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马斯克脑机接口技术到底是什么？首要用途尚不确定

晰数塔互联网快讯
2019-07-18 20:15

编者按：本文来自“腾讯科技”，审校：金鹿，36氪经授权转载。

7月18日消息，据外媒报道，美国科技大亨埃隆·马斯克（Elon Musk）出资创办的脑机接口初创企业Neuralink终于揭开了神秘面纱，日前展示了该公司过去两年努力的成果。但是，尽管马斯克承诺明年进行人体试验，但在产生影响之前，这项技术还需要很长的路要走。

美国当地时间周二，Neuralink向加州科学院(California Academy Of Sciences)提交了相关报告，描述了一种医疗设备，它能够从连接到实验室大鼠的1500个柔性电极上读取信息，比目前嵌入人体的系统快15倍。公司的目标是最终将其植入瘫痪或其他病患身上，让他们用大脑思维控制电脑。Neuralink有着雄心勃勃的计划，最早明年就会开始人体试验。

那么它到底是如何工作的呢？Neuralink表示，外科医生必须在头骨上钻孔才能插入柔性电极。但在将来，他们希望使用激光头骨上穿孔。Neuralink总裁马克斯·霍达克（Max Hodak）解释称：“一个很大的瓶颈是机械钻头会耦合振动穿过头骨，这令人感觉十分不舒服，而激光钻头可能让你根本没感觉。”这些所谓的“线程”植入物将比人类的头发细得多，宽度约为4至6微米。

如果正常发挥功能，Neuralink的柔性线程可能比旧的技术有很大优势，因为它们不太可能损害大脑。美国宾夕法尼亚大学的计算神经科学专家康拉德·科尔丁（Konrad Kording）说：“我们目前发现的是，如果我们将刚性电极植入大脑，几个月后，像疤痕组织这样的东西就会开始在它们周围形成。而且随着大脑的移动，电极的质量会迅速下降。”

任何被植入大脑中的线程都需要能够持久而稳定地发挥作用。科尔丁补充道：“如果我们把技术植入大脑中，那么它必须终生留在那里。我们不能在任意的时间间隔内从大脑中取出东西，这样做总会造成各种损害”。

科尔丁说，Neuralink始终在开发类似玻璃纸状的柔性导电线，这是个在学术领域引起了很多兴趣的概念。最近由名为BrainGate的国际财团测试的技术，已经允许人们只通过思维控制机器人手臂从罐里喝水并打字。但它依赖于具有多达128个电极通道的刚性针头，这在长期内可能会引发问题，因为大脑在移动，而针头却没有。

科尔丁表示，Neuralink的聚合物可能会解决这个问题，但是神经外科医生仍然需要针状的工具来插入软线。该公司的输入设备被称为“缝纫机”。马斯克的初创公司已经获得了1.49亿美元的资金，并雇佣了90人的团队。

Neuralink发布的技术白皮书显示，该公司开发了“每分钟能插入六根线(192个电极)的神经外科机器人”。这个机器人看起来有点儿像显微镜和缝纫机的混合体，它会使用一根硬针插入线程，而且这样做时会避开血管，从而降低引发大脑炎症反应的风险。

然而，纽约范斯坦医学研究所下属生物电子医学中心主任查德·布顿(Chad Bouton)表示，软线穿透皮肤层仍有感染的风险。布顿的团队目前使用立体脑电图(EEG)治疗瘫痪患者。

虽然Neuralink可能已经找到了制造和连接电极的方法，但是布顿表示，一个主要的挑战将是从大脑中提取信息。Neuralink的微芯片，即N1传感器，将被连接到头骨中。它目前通过USB-C有线连接传输数据，尽管该团队正在研究无线选项。

布顿说：“在无线遥测方面已经取得了一些进展，但是在不产生太多热量的情况下为那些植入大脑的设备供电仍然存在挑战。实现Neuralink努力争取的带宽仍然会带来问题。带宽越高，植入的电极越多，它们传输的数据就越多，这就需要更高的功率。”

总体而言，使用灵活而柔软的线程似乎是脑机接口领域的未来发展趋势。然而，埃塞克斯大学人工智能行业研究员安娜·马特兰-费尔南德斯(Ana Matran-Fernandez)表示，马斯克预计2020年在人体上试验第一批植入物的计划似乎过于乐观。

美国食品和药物管理局(FDA)的审批过程可能会很慢，通常需要几次尝试才能获得批准。此外，在如此短的时间范围内招募人体测试对象可能会更加困难。

马特兰-费尔南德斯的团队目前正在进行一个涉及经桡骨截肢者的项目，他们花了一年多的时间才找到一位志愿者来尝试其技术，尽管比Neuralink的技术侵入性要小得多。她说：“如果你已经开发出有用的东西，并设想许多被截肢者可能需要它们，然而你可能很难找到愿意尝试这些新东西的人。”她认为，大脑完好无损的人更不可能冒险接受侵入性手术。

布顿补充说，患者可能愿意尝试新技术，但前提是它们能以最有效和最安全的方式进行。他表示：“这归根结底是要确保这项技术是有效的，并将对他们的日常生活产生积极的影响。”布顿称，脑机接口技术在医学领域的应用，例如恢复手的运动，应该是最优先考虑的问题之一。

今天，全世界大约有5000万人患有某种类型的瘫痪，每年至少有25万人遭受脊髓损伤。布顿说：“我很高兴看到有公司愿意投资于脑机接口领域，因为它可以用于重要的(医疗)应用。我认为，制定有具体目标的计划可以加快该行业的发展。问题是你的目标是什么？如果没有定义明确的端点，哪怕你向其中投入再多的钱，你仍然会发现自己陷入了不同的困局。”将重点放在特定的医疗应用上将允许公司继续向前努力，并确定引入这种新技术会带来哪些未知的挑战和风险。

Neuralink的“缝纫机”究竟能做什么，目前尚不清楚。例如，帕金森病通常在大脑中心的少数部分（丘脑底核和丘脑），使用具有四到六个不同深度的刚性电极的刺激器来治疗。考文垂大学的控制论教授凯文·沃维克（Kevin Warwick）问道：“现在，当Neuralink谈到自己的设备时，非常含糊。他们谈论的96个线程，你能把它们全部推到那个区域吗？”

沃维克指出，目前用于治疗帕金森病的刺激器是有效的，不需要数千个连接。他说：“在某种程度上，我们拥有了近年来可以进一步发展的技术，比如BrainGate。即使他们现在的线程有1000多个连接，他们有更多的灵活性，但他们依然需要做实验。这就引发了更多问题，比如这些实验将会带来什么，以及Neuralink将如何使这项技术用于其他领域。”

沃维克问道，Neuralink似乎有合适的人员、必要的资源和技术，但是“他们首先要做的事情是什么？”

尽管马斯克关于读心式电脑的设想可能还有很长的路要走，但要获得FDA的支持，并在未来几年开始在人体上进行试验，就必须把重点放在这项技术的医疗用途上。马斯克的团队表示，他们将与斯坦福大学的杰米·亨德森(Jaimie Henderson)等神经外科医生合作，更积极地开发临床设备。亨德森是癫痫治疗方面的专家，也是Neuralink的顾问。

Neuralink目前的重点可能在于将能够治疗瘫痪或帕金森氏症等疾病的医疗设备推向市场，但马斯克似乎有更大的计划。他去年曾在播客上说，终极技术将允许人类“有效地与AI融合”。

沃维克认为这个想法并非全是幻想。他说：“在这一点上，我百分之百支持他。这就是我们要走的路，这是令人难以置信、令人兴奋的事情，毕竟升级人类的潜力是巨大的。但我要向他挑战，让他自己真正尝试一下。他总是夸夸其谈却不付诸行动，他自己从来没有做任何实验。”