大脑也能连接设备？马斯克脑机接口设备驾临

图1：这是马斯克脑机接口公司Neuralink正在开发的大脑外部模块，它可通过无线方式接收嵌入大脑的线程发送的信息

美国连续创业家埃隆·马斯克(Elon Musk)创办的初创企业Neuralink是一家秘密开发脑机接口的公司，它日前向公众首次展示了过去两年开发的多项技术。该公司的最终目标是在瘫痪患者身上植入脑机接口设备，让他们能够用思维控制手机或电脑。

Neuralink的首个重大进步是开发出柔韧的“线程”，它比目前用于脑机接口的材料更不容易损伤大脑。据马斯克与Neuralink发表的白皮书解释，这些线程还创造了传输更大容量数据的可能性。该摘要指出，这套系统可以包括“每个阵列多达3072个电极，它们分布在96个线程上”。

这些线程宽约4到6微米，比人类的头发还要细。除了开发线程，Neuralink的另一个重大突破是研发出能够自动嵌入线程的机器。美国当地时间周二晚上，马斯克对Neuralink的研究做了大规模展示，尽管他说这不仅仅是为了炒作。

马斯克表示：“做这个演示的主要原因是招募人才。”他呼吁人们积极递交求职申请。Neuralink总裁马克斯·霍达克(Max Hodak)也上台承认，他最初并不确定“这项技术是个好主意”，但马斯克让他相信这是可能实现的。

在接受《纽约时报》采访时，Neuralink的科学家们表示，未来他们希望用激光束穿透头骨，而不是钻孔。白皮书中指出，早期的实验将由斯坦福大学的神经科学家进行。马斯克宣称:“我们希望明年年底前在人类患者身上进行临床验证。”

在演示结束后的问答环节中，马斯克透露了团队其他成员还不知道的成果：一只猴子能够用其大脑控制电脑。

图2：Neuralink的系统嵌入到实验室大鼠体内

马斯克说:“Nueuralink并非突然间就拥有了这种神经网络，并开始接管人们的大脑。最终，我希望实现与人工智能（AI）的共生。”因此，他希望创造出一种能够“与AI融合”的技术。他后来补充说：“我们的大脑藏在缸里，缸就是我们的头骨。我们的目标是从大脑中读取神经脉冲。”

第一个接受大脑植入的瘫痪患者是马修·纳格尔(Matthew Nagle)，通过这种方法，他可以通过大脑控制电脑光标。2006年，患有脊髓损伤的纳格尔实现了只用思维打乒乓球的壮举。他告诉《纽约时报》，掌握这项基本动作只需要四天时间。

从那时起，作为科学研究的一部分，大脑中植入脑机接口设备的瘫痪患者也能在实验室里聚焦物体，移动机器人手臂。纳格尔和其他人使用的系统被称为BrainGate，最初是在布朗大学开发的。

Neuralink总裁霍达克在报告中称：“神经连接并非凭空而来，这项技术有着悠久的学术研究历史。从某种意义上说，我们是站在巨人肩膀上建立起来的。”然而，现有的技术都不符合Neuralink的目标，即以一种微创的方式直接读取神经尖峰。

今天展示的这个系统，如果功能正常，可能是对旧技术的重大升级。BrainGate依赖于犹他阵列（Utah Array），这是一系列的硬针，支持多达128个电极通道。

犹他阵列不仅通道比Neuralink所承诺的要少，进而意味着从大脑接收到的数据更少，而且还比Neuralink的线程更硬。这对长期的功能来说是个问题：大脑在头骨中移动，但阵列的硬针却没有，这会导致损伤。Neuralink使用的薄聚合物可以解决这个问题。

图3：微小的线程可附着在指尖上

然而，正是因为非常灵活，Neuralink的技术比犹他阵列更难植入。为了解决这个问题，该公司研发出“一种神经外科机器人，能够自动每分钟插入6根线程(192个电极)”。在照片中，它看起来有点儿像显微镜和缝纫机的混合体。它也会避免血管，这可能促使大脑中出现较少的炎症反应。

对于马斯克来说，与AI互动的核心问题实际上是“带宽”。与通过语音或拇指输出相比，马斯克正在开发的技术可以更快地接收信息。因此，他的目标是这个系统能让帮助人类更快速地直接让大脑与机器沟通。

图4：Neuralink用于自动插入线程的机器

最后，白皮书中说，Neuralink开发了一种定制芯片，能够更好地读取、清理和放大来自大脑的信号。目前，它只能通过有线连接传输数据(使用USB-C)，但最终的目标是创建可以无线工作的系统。

这个目标将体现在Neuralink称为“N1传感器”的产品中，该产品被设计成嵌入人体并通过无线方式传输数据。它可能比目前基于USB的原型读取更少的神经元。Neuralink打算植入四个传感器，三个在运动区域，一个在身体传感器区域。它将无线连接到安装在耳朵后面的外部设备上，并通过iPhone应用程序来控制。

霍达克补充说:“我们必须通过整个FDA的审核程序，但我们还没有做到这一点。”Neuralink的首席外科医生马修·麦克杜格尔(Matthew MacDougall)周二表示，安全是首要目标，最终他们希望它能“更像飞秒激光（Lasik）”眼科手术，包括消除全身麻醉的需要。虽然第一批病人不会有这种非侵入性的体验。

不过，目前该公司仍在对老鼠进行研究，以确保该系统的稳定。但是如果成功的话，这项技术的应用前景将非常广泛。通过机器人手术植入“高带宽”的大脑连接技术，使用柔韧的细“线程”连接，可以记录许多神经元的活动，我们希望能得到比以往脑机接口更好、更精确的结果。