升级:技术为人体2.0

在一次残忍的抢劫导致妻子死亡后，《升级》的男主角格雷·特蕾斯(洛根·马歇尔-格林饰)四肢瘫痪。显然，作为一对夫妻，他们过得很富裕，所以特雷西至少有一间公寓，里面有不久的将来所有的现代化设施，如果不是更能忍受的话，也能让他的生活更轻松一点。

声控机器人照顾了他的身体需求，而幸运的是，大量的接口不需要物理接口，这就是他的情况。他的轮椅上有一个充电板，有点像我们现在手机的那些故障充电板，还有一面能量墙，它没有特定的功能，只是看起来比镶框的霍克尼印花更有目的性，在今天可能会占据这样的空间。后来，他有机会得到一些更先进的技术援助。

真正的抢劫发生时，特蕾西乘坐的自动驾驶汽车被黑，并被转移到一个不干不净的人的栖息地，这些人适时地对他和他的妻子做了肮脏的事。在这种不那么智能的交通工具、智能家居、警用无人机和嵌入在人们怀里的枪支之间，这部电影从技术的角度有很多可以分析的地方，但一个明显的焦点是STEM，它是这部电影的明星。

STEM是一种电脑芯片，被植入特蕾西颈部的底部，也就是枪伤发生的地方。有趣的是，STEM看起来像一个老式的DIL芯片——这种芯片现在很少使用，除非在一些恶劣的环境中，那里会发生大量的震动，而且它的长腿穿过印刷电路板，使它们更坚固。不管怎样，“升级”中的芯片似乎只是漂浮在特蕾西的身体里，所以有腿真的是对人们认为的电子产品应该是什么样的致敬，而不是有一个电路来容纳它。在植入的时候，它似乎也略微变成了一个更像虫子的生物。

然而，对科幻小说吹毛求疵可能很有趣，但也毫无意义。这部电影提出的大问题实际上是关于两件事能发展到什么程度——一个是人工智能，另一个是人体作为生物力学机器背后的科学。我先不说前者，因为对那些还没看过这部电影的人来说，探索《升级》的人工智能会走多远是一个巨大的剧透。我想说的是，人工智能的麻烦在于它总是变得有点淘气——它从来没有好的结局。为什么AI从来没有阳光的性格?

然而，同样有趣的是研究人体如何工作以及它在未来如何发展的知识。在“升级”中，在他的脖子上插入STEM不仅可以让他的四肢恢复使用，还可以让他的身体移动得非常快，把他变成一个精瘦的杀人机器。最后，它有自己的智慧，与Trace自己的思想纠缠在一起。

人体极其复杂。它是在神经系统周围传递电子或化学信息的神经元，它们要么适应于感觉应用(将信息从外围反馈回大脑)，要么适应于运动应用(发出指令，使身体转化为行动)。人体内大约有800亿到1000亿个神经元，虽然其中大部分在大脑中处理困难的工作，但也有大量神经元分散在身体各处，以确保信息的发送和接收。脊髓有数千万个这样的神经元，是神经系统信息在大脑之间传递的焦点，这就是为什么脊髓的损伤会影响它下面所有东西的功能——因此，中背部或下背部的严重损伤会导致腿部功能的丧失，而颈部的脊髓损伤也会影响手臂。

神经科学教授、塞恩斯伯里·惠康神经回路与行为中心首席科学官汤姆·奥蒂斯(Tom Otis)深谙脑接口技术。在影片中，STEM实现了这种界面功能。奥蒂斯说:“在四肢瘫痪的情况下，大脑界面是不存在的。目前存在的最成功的脑机接口是感官方面的人工耳蜗植入。还有非常强大的视网膜义肢研发和设备。”

人工耳蜗有8个通道，由耳鼓流动的液体刺激。声音被检测到，植入物就像一个频率解构器:八个感觉细胞中的每一个都代表年轻人的频率，从几十赫兹到20千赫。这些感觉细胞与进入大脑的毛细胞接触——如果是毛细胞失效了，它们就会被物理电线取代。奥蒂斯说:“刚开始植入时，人们区分音调和频率的能力不是很好，但很快他们的大脑就学会了理解输入。所以对于其他脑机接口来说，这可能是一个有趣的因素。”

再一次，回到挑剔的话题，Trace的身体表现是即时的，不允许任何学习过程。同样，多余的肌肉三个月后就会出现所谓的肌肉萎缩(损耗)，不会立即恢复健康。

尽管在受损的神经系统中，仅仅提供桥接功能(恢复连接)就需要大量的物理连接，但奥蒂斯并不认为这是不可能的，尽管在直接植入大脑的设备上已经取得了更多进展。

“在输出(电机)方面，设备还没有那么先进，”他说，“但这即将到来。有些公司正在寻求为脑机接口申请专利，以修复病变，类似于这个案例[升级]。有一些已发表的例子表明，大脑接口被用来灵活地控制机械臂。”在这些案例中，芯片被直接插入大脑皮层区域，那里是自主运动指令的来源。然后，它可以用来控制外骨骼或其部分。

这就把我们带到了STEM给Trace带来的下一个阶段——闪电般的反应和超人的力量。奥蒂斯不太相信这是可能的:“可以想象，凭借我们现在拥有的技术，芯片可以连接(颈部顶部的)病变，并允许患者活动。如果你有一个外骨骼，那么你就有可能读出来自大脑的信号，这样你就可以在机器人技术中拥有超人的表现。”

然而，Trace不具备外骨骼的优势;他的装备是与生俱来的骨骼和肌肉(显然没有萎缩)。奥蒂斯说:“我们可以说，根据目前的知识，神经冲动部分对运动没有速度限制。这在很大程度上与“植物”——肌肉有关:肌肉兴奋和收缩需要多长时间，显然是为了协调肌肉的激活，像前庭(耳朵里的感觉系统)反馈来保持平衡。

“从皮层向脊髓发送信号，你要出拳的时间可能是3到4毫秒。如果你是一名训练有素的拳击手，从大脑活动到出拳的实际时间可能更接近200毫秒。还有其他的思维过程，比如“这样做对吗?”’，这些都在上游。”

不管你的大脑多快决定要打坏人，也不管电子信息多快被类似stem的装置通过神经元，身体的基本机制永远是一个限制因素。

修复身体也比部署外骨骼功能复杂得多。“这很有趣，”奥蒂斯说，“如果你想做一个活动，比如举起杯子或接球，你可以测量和破译神经元的活动，然后将其传输给机械臂。但如果你试图用肌肉来做到这一点，那么这可能意味着更像是重新连接90%的神经元，而不是10%。现有的脑机接口可能连接到100个左右的神经元，而人会执行许多活动。它对这些动作进行分类，然后建立一个代码模型。他们可以用100个神经元做到这一点，即使每个动作可能涉及25,000个神经元。这在大脑中(而不是脊椎植入物)尤其可能，因为大脑皮层有一部分专门用于运动控制。”

仅就人工智能方面及其与人类思维过程的相互作用而言，还有更长的路要走。首先，STEM被植入脊柱——认知思维有可能到达脊髓吗?“我们不知道，”奥蒂斯承认。“有人在做白日梦时，这些想法存在于脊柱中，而不会干扰通过脊柱的运动功能吗?”我们只是不知道。

“如果这个芯片在额叶皮层、海马体和其他与这些认知现象有关的区域，那么它可能是可以想象的——至少不是完全不可能的。”

问题是，我们可以把人体想象成一个生物力学机器——各个时代的工程师已经能够理解和修复最微妙的东西——但大脑的创造性部分仍然是一个谜。

《升级》是一部令人愉快且发人深省的电影，但偶尔会因为骨头断裂而让人畏缩。该片自2018年8月31日起在英国全面上映。