腦機接口將迎來重大突破，失明及癱瘓者有望“重獲新生”
腦機接口這一概念其實早已有之，但直到上世紀九十年代以后，才開始有階段性成果出現(xiàn)。近日，Neuralink“Show and Tell”的舉辦，將腦機接口的“熱度”再次推向高潮。當漆黑的展示屏上，緩慢的閃出綠色的“Welcome to show and tell”字時，標志著人類對腦際接口的研究又達到了一個新高度。
圖｜Welcome to show and tell（來源：活動現(xiàn)場截圖）
埃隆·馬斯克在現(xiàn)場強調(diào)，“這不是在模仿《黑客帝國》的屏幕保護程序，而是真正的神經(jīng)元發(fā)出的信號。”
該成果來自馬斯克旗下的一家公司（Neuralink）。值得關(guān)注的是，“Welcome to show and tell”這行字是心靈感應(yīng)打出來的，是猴子Sake用意念打出來的。不過據(jù)馬斯克稱，現(xiàn)在它還并不能使用鍵盤，而是通過把猴子的“意念”轉(zhuǎn)移到人為標示出的高亮按鍵上來生成文字，下一階段馬斯克將要為實現(xiàn)此目標而努力。
源起基金重點關(guān)注
這項腦機接口的成果最大商業(yè)化價值是，努力幫助腦損傷患者彌合計算機和人腦之間的差距，例如恢復(fù)視力和行動能力，這是可見的未來。不過，該成果還有一定的改進空間，尤其是“植入設(shè)備”所面臨的問題：
1、關(guān)于植入設(shè)備的“隱匿性”
2、設(shè)備的可升級性表現(xiàn)
3、充電方面亟待解決的痛點
4、規(guī)模化生產(chǎn)是否容易
腦機接口的終極目標或許是應(yīng)對AI
Neuralink是一個由馬斯克和八名聯(lián)合創(chuàng)辦者成立的美國神經(jīng)科技和腦機接口公司，負責研發(fā)植入式腦機界面技術(shù)。馬斯克曾表示公司的創(chuàng)辦受到了的艾恩·班克斯（Lain M. Banks）的科幻小說《文化》系列中“Neural Lace”這一科幻概念的影響。
“Neural Lace”是指放置在大腦上并與之接觸的小電子元件，能夠與我們的思想連接。這一項技術(shù)可以改善記憶力，甚至可以將記憶發(fā)送到遠程計算機來復(fù)制出數(shù)字記憶。
自從2017年成立以來，Neuralink并沒有僅僅停留在概念上，實質(zhì)動作連連。尤其從2020年的最近三年開始，每一年都會展示一項最新成果，去年展示的是“猴子乒乓”。
2020年8月，Neuralink展示了一頭被植入Neuralink設(shè)備的豬，并且使用設(shè)備成功讀取豬大腦活動。2021年4月，Neuralink發(fā)布了一段雄性獼猴Page的視頻，它使用“意念”在屏幕上移動光標來接住來回彈跳的球，且并沒有使用操縱桿。
而在這次會上，馬斯克除了展示猴子使用意念來“打字”外，還宣布預(yù)計將在6個月內(nèi)開展“無線大腦芯片”的人體臨床試驗。
馬斯克聲稱腦機接口技術(shù)可能是未來人們面對AI（人工智能）風險的重要工具。Neuralink的最終目標，是建立一個“全腦界面”，在未來，它能夠與你的整個大腦連接。而在短期內(nèi)，它可以與你大腦的特定部分對接，并幫助那些生理功能喪失的人們。
腦機接口技術(shù)在視力恢復(fù)等方面的應(yīng)用
該公司最早想在人體實現(xiàn)的兩個功能之一是恢復(fù)視力。
即便一個人從未有過視力，就算他生來就是盲人，但我們相信，仍然可以恢復(fù)視力，因為大腦皮層的視覺部分還在那里。所以，即使他們以前從未看過東西，該公司也有信心能讓他們看到。
他們通過向每個通道注入電流來刺激大腦中的神經(jīng)活動。它可以讓繞過眼睛在大腦直接顯示畫面。他們的設(shè)備擁有大量的電極，對于成像而言，電極越多成像密度就越高。
人類的視覺皮層是深埋在大腦內(nèi)側(cè)面的一個褶皺，叫做鈣質(zhì)溝。你的視覺是由許多微小的接受點組成的馬賽克，每一個都屬于你視覺皮層的一個細胞。
實驗中，他們把設(shè)備插入到兩只恒河猴的皮質(zhì)中，來記錄它們的視覺活動。訓練猴子把視線集中在一個點上，并且獎勵它們做出規(guī)定的視線移動。隨著猴子逐漸熟練，我們通過電極刺激猴子的大腦，在頭腦中生成類似的點，并且觀察猴子實際做出的反應(yīng)。
而這樣的一個點，其實就是一個像素。而不斷放大，產(chǎn)生更多的像素讓它們覆蓋整個視野，就產(chǎn)生了“視覺假肢”效果，可以不用眼睛來感知到圖像。
另外該公司有信心的是，可以成功解決許多腦損傷問題，以及脊柱損傷的問題。這里的猴子是“Sake”，它在鍵盤上打字，這是“心靈感應(yīng)式”的打字。所以它并未實際使用鍵盤，它在用意念，將光標移到高亮顯示的鍵上。
這一拼寫的技術(shù)，可以運用在人的身上，比如四肢癱瘓，或上肢癱瘓的人。即便我們還不能做出脊髓信號裝置，但現(xiàn)在他們可以移動鼠標光標，而且我們有信心，癱瘓的人雖然沒有與世界溝通的其他接口，但他們會比雙手健全的人，能夠更好地控制手機。
對此，他們正在為大腦設(shè)計專門的鼠標和鍵盤接口，而這將比在物理鍵盤上打字要快得多，也容易得多。例如斯坦福大學的一個研究小組想從書寫字母的人的大腦活動中解碼這些字母，使用這種方法他們能夠加快打字速度，我們也開始了這個項目。
而讀取來自運動皮層的信號將會比這更進一步。如果有人頸椎受損，然后將這些信號，橋接到位于脊髓的Neuralink設(shè)備上。我們確信，這將可以啟用全身功能。所以盡管聽起來很神奇，但我們有信心，因脊髓受損而癱瘓的人，可以恢復(fù)全身運動機能。
當你觸碰一個物體時，你的感覺沿著脊髓向上進入大腦。但受傷時，這個聯(lián)系被切斷了。如果我們能把電極植入脊髓，我們可以刺激這些神經(jīng)元，從而激活它們進行肌肉收縮和運動。
這是一只在跑步機上行走的豬，脊髓里也有一個植入體。我們可以通過這個設(shè)備傳輸神經(jīng)數(shù)據(jù)，用這些設(shè)備來做實時的解碼運動。這個是豬的髖關(guān)節(jié)，正在按照時間的序列移動。通過刺激關(guān)節(jié)和神經(jīng)，可以產(chǎn)生不同的動作，可以記錄這些運動的強度、力量和特殊性。通過解析這些記錄，我們就能通過植入的N1芯片模擬大腦的信號，刺激身體的肌肉做出反應(yīng)。
另外，你的觸感將解碼為真實的峰值，并發(fā)送到大腦中的N1設(shè)備中。刺激大腦的對應(yīng)部分會引起知覺、觸覺和本體感覺。而當我們閉合了這個循環(huán)，這兩個循環(huán)放在一起，就能模擬身體移動的全過程。
當前植入設(shè)備面臨哪些問題
第一，關(guān)于植入設(shè)備的“隱匿性”問題。例如猴子意念玩“乒乓”游戲中的Page，它植入了Neuralink設(shè)備，但你看不到這個神經(jīng)植入物。我們已經(jīng)將神經(jīng)植入物小型化了，它與被切除的頭骨厚度是一致的。它類似于蘋果或Fitbit的智能手表，用智能手表取代了一塊頭骨。
第二，設(shè)備的可升級性表現(xiàn)。第一個投產(chǎn)的設(shè)備會類似iPhone1。但是現(xiàn)在蘋果已經(jīng)推出iPhone14了，你肯定不愿意腦子里安裝的還是最初代的iPhone1，所以設(shè)備將具備完全可升級性和可逆性。你可以去掉設(shè)備，換成最新版，當因故停止工作時也可以替換修理，這是對Neuralink設(shè)備的基本要求。現(xiàn)在Page和Sake，都升級到了我們最新版的植入設(shè)備。Page先植入了第一版設(shè)備，后來又升級到最新版了。這是一個非常好的跡象，它可以持續(xù)很久，并且沒有觀察到不良影響。
第三，充電是個問題。該公司可以完全可植入的N1設(shè)備，依靠電池持續(xù)運轉(zhuǎn)。當電池快沒電時，充電是通過無線電源傳輸來實現(xiàn)的。然而與許多消費電子設(shè)備不同的是，為一個完全可植入的設(shè)備充電十分困難。尤其安全問題，大腦組織植入物的外表面不能升高超過2度。
第四，原型的誕生很容易，但生產(chǎn)是困難的。馬斯克表示，要把一個原型，變成安全、可靠的設(shè)備，有100到1000倍的難度。在各種情況下能工作、價格合理、依靠規(guī)模降低價格等等。有句老話說，1%的靈感加99%的汗水，但實際情況可能是有99.9%的汗水才行。有一個說起來容易，做起來難的最好例子：載人登月。去月球的想法很容易，但上月球很難。
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