美剧《超脑特工》中男主角的大脑中植入了一枚堪比超级计算机的微芯片，令其能在最短的时间内从遍及世界的“电子网格”中获取所需的信息。科幻电影里最常见的桥段，现实中想要实现可能需要几十年甚至几百年，那么脑芯片这门技术，现阶段的发展是怎样呢？
脑芯片的起源是来自于一个著名的“公牛实验”。1963年，何塞·德尔加多（Jose Delgado）医生在妻子和几名助手的帮助下，在没发狂的公牛头骨上安装了立体定位框架，将刺激接收器植入了它们的大脑，试图利用手持收音机上的按钮控制公牛的大脑。
当一头公牛气势汹汹地朝他冲过来时，他出于求生本能他疯狂地按控制按钮。最后，那只牛在离他几英尺远的地方停了下来。
由此，何塞·德尔加多开创了一项至今依然具有争议的技术——类脑芯片。简单的说，脑芯片技术就是通过植入电极，用电刺激神经组织，达到操纵心灵的目的。
打破冯·诺依曼结构
类脑芯片究竟有何不同？
冯·诺依曼结构已有七八十年的历史，这就好比已经直立行走的智人，仍长着一颗猩猩的脑袋。这就出现了冯·诺依曼瓶颈，也就是说CPU再快，也要等内存，因为CPU和内存之间的性能差距越来越大。
冯·诺依曼结构中，计算模块和存储单元是分离的，CPU在执行命令时必须先从存储单元中读取数据。
每一项任务，如果有十个步骤，那么CPU会依次进行十次读取、执行、再读取、再执行，这就造成了延时，以及大量功耗（80%）花费在了数据读取上，当然多核、多CPU或一些常用数据的就地存储会一定程度上缓解这些问题。
学术界和工业界如今出现了向人类大脑学习体系结构的趋势，大脑的处理单元是神经元，内存就是突触。神经元和突触是物理相连的，所以每个神经元计算都是本地的，而且从全局来看神经元们是分布式在工作。
说到类脑芯片的独特性，首先它不是传统的冯·诺依曼结构，而是专门的类人脑芯片结构。类人脑芯片架构是一款模拟人脑的新型芯片编程架构，这一系统可以模拟人脑功能进行感知、行为和思考。
这种新型编程架构可以允许开发者为类人脑芯片设计应用程序，未来，它还可以允许计算机科学家开发出一种带有人脑功能的计算机，甚至比人脑更加智能。
其次，类人脑芯片的存储器不但但是数据存储单元，而是进一步研发成为类似人体的突触，这是迈向人造大脑重要的一步。
我们知道人脑之所以复杂是因为庞大复杂的神经结构，人脑有上千亿个神经元，几乎所有的生物意识行为都是从这里发起的，所以让存储器模仿突触是实现类人脑芯片不可或缺的创举。
第三，类脑芯片的能源利用率极高，普通芯片在工作时会伴随大部分的散热，计算机芯片如果没有风扇或者空间制冷技术，几分钟就足以将自己融化。但是，类脑芯片却可以像人脑一样，几乎所有的热量都用于“思考”。
最后，类脑芯片懂得“学习”，人类大脑之所以厉害就是因为可以不断的学习和接纳新事物，通过机器学习算法，类脑芯片也做到了。从最开始的代码写入存储知识，到现在高通、IBM芯片自主学习获得知识，类脑芯片的环境应变能力正在不断的增强。
在现实层面，每个芯片可以搭载百万个神经元，亿万个神经突触，可以自由扩展的芯片网络又如同大脑皮层的不同的区域，分别在不同的层级上， 可以并行的，同时的处理任务，从而指数型地提高了数据处理的效率。
又因各个指令及相应数据都存储在同一芯片中，所有的计算资源不会因为等待存储访问而导致浪费，功耗也比现在基于冯·诺依曼硬件架构的处理器低两到三个数量级。
类脑芯片争议远未停止
找到技术发展平衡点才是关键
本文开头提到的德尔加多医生于1969年出版了一本书，他在《心灵的物理控制：迈向精神文明社会》一文中描述了脑刺激研究，讨论了它的作用。
但这项技术自诞生起就饱受争议，一名妇女甚至起诉德尔加多和他所服务的学校并索赔100万美元，尽管她和德尔加多未曾谋面。而时至今日，争议并没有停止。
记忆芯片的使用势必会引起人们对记忆数据不安全的讨论。且不论记忆数据被盗，单纯的个人隐私泄露，也足以引起舆论关注。难以想象记忆被盗后公众的反应，当最后一块遮羞布被彻底粉碎，一场记忆保卫战便可以轰轰烈烈的拉开了。
如果脑芯片仅仅能增强记忆力，还不是最令人畏惧的，真正让人觉得恐怖的是，我们很难预测这些技术究竟会用在哪些地方，会被哪些有心人利用。
事实上，对大脑的刺激可以分为侵入式和非侵入式，德尔加多的研究中后期将注意力转移到非侵入性的神经刺激方法上，他发明了一种能够向特定神经区域传递电磁脉冲的环状装置和头盔。
他在他自己和他女儿身上测试这些装置，实验结果证明可以诱发困倦、警觉和其他状态。
无独有偶，美军也研发了一种叫作“经颅直流电刺激器”的头盔，带上这个头盔可以让人集中注意力，让你专注于一件事儿。实验表明这个头盔的确有利于士兵战斗，而且还能促进学习。公众没法不担心一旦这种头盔被滥用后，是否会制造超级士兵甚至杀人机器。
脑芯片究竟是大脑增强仪还是会操纵人类？那些抱有激进态度的脑外科专家是否真的拿到了理想的数据？
这一切我们不得而知，但类脑芯片作为一门过于前沿的技术，其研究和应用的讨论仍将持续进行下去，我们相信人类会在脑芯片发展上找到一个制约点和平衡点，因为人类相对机器最大的不同是人类富有更大的想象力。
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来源：科技云报道
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