人工智能未来简史：基于脑机接口的超人制造愿景

　　曾经，意念控制被认为是痴人说梦；如今，它早已变得轻轻松松，甚至连老鼠和猪都能用意念玩转游戏。曾经，“读心术”被认为是骗人把戏；如今，它早已变成现实，只需扫描你的脑电图，便可一眼看穿你的情绪和部分心思。曾经，人是人，机是机，人机彼此相分离；如今，人即是机，机即是人，小小脑机接口就让你与机器密不可分。其实，这些都还不是最玄幻的事情，因为本书将以严谨的科学态度，基于神经生物学、脑科学、微电子学和虚拟现实等领域的成就，向你展示一幅更玄幻的内涵型人工智能愿景。换句话说，也许在将来的某天，你可轻松成为全球第二的钢琴演奏家和画家等，更准确地说，你能在瞬间学会偶像的任何技能，最多只比他稍逊风骚。也许在将来的某天，任何人都能轻松掌握全球的既有知识，轻松与他人进行不动声色的意念通信。如此愿景到底能否实现，到底能在多大程度上实现，以及何时能实现等，其实都主要取决于脑机接口的进展，即人类能否更精准而全面地检测、提取、产生、复制和输入相关神经元的电脉冲，激活或重组某些神经回路。本书文笔流畅，内容浅显易懂，可作为大众科普读物，更可供人工智能的专家深究，还可供科幻迷任意发挥，写出更加引人入胜的作品。

　　杨义先，北京邮电大学教授、博士生导师、首届长江学者特聘教授、首届国家杰出青年基金获得者、国家教学名师、国家教学团队（“信息安全”）带头人、全国百篇优秀博士学位论文指导教师、国家精品课程负责人、中国科普作家协会会员。曾任中国人工智能学会秘书长，现任北京邮电大学信息安全中心主任、灾备技术国家工程实验室主任、中国密码学会副理事长。他长期从事网络与信息安全方面的科研、教学和成果转化工作。他创立的网络空间安全的统一理论“安全通论”“博弈系统论”，同时出版了科普作品《安全简史》《黑客心理学》《密码简史》《科学家列传》《通信简史》等，在社会上引起了极大反响，受到读者的喜爱，并获得多项出版物奖项。曾获得荣誉：政府特殊津贴、国家有突出贡献的中青年专家、国家有突出贡献的中国博士学位获得者、第四届“中国青年科学家奖”、第四届“中国青年科技创新奖”、全国优秀科技工作者、中国科协第三届青年科技奖、首届茅以升北京青年科技奖、北京青年五四奖章、第三届北京十大杰出青年、“有可能影响中国21世纪的IT青年人物”。钮心忻，北京邮电大学教授、博士生导师，中国通信学会高级会员，中国科普作家协会会员。主要研究领域有：信息安全、信息隐藏与数字水印、数字内容及其安全等。她主持完成过国家863、国家自然科学基金等多项国家科研项目。她的研究成果获得过教育部科技进步一等奖、中国通信学会科技进步二等奖、三等奖，中国电子学会科技进步三等奖，以及原信息产业部科技进步三等奖等。她在包括IEEE Trans.on AES、Chinese Journal of Electronics、《电子学报》等国内外著名学术刊物上发表论文五十余篇，出版著作六部。

上篇?基于宏观脑电图的机会
第1章?主角们闪亮登场了 / 5
1．1?电子就这样登场了 / 5
1．2?原子就这样登场了 / 8
1．3?分子就这样登场了 / 11
1．4?神经就这样登场了 / 14
1．5?智能就这样登场了 / 23
1．6?大脑就这样登场了 / 27
第2章?奇妙的脑电波 / 31
2．1?毛骨悚然的开端 / 31
2．2?脑电波采集方法 / 36
2．3?脑电图子波结构 / 41
2．4?重塑异常脑电图 / 45
2．5?脑电波有多厉害 / 51
2．6?脑电图网络结构 / 59
第3章?宏观型脑机接口 / 67
3．1?斗牛场上的奇迹 / 68
3．2?植入式脑机接口 / 74
3．3?非植入式脑机接口 / 83
3．4?动物的意念控制 / 89
3．5?脑机接口之难易 / 93
3．6?脑电输入的限制 / 99
中篇?基于中观大脑地图的机会
第4章?颠覆“三观”的脑连接 / 111
4．1?舌头抢了耳朵的工作 / 113
4．2?触觉抢了视觉的工作 / 117
4．3?瘫痪者竟然站起来了 / 121
4．4?逻辑系统被毁的怪人 / 124
4．5?智障人士竟然成专家 / 127
4．6?快乐感的产生与擦除 / 134
第5章?大脑地图的可塑性 / 139
5．1?大脑地图与外界呼应 / 140
5．2?大脑内部的竞争法则 / 145
5．3?一起发射便连在一起 / 149
5．4?学习将改变大脑地图 / 153
5．5?大脑地图的改进训练 / 158
5．6?倒拨认知功能的时钟 / 164
第6章?大脑地图怪事多 / 171
6．1?限制诱导法有多奇妙 / 171
6．2?重塑强迫症患者大脑 / 178
6．3?重塑幻肢的疼痛感觉 / 181
6．4?意念的力量能有多大 / 187
6．5?半个脑子也活得很好 / 192
6．6?塑造大脑的四种规则 / 197
下篇?基于微观神经脉冲的机会
第7章?神经元的电特性 / 209
7．1?神经元的一般结构 / 209
7．2?神经元的信息通道 / 216
7．3?神经膜的离子通道 / 222
7．4?神经元的兴奋特性 / 228
7．5?神经元的动作电压 / 232
7．6?动作电压的传导性 / 235
第8章?神经电路的突触连接机会 / 241
8．1?神经元连接的突触 / 242
8．2?突触前递质的释放 / 246
8．3?突触后电压及信号 / 253
8．4?突触的可塑性调节 / 259
8．5?周围神经接口机会 / 265
8．6?中枢神经接口机会 / 271
第9章?感觉系统的脑机接口机会 / 277
9．1?感受器与触痛温觉 / 278
9．2?视觉脑机接口机会 / 284
9．3?听觉脑机接口机会 / 288
9．4?嗅味觉脑机接口机会 / 293
9．5?平衡觉脑机接口机会 / 298
9．6?内脏觉脑机接口机会 / 301
第10章?运动系统的脑机接口机会 / 305
10．1?运动神经系统简述 / 305
10．2?脊髓反射运动调节 / 311
10．3?脑干如何控制运动 / 318
10．4?大脑皮层运动控制 / 323
10．5?小脑对运动的控制 / 330
10．6?基底核的运动调节 / 337
跋 / 343
参考文献 / 349