finnas en 3-millimeter enhet som kan interagera med sensorer i dammet med hjälp av ultraljud.
Detta är ytterligare ett exempel på de innovativa fördelarna från ett tvärvetenskapligt team. DeJ förklarade för mig att "det finns tekniker som inte alls tänks på inom detta område, men vi kan ta med några av principerna för deras arbete in i det." Han säger att det neurala dammet inspirerades av principerna för mikrochip och RFID-teknik. Du kan enkelt se hur korseffekterna av olika fält fungerar:
Andra arbetar med ännu mer otroliga idéer, till exempel optogenetik (där du injicerar ett virus som fäster sig till en hjärncell, vilket orsakar att det därefter stimuleras av ljus) eller användning av kolananorör, varav en miljon kan bindas samman och skickas till hjärnan genom blodomloppet.
Dessa människor arbetar med innovation i företaget.
Detta är en relativt liten grupp nu, men när genombrottet verkligen börjar känna sig kommer det snabbt att förändras. Händelser börjar utvecklas snabbt. Hjärnans bandbredd blir bättre och bättre när implantationsförfaranden blir enklare och billigare. Allmänt intresse kommer att uppstå. Och när det allmänna intresset tar fart, kommer mänskliga kolossen att märka en möjlighet - och då kommer utvecklingshastigheten att hoppa till himlen. På samma sätt som genombrott inom datormaskinvara ledde till utveckling av mjukvara, så kommer stora industrier att engagera sig i utvecklingen av smarta applikationer och avancerade maskiner som fungerar tillsammans med neurocomputer-gränssnitt. Någon gång 2052 berättar du för ett barn om hur det hela började och de kommer att bli uttråkade.
Jag försökte få Neuralink-teamet att prata om 2052 med mig. Jag ville veta vad som skulle hända när allt skulle gå i uppfyllelse. Jag ville veta vad de själva skulle vilja sätta på plats. Men det var inte lätt - trots allt skapades detta team specifikt för att fokusera på konkreta resultat och inte på tomma ord.
Men jag fortsatte att fråga och grisade tänderna tills de uttryckte sina tankar för framtiden. Jag tillbringade också de flesta av mina avlägsna framtida samtal med Elon och Moran Cerf, en neurovetenskapsman som arbetar på NCI och tänker mycket på de långsiktiga konsekvenserna av deras arbete. Slutligen berättade en medlem av Neuralink-teamet att han och hans kollegor naturligtvis har många drömmar - annars skulle de inte göra vad de gör - och att många saker inom deras område påverkades av science fiction. Han rekommenderade att jag pratade med Ramez Naam, författare till den berömda Nexus-trilogin. Så jag ställde 435 frågor till Ramez för att få en fullständig bild.
Som ett resultat av denna konversation lämnade jag helt död. Jag skrev en gång hur det skulle vara om vi gick tillbaka till 1750 - när det fortfarande inte fanns någon elektricitet, motorer eller telekommunikation - och drar ut George Washington och visade honom vår moderna värld. Han kommer att vara så chockad att han kommer att dö. Sedan tänkte jag på begreppet hur många år framöver du behöver gå för att uppleva den dödliga chocken av framsteg. Jag kallade det Point of Death Progress (TPP).
Sedan människokolossens födelse har vår värld förvärvat en konstig egenskap - med tiden blir den mer och mer magisk. Så här fungerar köpman. Och när utvecklingen genererar ännu snabbare utveckling är trenden att TSP blir med tiden närmare och kortare. För George Washington var TSP flera hundra år gammal, vilket inte är så mycket i det allmänna schemat för mänsklig historia. Men nu lever vi i en tid då allt flyger så snabbt att vi kan uppleva flera TSP under vår livstid. Volymen på allt som hände från 1750 till 2017 kan upprepas redan under ditt liv, och mer än en gång. Detta är en magisk tid att leva - och det är svårt att förstå, svårt att märka, för det liv vi lever vi lever inifrån.
Hur som helst, jag tänker mycket på TSP och undrar alltid hur det skulle vara om vi gick vidare i en tidsmaskin och upplevde vad George skulle uppleva här. Hur ska framtiden vara för att jag ska dö av chock? Du kan prata om saker som artificiell intelligens och genredigering, och jag tvivlar inte på att framsteg inom dessa områden kan leda till min död av chock. Men frasen "vem vet hur det kommer att vara" har aldrig varit beskrivande.
Jag tror att jag äntligen kan få en beskrivande bild av vår chockerande framtid. Låt mig beskriva det åt dig.
ILYA KHEL
Del 1: The Human Colossus
Del två: Hjärnan
Del tre: Flyga över boet av neuroner
Del fyra: neurocomputer gränssnitt
Del fem: Neuaralink-problemet
Del sex: Trollkarlens ålder 1
Del sex: Trollkarlens ålder 2
Del sju: The Great Fusion