人工智能伦理

图1.46 在人类神经解剖学和功能连接的研究中，数据驱动的方法为绘制大脑功能表征图提供了一种强大而有效的手段^[15]

执行功能

额叶负责工作记忆、抽象思维、计划决策等高级认知，与语言、运动、自主意识等的控制有关（见图1.24中编号为3、4、12、13的功能区）。额叶受损的病人，其对时间序列相关的记忆（例如情景记忆中的线索）弱于常人，在不同的任务之间切换的能力也变弱。

图1.47 左半脑的额叶皮质的外侧面图和内侧面图

以下五种情形需要执行功能（executive function），它们与前额叶皮质（见图1.25）都有关：（1）计划与决策；（2）发现错误与解决问题；（3）超越经验，处理新问题；（4）面临危险与困难情境；（5）克服固定的反应。现有的AI尚缺乏类似前额叶皮质的执行功能，在更高的层级规划机器学习、智能决策、自主纠偏、小样本分析、异常检测、因果推断，等等。

图1.48 越高等的动物额叶越大，学习和决策的能力越强

脑机接口

意识能否被读取？如果我们能探测到大脑发送给肌肉的信号，可否用大脑控制机器设备？这是一门连接大脑和机器的新的神 经 科 学 —— 脑 机 接 口 （ brain-machine interface ， 或 者brain-computer interface, BCI），它使得人或动物可以利用大脑的内部活动来控制外部设备，让大脑从身体的束缚中完全解放出来。脑机接口有望为帕金森症、瘫痪病人提供行动能力补偿，对太空探索、全球通信、制造业等领域也具有广阔的应用前景。

例1.11 巴西神经生物学家米格尔·尼科莱利斯（MiguelNicolelis, 1961— ）和美国杜克大学（Duke University）的同事做过一个实验，用多电极阵列侵入探测猴子大脑皮层，采集运动区域中数百个神经元的信号来分析猴子的运动意图。

图1.49 杜克大学神经工程中心的多电极阵列的高功率放大器：多个金属细丝以矩阵形式聚集在一起，这种金属纤维丝很有弹性，可以长期植入大脑，保持活跃数月到数年之久^[16]

在实验中，猴子被训练通过操纵杆移动计算机屏幕上的图形，与此同时，猴子大脑皮层的某些运动神经元信号被记录了下来。经过关联分析，研究人员找出信号与操控动作之间的映射关系，进而编程用信号来控制操纵杆。猴子后来“惊喜地”发现，无须动手，只要转转脑子就可以移动屏幕上的图形。以这种“只动脑不动手”的方式正确地移动图形，猴子就可以得到奖励。一段时间后，猴子就可以自如地用大脑来完成这项任务了。

同其他认知科学一样，脑机接口也面临着很多伦理问题：除非找到将电极安全植入人脑的方法，否则大多数脑机接口研究仍将集中在动物身上。即便在动物身上的实验，也必须科学、人道地遵守实验动物伦理的3R原则，

口 替代（replacement）：用替代技术代替动物的使用，或者完全避免使用动物。

口 减少（reduction）：将使用的动物数量减少到最低限度，以便从更少的动物获得信息或从相同数量的动物获得更多信息。

口 改善（refinement）：改进实验的方法，以确保动物尽可能少受罪。这包括更好的生存和居住条件，以及为了尽量减少痛苦的实验过程改良。

善待动物，代表了人类对生命的态度。2018年，我国颁布了《实验动物福利伦理审查指南》，规定了实验动物生产、运输和使用过程中的福利伦理审查和管理的要求。

例1.12 2008年，尼科莱利斯团队与日本科学家合作，训练一个名叫“伊多亚”（Idoya）的猴子通过脑机接口远程控制机器人的行走。