马斯克推脑机接口芯片：安装不到1小时植入活猪现场遛

来源:澎湃新闻 2020-08-29 15:55 http://www.zgzxnews.com/

原创心缘智东西

看点：“硅谷钢铁侠”马斯克宣布脑机接口重大进展：装在脑袋里的“智能手表”，大小不到一枚硬币，1小时安装全天续航。智东西8月29日报道，刚刚，马斯克揭晓其脑机接口公司Neuralink的最新重磅进展，并现场遛三只小猪，来展示其脑机接口芯片的功能。马斯克和Neuralink都早早为这场定于北京时间8月29日6点开始的直播发布做足了宣传，然而，马斯克又重新定义了6:00。

直到6点41分，直播界面才开始出现画面，也不知道这四十多分钟到底出了什么bug。

Neuralink，这家自2016年成立就“神隐”的脑机接口公司，一直有两个目标：一是更好治疗神经系统疾病，二是通过提高人脑智能，规避人工智能带来的风险。

直到去年7月，Neuralink首次展示其研发成果——成功将多达1500个电极植入小鼠大脑，并成功让猴子用其系统来“意念操控”电脑。

在基于人的脑机接口方面，去年Neuralink展示了将4个传感器安装在人的脑袋上的设计，使用者甚至可以通过无线连接与iPhone上的应用进行互动。而今天，马斯克介绍了一款更小的、多合一设计的新模型，取代了此前复杂的“小吊舱”式装置。

这个新芯片只会留下一条不起眼的小伤疤，“我现在可能就有一个，你不会知道的。”马斯克开玩笑道。

他说，Neuralink研发的脑机接口芯片Link，能解决焦虑症、抑郁症、健忘症等各种大脑重要问题。

在2019年7月的Neuralink演讲中，马斯克曾立下小目标：2020年底前获得监管部门批准，进行人体试验。

今年7月，Neuralink已被FDA授予“突破性设备状态”，正在为第一次人体植入做准备，等待所需的批准和进一步的安全测试。

马斯克还在现场盛邀更多优秀人才加盟。装在脑袋里的可穿戴设备：安装时间不到1小时

马斯克说，所有人都存在各种神经问题，比如记忆力衰退、听力下降、视力下降、大脑损伤……所以我们需要更可靠的、可负担的通用电脑设备。

现在的医学研究，每个阵列只有100个电极，需要医学专家来使用，还要在脑袋上插大电线和盒子，存在感染的风险。

而如今可实现的技术，每个设备上有8-16个电极，可以用于有价值的治疗，但做不到读写高带宽信息，会破坏大约一块方糖大小的脑物质，并不总是工作。尽管如此，它还是极大地帮助了15万人。

而Neuralink研发的脑机接口芯片，能解决焦虑症、抑郁症、健忘症等各种大脑重要问题。比如，某位患者因为中风而失去了说话的能力，他们可以思考他们想说的话，而他们的话可以被计算机大声说出来或在屏幕上打字。

那么写入大脑，有哪些需求？

马斯克提到三点，一是精准控制时间和空间电场，二是不同大脑区域的电流范围广，三是长久不会对大脑造成损伤。

马斯克展示了Neuralink去年首秀的外科手术机器人的“V2”原型，该机器人可在人的大脑中缝制多达1024个5微米宽的超薄电极。迄今这一系统仅进入大脑皮质表面，但Neuralink希望将其更深地插入灰质中，以探测更深的大脑功能（即下丘脑）。

这些电极将连接到Neuralink的“Link 0.9”芯片，该芯片大小为23mm x 8mm，大小不到一枚硬币，植入位置与头骨齐平，可插入用户头骨的小孔并采集脑信号，无线传输范围达5-10米。Link芯片还提供感应充电和全天续航，用户可以在睡觉时间对其进行感应充电。

马斯克说，它可以测量用户的体温、压力和运动，并为可能发生的心脏病或中风提供早期预警。

此外，它还有很多方便的功能，比如播放音乐、提醒天气状况和适宜的衣服等。安装这样一个芯片，需要进行医学评估。安装芯片所需时间不到一小时，且恢复很快。

马斯克说：“就像一根用细金属丝装在头骨上的Fitbit一样。”由于外科手术机器人使用计算机视觉软件、高端相机及其他技术来精确对准，因此该过程的缝合部分大约需要30分钟。

在接受采访时，Neuralink总裁马克斯·霍达克（Max Hodak）说，马斯克对整个过程花了多长时间不满意。三只小猪的验证实验

怎么体现这个芯片的有效性？

Neuralink选择了和人类在健康和记忆等基因特征方面相似度跟高的猪来进行实验。

现场，马斯克扒拉在猪栏上，向观众介绍了三只健康的小猪：Joyce、Dorothy和Gertrude。其中，Joyce没做过植入手术，Dorothy做植入后又取出，Gertrude植入了芯片。

Dorothy做过植入手术后又将芯片取出，如今依然身体健康，没发生什么变化，说明这个手术时可逆的。

也就是说，假使接受植入的用户不满意，可以再做手术将植入物取出，而大脑不会受到损伤。

Gertrude植入物连接到显示屏上，可监视其从鼻子发出的信号，每当Gertrude闻到有味道的东西是，Link芯片就会采集记录这些大脑活动所产生的信号。比如给Gertrude喂食物时，显示屏上的信号开始活跃起来。

当小猪跑在跑步机上时，马斯克介绍说“我们会读取关节的位置，可以非常精确地预测主体内所有四肢的位置。”此前曾在小鼠头上插USB-C端口

根据LinkedIn数据，Neuralink已拥有大约100名员工，获得1.58亿美元融资，其中1亿美元来自马斯克。

所有这些研究，都是在Neuralink占地50000平方英尺的园区内进行的。

在2019年7月，马斯克首次揭晓Neuralink的脑机接口研究成果及技术细节。Neuralink用直径4-6微米、比头发丝还要细的“线”，通过一个两毫米的切口植入脑中，同时可以避开大脑血管。

与其他脑机接口使用材料相比，这种“线”的材料对大脑损害性更小，还能传输更多数据。这种材料分布在96 个“线”组成的阵列中，可容纳3072个电极。负责缝线的机器是一个外科手术机器人，每分钟能够植入6根“线”（192个电极），整个过程特别像“缝纫机”。

相比其他脑机接口技术，这个植“线”方法的“针”更小、更灵活，能更有效的避免大脑出现炎症和损伤。

读取大脑思维则依靠其定制芯片，它能将大脑信号转化为计算机可以理解的代码，实现“意念控制”。例如在老鼠实验中，系统通过老鼠头上镶嵌的有线连接（USB-C端口）来传输数据，其定制芯片可提供的电流大约是当时最好传感器的10倍。

当时Neuralink提出的下一步目标，是创建一个无线系统。

如果人使用这个系统，脑袋上会被植入4个传感器，其中3个位于运动区域，1个位于感受区域，外置设备安装在耳后，内置一枚电池。通过无线连接，人脑可基于该设备与Neuralink在 iPhone上的应用进行互动。

此前马斯克曾表示，Neuralink希望最早在今年进行人体试验。

如今，Neuralink已被美国食品和药物管理局授予“突破性设备状态”，这意味着该机构将比以前更快地响应该公司的申请，但并不构成对人体测试的认可。

目前尚未开始进行人体试验，这也意味着接下来它将面临的核心挑战，是如何顺利证明其脑机接口系统在人类身上也能像在老鼠和猴子身上那样起作用。脑机接口研究正趋于活跃

除了Neuralink外，一些研究机构及公司也专注于脑机接口。

一种是像Neuralink一样，探索侵入式脑机接口。

例如在2019年4月，《Nature》期刊发表了加州大学旧金山分校华裔教授 Edward Chang及其同事的研究，可以通过侵入式脑机接口和AI技术，将脑活动转化为受试者想表达的语音。2020年4月，《Cell》期刊发表了来自美国俄亥俄州Battelle研究所和俄亥俄州立大学Wexner Medical Center的重磅研究成果，通过脑机接口系统来恢复严重脊髓损伤的患者手部触觉和运动能力。

另一种是非侵入式脑机接口技术。

相比侵入式，非侵入式不需要开创，也就不存在感染的风险，虽然采集信号的精确度会相对降低，但商用可行性更高，已经被用于专注力训练等应用。

例如从哈佛创新实验室脱胎的华人脑机接口创业企业BrainCo，即采用非侵入式混合脑机接口技术，研发了可以还原人眼缩减或大脑想象场景的脑波成像技术，以及可隔空打字肌电控制系统。

2019年11月，俄罗斯公司Neurobotics和莫斯科物理与技术学院（MIPT）的非侵入式脑机接口新研究登上《Nature》子刊，他们开发了一种新型深度学习神经反馈模型，让受试者观看由多个不同类型的视频片段所组成的连续视频，试图将受试者看到的画面实时重建在计算机屏幕上。近年来，脑机接口领域的研究及投资活动正趋于活跃。