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2050年，《经济学人》杂志也许会直接投射到你的大脑里。DARPA（美国国防部高级研究计划局，美国国防部下属的军事研究机构）希望在数字设备与人的大脑皮层之间建立一座桥梁。这个耗费6000万美元的项目有一个宏伟的目标：让大脑具备通用的数字输入输出功能。很难预料这种整合最终会产生什么，但有一点很明确，生物学的未来并不限于我们今天想象的样子。电子器件与生物计算紧密的、直接的融合，能够为生命和非生命的潜能拓展新的、无法预测的前景。
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DARPA的开发经理有时把这个神经接口称为“大脑皮质调制解调器”（cortical modem），该项目是建立在将人类神经元链接到电子设备的大量临床实验的基础上的。耳蜗植入和人造视网膜已经被应用了很多年，用于恢复患者的听力和视力。临床实验中，植入大脑的电极阵列已经用于对损伤脊髓的神经信号进行路由，并且能够实现神经对机器人肢体的直接控制。在某些情况下，这些神经假体已经能够让截瘫患者再次行走。
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即使研究人员在建造“无敌女金刚”（bionic woman）方面取得实际进展，这种颠覆性技术本身也正在被颠覆。电子义肢修复技术将很快面临生物组织再生和移植技术的挑战。组织工程师正在生产或者“种植”可移植的内脏、骨骼和结缔组织。这些创新技术中的一部分还在实验室里面，但其他的已经应用于临床，包括诸如膀胱、髋关节、阴道、气管、静脉、动脉、卵巢、耳朵、皮肤、膝盖半月板、受损心脏的补片等。
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生物组织的制造方法越来越多，使得该领域的进步在不断加速。正如皮质调制解调器将扩展生物潜能（包括直接访问计算机）一样，数字计算机的成果也能为细胞控制提供新的手段。对将来的器官工程师而言，以前被限制在培养皿里面把单个细胞培养成组织，现在可以使用3D打印机将细胞准确地放置到器官形状的支架上，就像汽车、飞机或者智能手机外壳里面的部件一样。我们的身体，作为一种特殊的外壳，很快就可以用新的组织替换病变或者坏掉的组织。我们的“湿件”[2]（wetware）将具有可升级性。
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制造替代组织只是可再生医学作为一个能初步提高生活质量的学科的第一步，将来其能得到更大的拓展。在我看来，在未来的几十年中，针对衰老的分子机制的疗法将逐步增多。可能永远不会有那么一天让我们能说“我们完成了”，但随着时间的推移，影响力将会不断地累积和叠加。
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除了解剖和药物干预之外，人类很快就可以编辑自己的基因。首先，我们将尝试消除人类的某些疾病，从那些相对容易识别的遗传变异引起的疾病开始，如β地中海贫血、亨廷顿病、镰状细胞性贫血等。接着，我们将降低人类患上阿尔茨海默病、各种癌症和心脏病的风险。
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现在很多观察家担心在实验中把基因改造技术应用于非存活的受精卵，但其影响比是否直接修改后代的基因组更直接。个人将很快能够有机会根据自己的需要改变自己的基因组。我们很容易就能为此列出一堆理由，如人类希望通过修改基因组来改善他们的健康状况、精神和身体状态以及外貌。我们将面临几十年的伦理方面的大讨论，讨论在基因改造这条路上我们应该走多远，以及谁有权力使用这种技术或者禁止使用这种技术。
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不管这场辩论的过程如何，实际需求将引导技术快速被采用，这可能比规则制定者做出决定来得更早。这种需求根植于人类想通过技术增强自身精神和身体潜力的愿望。这种愿望在我们身边随处可见，如整容手术、文身、视力矫正，以及在比赛和考场服用提高成绩的药物等。因此，即使身体修复可能要用到生物学技术，但对于提升自身机能的欲望将驱动相关技术的发展和实施，包括大脑皮质调制解调器。
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把互联网接入自己的大脑
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神经接口能为人类思维与互联网提供直接的联系。通过这些连接，可以把可用的物理、电子和经济基础设施整合成一套假肢，为使用假肢的个人提供强大的力量。我们可以通过互联的机器人把人类的触觉延伸到全世界。我们可以直接连接到图书馆、超级计算机和太空望远镜来扩展我们的思维。我们的思维将不再局限于狭窄的颅骨内，而是可以真正地暴露在宇宙中，这将给我们带来极大的好处，同时带来巨大的风险。
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根据定义，大脑皮质调制解调器将是一个双向的通信信道。把这个接口连接到人类的神经将引发一个问题，即什么样的内容能够嵌入信息流。如果我们开始把互联网接入自己的大脑，那么将需要面对目前所有的网络安全问题，很可能还会出现一些新问题。智能手机里面的垃圾邮件和恶意软件将不再是我们关注的焦点。DARPA已经意识到潜在的问题，最近已经把移植仿生手臂的力量限制为“人体正常”水平，主要是因为担心网络安全问题。该机构担心具有超常力量的手臂的程序被破解，不管是被手臂的佩戴者，还是其敌人。这些安全问题才刚刚显现。
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谁将持有你的大脑皮质调制解调器的密码？谁来控制软件更新？今天政府安全机构坚持获取电话、电子邮件，以及你的手机和电脑里面的内容。35年之后，政府是不是会坚持在你的大脑里面装个后门？其他人是不是也会经常使用这个后门？即使面临这一系列问题和风险，很多人还是会选择采用这些新技术。
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这是一个轻而易举就能做出的预测。科幻作家威廉·吉布森敏锐地观察到“未来已经到来，只是还分布不均”。科幻作品是一种关于想象力的文学形式，其出类拔萃者能提前很久就预测到未来的情形。虽然已经开始进行研发，并且分布不均，但是目前人们已经可以使用初级的神经假体了。这种技术并没有物理学、化学或者生物学方面的根本性难题，其发展速度将仅取决于我们减少在如何制造设备方面的无知的速度。未来的需求肯定是巨大的，技术的推广很快将由生产开发进度表决定，而不是由基础科学决定。其实，每种技术的到来都伴随着惊喜。正如今天，能否获取互联网所带来的“数字鸿沟”被认为是某种形式的教育歧视，那么脑部植入技术是会消除还是会加剧这些问题呢？当人体增强技术变成了关于是否能承担升级费用时，我们是否又顺便让社会或者经济增加了一些新的阶层？我们正在逐步进入吉布森已经写好的每部小说的序章，同时我们也得做好准备面对还在其头脑里面酝酿的章节。
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当软件遇上湿件
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最终，基因工程、再生医学以及信息技术将趋于融合。弥合计算与生命体之间的隔阂，将同时带来好处和挑战，就像网络让银行、公共事物和制造业等的安全问题变得更加复杂一样。这再次把我们带到吉布森及其首部小说《神经漫游者》的开篇部分，主角发现他移植的人工器官被黑客注射了毒素，他必须完成任务才能获得解药。临床实验已经使用了很多人工器官，当该技术更加普及时，我们必须关心在工厂里面，我们的湿件是否会被安装恶意软件。如果湿件在安装之后需要升级，那该怎么办？谁来负责管理这些升级工作，他们是否有权通过生物网络来发布这些更新，就像现在的智能手机软件更新一样？换句话说，我们是去医生那里进行调试，还是有其他的方法来传送生物代码？也许该恢复“病毒式传播”的本来含义。我们是否可以拒绝这些更新？谁又最终拥有我们这些移植器官的“密码”？不管这个“密码”具体是什么样的形式。
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再次让人感到奇怪的是，在这种场景中，并不存在物理学、生物学或者化学方面的障碍。与大脑皮质调制解调器一样，人们对于这类技术有巨大的需求，如减少疾病带来的负担、提高老年人的生活品质，终极目标是把衰老从某种不可避免的终点转变为可管理、可持续的过程。不过，前方长路漫漫。
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大脑皮质调制解调器和再生医学都体现了人类在未知领域的工程能力。虽然我们还不能设计一个大脑，或者像大脑一样工作的东西，因为我们对于大脑细胞的工作原理还没有完全理解，不论是单个细胞，还是作为一个整体，但是我们正在消灭无知，为人体生理创造新的能力。我们现在可以通过把神经连接到计算机上来直接读写其信号。我们已经有足够的能力控制人类细胞的活动，把它们粘贴在一起组成可利用的形状，利用我们现在还没完全理解的机制制造可用的器官。这表明在未来的几十年，生物技术的范围将不会受限于我们目前所知道的生物学的点点滴滴，而是如何把这些新技术组合在一起充分利用好。在历史上，这种方法已经获得了巨大的成功。
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生物技术繁荣的基础
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现在我们还在学习如何高效安全地修复或矫正人类的身体，包括我们的基因组。几十年来，我们已经能在实验室里对其他生物的基因编码进行读写。人们对于这种技术的需求是十分巨大的。虽然还处于早期阶段，但是在享受生物技术带来的经济利益时，很关键的一点是，我们需要知道去往何方。基于基因工程的商业活动已经逐渐、悄悄地成为美国经济的主要贡献者之一。
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到2012年，生物技术在美国创造的收入已经超过GDP（国内生产总值）的2%（见图3–1）。这些收入主要由三大子行业组成：生物制品（如生物制药），转基因农作物，以及工业生物技术产品（如燃料、酶和材料）。如果把生物技术作为一个行业，2012年其对美国经济的贡献高于采矿业（0.9%）、公共事业（1.5%）或者计算机和电子产品制造业（1.6%）。相比较，生物技术行业的相对体量是不是有点出人意料？这主要是因为一直以来人们都疏于对其进行测量。美国商务部至少早在1958年就开始跟踪半导体对于美国经济的贡献度，那个时候这个贡献度还不到GDP的0.1%，但是到2016年还没有对于生物技术贡献度的官方跟踪，所以其经济影响是悄悄发挥的。
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图3–1 美国生物技术收入
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生物技术的收入越来越多地依赖于对DNA碱基对上的基因编码进行的读、改、写（见图3–2）。现在自动工具可以进行电子信号与生物信号之间的直接转换，这是过去30年技术发展取得的成果。这个时间段很重要，因为它比从现在到本书给出的时间点——2050年更短。在未来30年，这项技术将更加便宜、普及和强大。自1985年以来，读写DNA的成本大幅下降，而仪器的效率呈指数级增长，大概每18个月翻一番。最近几年，测序的效率呈超指数增长，主要是受到基因指令读取及编码的强烈需求驱动，并且已经应用到人体、病原体、肿瘤、农作物、宠物，以及科学家可以接触的其他任何生物。
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