“赛博朋克”技术可能不用等到2077年
如果现有的这些研究都能实现，赛博朋克中机器与人体结合的场景肯定不会很远。
赛博朋克2077终于上市了！
说起赛博朋克，你一定会想到科技水平极其发达的诡异科幻世界，但其社会道德却趋于崩溃。人造人、机械结构、人机结合.这些充满科技感的图像可能会在你眼前不停地闪烁。
但是如果我告诉你，那个时间不用等到2077年，你会相信吗？
不信就得信：-)
脑机接口远比你知道的厉害
说到脑机接口,你可能会想到几个月前埃隆 马斯克在新闻发布会上展示的脑机接口技术——，这可能是大多数人对脑机接口印象最深刻的一个。
但事实上，这并不是BCI最早的样子。早在100年前，脑机接口就进入了科学家的视野。
20世纪初，脑科学研究刚刚起步。1909年，德国神经学家科尔比尼安布罗曼提出了大脑皮层的布罗曼分裂，科学家们开始意识到大脑的不同区域可能会执行不同的功能——具有运动、视觉、感觉、情感、语言和记忆.
1924年，德国精神病学家汉斯伯杰首次实现了将机器插入大脑，并记录了来自大脑的信号——脑电波。
严格来说，这应该是脑机结合的第一步。
脑电图(EEG)等脑成像技术至今仍用于精神疾病的研究|来源：维基百科
未来一百年，脑机接口的发展可谓“百花齐放”。经过一系列动物实验，科学家们开始试图将其应用于人类。在这里，我们将介绍一些最令人惊讶的实验，看看脑-机接口已经取得了多大的成就。
再说赛博朋克。赛博朋克最吸引人的一点是，即使断臂断腿，它也可以连接到机械臂上。这其中最难的部分是——怎么实现让大脑控制机械臂.事实上，这在十多年前就已经实现了。
早在2006年，研究人员就植入了一种机器，形成了一种叫做“BrainGate”,的脑-机接口系统，它控制着大脑中数百个神经元，这样四肢瘫痪的人就可以用他们的大脑来控制电脑屏幕上的光标；或者让他换电视，看电视，换频道；或者玩一个简单的弹球游戏；甚至操纵一个真正的假肢来达到抓取的动作.
图A和图B显示了植入芯片的大小，上面的小尖用来监测96个神经元的电信号；图C显示了植入大脑的位置，可能在控制手臂的脑区；图D显示的是四肢瘫痪实验者的实验场景|资料来源：Hochberg L R等《自然》
实验者用脑机接口控制蓝色光标玩消去游戏| Hochberg L R，et al. Nature
实验者用脑机接口控制假肢的抓取
几年后，这种智能门系统发展到控制体外的机械臂，可以主动抓取物品，甚至帮助四肢瘫痪患者进食和饮水，完成自己的进食动作：
资料来源：Youtube-NIHNIDS
既然用头脑控制机械臂是可能的，科学家们正在思考：如果一个中风患者四肢瘫痪，但他的四肢都在，他能利用脑机接口辅助他们重新站起来?吗
早在2003年，研究人员就试图利用脑电图结合电刺激使四肢瘫痪患者的上肢运动并意识到手的抓握能力.此后，又进行了各种尝试，使患者相继在恢复行走和重新获得对四肢控制学习。虽然其中有些可能需要假肢辅助，但最关键的问题是——可以恢复大脑对身体的控制。
通过外部脑电图和电刺激，瘫痪者可以控制自己的手臂|来源：普弗舒勒G等《神经病学快报》
如果我们弄清楚大脑是如何控制身体的，就像阿丽塔一样，只有大脑全身的科幻场景才能实现。
除了锻炼，科学家们还关心另一个与神经有关的精确器官，——眼睛.
早在20世纪70年代，科学家们就试图将芯片植入盲人的视觉皮层，并将它们连接到相机上，从而创造出一种光幻视（phosphenes），使盲人能够看到一些简单的模糊图像。但限制是电极数量太少，无法刺激足够的神经元识别图像。
但就在几天前，一项研究使用了上千个电极的芯片,它被植入到被训练识别英文字母的失明恒河猴的大脑中，然后使用脑-机接口让恒河猴看到由光点组成的字母，恒河猴立刻就能识别这些光点，这也解释了脑-机接口的成就。
随着电极的增加和科学家对视觉通路的进一步认识，数千万盲人将有可能再次看到。
通过前期在电脑中产生光斑的训练(左图四张)，猕猴学习字母，然后植入芯片，再通过电脑输入光斑供猕猴识别(右图两张，后面是A和L)
此外，还有关于如何利用脑机接口进入虚拟世界游戏，或者连接不同人的大脑进行信息传递，以及体外人工培养神经细胞制作“神经芯片”的研究……前面提到的马斯克的创新之处在于将更多的电极集成到了更小的芯片上这一工程学进步,为脑机接口带来了新的无限可能。
如果这些脑机接口的研究能够实现，赛博朋克中机器与人体结合的场景肯定不会遥远。
人造器官可不只是机械形态
除了大脑这种人们找不到的器官，它还需要足够的人造器官来重建人体。
在这个问题上，科学家的进步和思考已经超出了赛博朋克——因为机,械的人造器官不能满足人体的需求.的范围
一方面，由于人体器官结构的复杂机制，人工机械远远达不到类似的水平；另一方面，这些机器需要定期更换，支持时间有限。比如现在的人工心脏需要外接泵为机械心脏提供动力，实验期不到十年。
市场上现有临时人工心脏同步心脏示意图|来源：syncardia.com
因此，科学家们也走上了一条完全不是“赛博朋克”的道路：3D生物打印和异种移植。
3D生物打印用生物细胞作为材料和3D打印的技术在预设的模型下构建了一个器官，然后培养了印刷的器官。虽然心脏、肾脏等器官还没有实现，但耳朵、心脏瓣膜、气管等简单的器官结构是可以打印的。
三维生物打印制作的人工耳(甲、乙)、心脏瓣膜(丙)和支气管(丁)
|来源：闫q等工程
研究这个方向的科学家也有一个大胆的想法：现在打印体外器官再移植，之后可以手术打开患者的内脏直接打印在患者身上吗？根据需要将细胞打印给患者可以避免体外器官培养的问题。
从A到C，演示了这种原位3D生物打印的进展：从组织上的“打印”，到实验动物上的“打印”，最后到未来外科手术中的“打印”人|来源：Ozbolat I T .生物技术趋势
除了从“0”体外培养器官，早在20世纪70年代3D打印还没有出现的时候，就有科学家提出了更大胆的想法：将猪的内脏移植给人类?有可能吗
他们使用基因编辑技术来转化猪的基因，以确保猪的这些器官在移植过程中不会产生免疫排斥,炎症和凝血反应。然后把这些猪的器官移植到狒狒身上，看看移植效果如何。
导致异种移植失败的三个主要障碍|来源：牛，等。高级药物传递评论
之所以用猪，主要是因为其他接近人类的动物，比如黑猩猩，比较稀少，甚至接近濒危。而猪可以保证器官和人比较像和足够器官数量供给.都有，结合近年来比较成熟的基因编辑技术，猪的器官可以改造成更适合人类的。
成绩也喜人。经过几十年移植猪器官的尝试，狒狒存活的时间也在增加，最长的一次可以到达300天以上.
转基因猪心移植到狒狒不同时期的存活时间|来源：库珀D K C .异种翻译。起拱石
今年9月，杨鹿晗团队开发的“猪3.0”在避免免疫排斥和炎症反应的基础上，进一步解决了另一个可能威胁人类的问题。避免猪体内存在的病毒对人类的威胁。
但这背后还有很多问题，比如猪的寿命远不如人类，体温和各种生化代谢反应是否能与人类相匹配，都在等待科学家去克服。
但是我们已经看到了人造器官的新黎明。
内源性病毒
赛博朋克的世界不仅仅是人与机器的结合，人类身体的肆意改造所引发的社会道德问题往往隐藏在科技高度发展的背后，其中最简单却又最复杂的就是——。我们应该如何对待人类？
赛博朋克的科幻背后，往往透露着科学发展后的社会伦理|来源：银翼杀手2049
科幻小说作家布鲁斯斯特林曾将网络朋克定义为：
像对待老鼠一样对待人，一切针对老鼠的措施都可以同样适用于人。闭上眼睛拒绝思考，并不能让这个可怕的画面消失。这是赛博朋克。
这就是科学家今天面临的科学伦理问题：结语：伦理问题与赛博朋克,我们以后还会把人作为实验对象进行实验吗？
事实上，我们刚才提到的脑机接口和人工器官与赛博朋克的初衷并无关系，绝大多数科学家都会为了科学的边界应如何定义？.而开发这样的技术
但是，不排除有些科技发展到一定程度，会产生很多帮助患者，让患者能够恢复正常生活甚至社会道德问题。
比如脑机接口发展到极致，能否用芯片代替人脑？还是把意识上传成数据？我还是我吗？
再比如器官移植。当体内所有器官都是猪的时候，这个人该不该吃猪肉？还是他(它)还是一个人？
2018年底的基因编辑婴儿事件，就值得我们反思科研伦理是否跟进科学技术的问题
而科研伦理道德，就要求我们提前思考这样的问题，给科学确定研究的边界：比如克隆羊多利的问世，克隆人的想法就已经被科学家早早否认，并扼杀在摇篮之中；体外受精和细胞培养的实现，也让科学家将人类胚胎的研究严格控制在了14天以内……
哲学问题的思考这就要求在这个技术日益更新的时代，相关的规定和政策能及时跟进。
《赛博朋克2077》 不跳票了，但是希望现实的赛博朋克永远跳票。
参考资料
引用该论文王志平，王志平，王志平，王志平，王志平，王志平。自然，2006，442(7099): 164-171 .
用脑门系统对机器人手臂进行思维控制，https://www.youtube.com/watch？v=qrt8qcx3c bco
普富特谢勒，米勒格，普富特谢勒等。"思想"——控制功能性电刺激以恢复四肢瘫患者的手抓力[J]20 .神经科学快报，2003,351(1): 33-36。
[1]多贝尔W H，姆拉德约夫斯基M G，吉文J p .对视觉皮层进行盲：电刺激的人工视觉为功能性假体提供了希望[J]。科学，1974,183(4123): 440-444。
陈曦，王芳，费尔南德斯，等。猴视皮层高通道数神经假体的形状知觉[J]20 .理科，2020,370(6521): 1191-1196。
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引用该论文王志平，王志平，王志平。生物技术趋势，2015,33(7): 395-400。