相对而言,马斯克的“脑机接口技术方案”是否过于冒进了?从一系列的研究结果表明,相对人类大脑这种世界上最精密最复杂的物质结构而言,目前的脑机接口技术仍然处于“超级初级阶段”。

如果有一项技术可以让一个瘫痪者“站起来”,也可以让一个失语者“讲话”,是不是会感到很神奇?这就是“属于未来的技术”——脑机接口。

11月30日,世界首富、“科技狂人”埃隆·马斯克宣布,其旗下的Neuralink公司预计将在6个月后进行大脑芯片的人体试验。

实际上,自从2019年马斯克对外表示希望将芯片植入人类患者体内之后,脑机接口用于人类试验的计划就像一张时间表一样被无限期推迟,除了技术成熟度的因素,还有来自政府监管机构的限制。

近日,马斯克的脑机接口技术用于人体试验的“梦想”被传又近了一步。据路透社12月1日报道,马斯克表示,Neuralink公司已经向美国食品药品监督管理局(FDA)提交文件,大约6个月后就能将芯片用于人体试验,“我们将谨慎地把芯片放入人体内,以确保它能正常工作”。

之前,脑机接口技术一直用于老鼠、猪、猴子等动物的试验, Neuralink公司被人指责“虐猴”,也受到了科学界的质疑。

而且,很多网友对此评论也是两极化:“给人的大脑植入芯片,像特斯拉一样维权难!”“这并不是科技进步,越是科技的东西,越容易入侵,越机械的东西越安全!”“未来的发展趋势!人机互动共享势不可挡!未来全息科隆,半人半机器,仿生科技将无情实现!学习将直接从知识库复制、共享,传统老师百分百失业……”

然而,我行我素的马斯克一直都是科技界的热门话题人物,或褒或贬,其似乎也从未停止这一计划,而且要将这一计划付诸实践。不过,人类的大脑又岂是我们想象的那么简单?!

“头骨中的 FitBit

谈马斯克的“疯狂想法”,要从一家名叫Neuralink的美国公司说起。

该公司于2016年在美国加州悄然成立,其试图研发一种技术,将人脑与计算机系统融合在一起。这种利用脑机接口实现的融合,将有助于治疗人类的脑部疾病,以及很可能使人类变得更加强大。

大家都知道,作为人体最重要的器官之一,大脑是人类的神经中枢,承担着维系人类生存的基本任务,几乎所有的高级神经活动都在脑部完成。如果将人体比作一台电脑,那么大脑就是这台“人类PC”的运算核心。普通的电脑可以通过外接硬盘、外接显卡、外接内存等方法提高性能,因而有科学家认为,这样的“改良”同样可以适用于人脑。这种观点的产生,最终形成了研发脑机接口的动力。

因此,脑机接口就被定义为创建在人类或动物脑与外部设备间的直接连接通路,而且被脑机接口串联的人脑能够与外部设备之间互相传送信号,交换信息。当然,脑机接口这一技术还被未来还可能成为提升人类“能力”的放大器,除了治愈一些脑部疾病之外,还将被赋予更强大的功能,比如更强的运算、记忆以及学习能力。

我们甚至可以想象一个场景:当我们需要拥有某种技能时,只需使我们的大脑连接到机器,获取机器所拥有的一切技能,比如学习钢琴,仅需要“下载”或“调用”即可拥有这项能力,完全不需要学习,就可以获得更多的技能,而人类也将变得更加“聪明”。

实际上,马斯克也是如此定义脑机接口这一技术的。马斯克一直坚持,人工智能(AI)可能是人类文明面临的最大威胁。他曾警告称,AI将“孕育”邪恶的机器人独裁者,人类将永远难逃其魔掌,且表示人类在机器人灾难中“生存下来的机率可能是5%-10%”。这种观点与已故科学家霍金以及许多专家、学者都类似。而马斯克的应对方案就是“让人类变成AI,来制约AI。”

对于马斯克而言,Neuralink公司研发的脑机接口技术就是实现其构想的重要组成部分。目前,Neuralink公司正在开发的一款大脑芯片可以让人脑控制电子设备,进而使瘫痪的人重获运动能力。马斯克对此也表示,该芯片还将用于帮助盲人重见光明,“即使有的人天生失明,我们也可以让其恢复视力”。 

不过,要指出的是,脑机接口技术研究早在二十世纪六七十年代就已经开始了。美国美国国立卫生研究院(NIH)、约翰·霍普金斯大学、匹兹堡大学等科研机构、大学的科学家均对该技术进行了应用研究,甚至利用脑机接口被猴子用来操纵机械臂给自己喂食。而Neuralink公司也利用各种动物进行了相关的研究:一只猴子在脑子中植入了Neuralink的脑机接口芯片之后,可以通过意念来移动屏幕上的光标来玩Pong这款乒乓球游戏。

据说,在美国,马斯克将这项技术比作“头骨中的 FitBit”,设备和大脑之间用细线连接。

马斯克商业版图“最神秘版块

马斯克这一充满奇幻、未来感的“商业版图”最早在2017年通过《华尔街日报》被报道出来。2019年,马斯克表达了希望在人类试验脑机接口的想法,且随后几年都被有意无意提出来,也吸引了越来越多的目光。尽管受限于法律的限制,脑机接口一直无法用于人类试验,但其技术无疑也是越来越成熟,比如上文所提到的一些用于动物的试验结果。

图片来源:nature

那么,Neuralink脑机接口到底有哪些核心技术呢?

据悉,Neuralink主要两个核心技术为:一是真正的业务功能产品——Neuralink植入人脑的芯片N1;二是用来部署核心产品——Neuralink的大型机器人R1。

据“超级充电站”的一篇文章描述:N1芯片最终成品只有一枚硬币大小,可以嵌入人的头骨中,芯片当中也会引伸出很多电线并连接到人脑的不同区域,而这些电线的粗细度只有人一根头发的二十分之一。

同时,这些电线依靠多达1024根直径为5微米的导线“缝合”到患者的灰质中,以形成与周围神经元的连接,提供大脑电发射的高分辨率采样,并在模拟电脉冲和数字计算机代码之间进行转换,一方面它们可以作为输入设备,可以把大脑的活动监测并传导进来,另一方面它们也可以作为输出设备,可以对大脑进行电刺激。

不过,N1芯片是否已经通过美国食品和药品监管局(FDA)的认证还没有确切的信息。这也是一直以来N1芯片无法部署进入人体测试阶段的根本原因。

R1大型机器人则像一台“缝纫机”,把上文描述的电线刺入人的大脑。毫无疑问,对于大多数人来说,在大脑上缝入电线是难以想象的恐惧,也是Neuralink部署中最危险的一步,操作难度极大,必须要避免引感染而引发的更多伤害。

据悉,Neuralink的R1机器人所攻克的关键技术是机械手会极其精密地根据外部环境来调整工作状态,即当大脑在手术过程中随着人的呼吸和心跳移动而出现微微跳动时,这个机器人会自动精妙地调整针头以补偿患者大脑的运动,确保植入不出现任何偏差。

除了以上两种核心技术,完整的Neuralink系统还有很多的核心技术,比如内置的算法、软件、互联能力,以及对外的充电、升级和手术室等系统。

据说,Neuralink的核心技术团队还聘请了多名业界知名的科学家,比如加州大学旧金山分校生理学教授菲利普·萨佩斯(Philip Sabes)、波士顿大学生物学教授蒂莫西·加德纳(Timothy Gardner)。他们的经验和研究成果对于Neuralink无疑有重要意义。

脑机接口真正应用人类还有多久?

实际上,数十年来,脑机接口技术一直在推进和研究中。比如,著名物理学家霍金因患上肌肉萎缩性侧索硬化症,全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动,其就是采用语音辅助系统,让他在失去四肢运动和绝大多数语言能力后,仍然能够与别人进行交流、做前沿的黑洞科研、发表大型公开演讲、回答观众现场问题。

从很大程度上来说,这就是一个典型的脑机接口系统成功案例。

当然,除了马斯克的Neuralink之外,早在2019年,Facebook公布了其在半侵入式脑机接口项目的最新研究成果。据悉,受其赞助的加州大学旧金山分校 (UCSF) 的脑机接口技术研究团队使用高密度脑电图(ECoG)录音来检测受试者听到问题大声回答时的脑信号,对话语发声进行解码。结果表明,在交互式对话环境中可以实时解码语音,这对于无法交流的患者具有重要意义。

今年7月,Neuralink的竞争对手Synchron已将其第一台设备植入一名美国患者的大脑中。该设备通过发送给计算机的命令将病人的思想转化为行动,患者通过思考能够浏览网页,通过电子邮件和聊天软件与外界进行交流。

今年9月,中国科学院深圳先进技术研究院正高级工程师、深港脑科学创新研究院研究员李骁健与其合作团队披露了利用光纳米神经遥控技术,实现将脑机接口设备微器件化,可灵活精创植入,使用寿命可控,以及无线交互信息。这一脑机接口应用于神经康复领域的前沿技术,不但由中国学者首创并持续引领,还是脑机接口从实验室走向临床的重要环节。

不过,尽管我们也希望脑机接口技术可以早一点造福人类,但安全性是科技应用于人体的底线。我们可以想象一下,按照Neuralink的操作,需要在大脑头骨上钻孔植入电极线,在这个过程中哪怕出现一个极其微小的失误,都可能引发致命的后果。

因此,即使在6个月后的2023年,Neuralink的脑机接口技术的成功率又有多大呢?如何保证机器在大脑这样敏感的器官毫无偏差?如何保证试验不会对人类大脑产生更大伤害?相对而言,马斯克的“脑机接口技术方案”是否过于冒进了?

虽然马斯克也曾说“我也可能已经给我的脑子里植入了一块芯片,只是你们看不出来”,但毫无疑问他自己绝不会当第一批“小白鼠”。

在2021年12月的《华尔街日报》首席执行官理事会峰会上,马斯克就曾表示,Neuralink希望将其设备植入的第一批人是患有严重的脊髓损伤,例如四肢瘫痪者,“该设备的第一个迹象是允许用户以高带宽和自然的方式与他们的计算机或手机进行交互,从而帮助四肢瘫痪者重新获得数字自由。”

今年2月,Neuralink证实曾接受试验的猕猴已经在加州大学戴维斯分校灵长类动物中心进行的BCI植入物原型测试中死亡。由此可见,从一系列的研究结果表明,相对人类大脑这种世界上最精密最复杂的物质结构而言,目前的脑机接口技术仍然处于“超级初级阶段”。

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