钻开脑袋连接芯片，真人钢铁侠这次要打造黑客帝国?

aladinjiang

科幻作品里，有一个经典的设定，那就是将大脑和电脑连接，从而实现智力、注意力、洞察能力、情感能力、计算能力、感知能力等等等能力的提升。
# ~! e( b1 Y+ O5 ?8 h( j. A
如果这项技术能做到安全、无痛，无副作用，你会尝试吗？



/ ^2 S9 I" W& f& F

+ U; v! k6 r9 b! ~% g
, x& b+ N" T7 a3 t& ^* P; ~
+ F) f6 w- o6 }6 j" B这听起来好像还很遥远，不过SpaceX的CEO，“真人钢铁侠”Elon Musk觉得，明年就可以搞个人体实验，试一下。
  }! p/ x# ^; [# s
4 m& s9 H7 ]" k1 W/ |
& a) A2 k3 b) N% a: l

0 T2 q( d# T7 |, T3 a. C
+ T: n6 U& O4 C! l简单来说，就是当地时间 7 月 16 日，Elon Musk发布了一个脑机接口系统，它通过一台神经手术机器人向大脑内快速植入大量 4-6 微米粗细的线，通过 USB-C 接口直接读取大脑信号，并可以用 iPhone 控制。

! P- b: i' @- T具体操作如下：
& v- A, m. r4 C/ ^
2 e1 }. O$ r- n; D9 a
Neuralink公司会用机器在人的头骨上钻4个8毫米的洞，并嵌入芯片，同时还会在大脑中植入超细丝线，用于检测神经元的活动。

: S* h7 n7 r2 r/ R
0 {+ S! b$ w8 C8 O) r- s


* l  C( \& b/ l" v( i
( o5 t5 @9 y7 W" Q$ \这样，大脑的信息会顺着「线」来到芯片，然后信息被处理后会通过无线技术传递到其他设备，实现所谓的「人机互联」。
- I1 t+ s/ J3 d. z3 r( ]: x

( X, {0 u% k% n/ L
这些线的直径只有 4-6 微米，连头发丝的 1/10 都不到。为了把这些线植入到大脑中，Neuralink 造了一台神经外科手术机器人：


0 h- r; u! [6 x6 u

9 j% u3 }* X+ ]' U6 n

. i9 y7 @0 z  l$ J1 X" f这个机器人的工作方式就跟一台缝纫机一样，一针一针地把线插入到脑中：

: l! h; S. z6 ^, G# {4 y7 }" p# \

  m/ N. m6 L- [9 }1 u
. _5 {. f2 l6 Z% W" H) Z
& }0 l+ j* W2 g' D( g8 |  F9 |据说这种方式不仅可以达到 10 秒钟一条线（192 个电极）的速度，还能自动避开血管。然后，他们开发了一个特制的芯片，用来读取大脑的信号，并进行降噪和信号放大。目前这个系统是用 USB-C 接口来传输数据。
* P- {; M# _/ p& }# e6 ^
% f# g0 ^- A4 R( Z$ u

: O. R7 \& s, C+ P) `" O  O5 F
3 g4 H. E; l  |7 a5 l6 j9 f5 A但马斯克的长期目标还是无线方式，也就是用这个叫 N1 传感器的东西：
% Z' N6 [. e: U# T) ], M8 `3 [( z
3 j# M( G  M, I7 d$ m

8 d$ t, S8 P8 v+ K- [N1 里面包含 4 个传感器，其中 3 个放在掌管运动的大脑区域，另外 1 个放在体感区域。它们连到耳朵后面一个带电池的无线接收器上。


( ?  f5 v; b$ N

& n( |) c/ _8 O5 }0 e+ f$ Z' j马斯克说，这个传感器，可以用 iPhone 来控制
; e, u" {* \& |$ g
! y: F/ J2 T0 g0 [- I
8 o2 e4 E8 q9 n# s0 L: u; f7 @


目前该技术已经在小鼠身上进行过测试，数据传输方面表现良好，可以轻松超越同类设备。Elon Musk也表示，明年将会展开人体实验。
. V7 S% P% c% g/ _: j) |8 w/ w

& C- j) \, U( i  O3 u* J

- Q+ {7 T8 i8 T2 [5 n+ k在发布会的提问环节，马斯克说他们其实已经在一只猴子身上做了实验，现在这只猴子可以用大脑来控制电脑了。两年过去了，Neuralink终于憋了个大招。


$ r9 E$ F* ?7 I3 O" n

) u& x; J) h# @9 d6 s神秘的 Neuralink公司

: L0 a1 ]0 f# ?! i4 Y: o3 C& L
2016年7月， Neuralink成立时，Elon Musk就宣布了该公司建立的目的——为了开发「连接人类和计算机的脑机接口」。
5 N" E, ]; d, E, D- b. T

相比起Elon Musk其他公司，Neuralink 显得十分低调神秘，官号两年间发的推特寥寥可数，还大多是关于此次发布会的。
5 H$ o4 b6 A# c+ A: M" H$ Y0 f

$ R6 C0 J1 L! U

* ?4 \" G- y- P, J; f' S% I6 J
1 {3 N: s  l2 Y' d; @9 P( n
$ P, L' T/ D% B: I* _2 w直到发布会前，它的官方网站上，除了 13 个职位的招聘启事之外，没有任何其他信息。看起来就像是在说：“除了招人和干活，我们忙得连做网站的时间都没有。”事实可能真的是这样。
. b' T# N& v8 J7 k  N6 v0 F% X) ^" Z

因为要做出一个可用脑机接口系统，是一件复杂得超出想象的浩大工程。
1 e% [2 [$ L" C; w

$ }2 c$ V; [7 I, {) \. B+ W  s
, z. x- n7 R$ G4 o+ }2 ~9 a+ ^9 D7 T, D
我们的大脑里有 1000 亿个神经元细胞，这个数字和银河系里恒星的数量一样多，所以你的大脑其实就是一个小银河。这 1000 亿个神经元，通过叫轴突、树突的东西彼此连接在一起，组成一个巨大的网络。


- f) ?$ b0 K. Y3 R
  G) z2 X( l% ~  j& m* {6 w% h
# t2 r# W5 @4 V% A# H, sNeuralink 认为，要达到交流简单明确的信息的程度，脑机接口起码要同时记录 100 万个神经元。而一个神经元细胞有多大呢？一个神经元细胞的直径通常是 10-15 微米，差不多是头发丝粗细的 1/10。

0 x! E% E  @3 o# t* a8 e( K
) v2 i6 i" \& `' E7 Z* H! @目前，人类对大脑运行机制的理解，处在一个极尴尬的境地。一方面，在宏观层面上，感知、情绪、计算等等，都可以被直接观察和衡量；而在微观层面上，我们也知道了神经元细胞之间是通过轴突和树突连接在一起，通过电位差，像古代烽火台一样一个接一个地传递各种信号和指令。
5 w0 p2 R# a* P6 P

但是，在宏观和微观之间，我们关于大脑的认知说是一块蛮荒之地也不为过。我们完全不知道，为什么一个电位信号通过神经系统从脚底传递到大脑中，然后大脑就能把这个信号理解为“我踩到钉子了”。
) C- q5 \6 b3 ?0 x

所以，要完整地理解大脑如何运作，形成从物理化学层面到生物层面再到意识层面的整体认知，只有一个办法：打入大脑内部。脑机接口在概念上其实就是一个中间件，一头连接人脑，一头连接电脑。


" d4 i" M' |3 V  g- I& J

它的核心功能就是从神经元细胞读取信号，“翻译”成电脑可以处理的数字信号，然后在两者之间充当电报员和翻译的角色。

5 M2 X. S$ U- K





2020年前人类患者可以使用该技术？

8 X5 D" u, q* {7 Q- u' b# V+ M! x
“脑机接口”简称BCI，是在人脑与外部设备之间，创建的连接通路，这种设计现阶段更多是为了用于恢复受损的听觉、视觉，以及一些肢体运动能力。

+ H. w. O' B2 S0 l! Y

& n5 {8 ~* S" E2 T3 S0 b

; u' |1 N, R  }. O
Neuralink 的短期目标之一，是要让肢体残障人士利用这套系统来做一些以前做不到的事情，从而大幅度提升他们的生活质量。最终目标则是通过类似技术，增强人类能力。
( d6 _, s. V/ E" w( `
$ z# Y6 Q; @$ O: Q
' |* `8 l8 Z, d5 m; B
6 ^$ V& |3 U; w

其实关于脑机接口的研究从数十年前就开始了，同时「侵入式脑机接口」所获取的神经信号质量比较高，而这种接口通常直接植入到大脑皮层。

8 E/ w9 E+ E8 h* c

- B% `# v4 h! A5 G* P7 r5 M; Z

8 z' e# P" a% N% i: j例如1978年，一位男性盲人Jerry的视觉皮层植入了68个电极的阵列，并成功制造了光幻视；2005年，四肢瘫痪的Matt Nagle通过植入含有96个电极阵列的BrainGate，完成了对机械臂的操控。


4 `: X  P: u+ p$ n6 u- h
而这些案例都需要繁琐的外置设备：
* b9 R% x# R% P7 \

8 E% H# V  R' h" q; r9 z5 p+ ~
' N9 T% H- x$ D
& n( ~: j1 c5 L  P
与它们不同的是，Neuralink的设计方案看起来更简单，更便捷、植入过程更高效。


它的外置设备只有耳部的「电池」，没有其他累赘，信息传递可以靠蓝牙或者无线传输。
4 V3 S- g5 Q6 R
3 }: X9 I, l/ @( R



重点是，这些特点结合后，让人感觉人人都能用。
4 b4 h5 b0 u" ~% C

7 g' s  N# I" p& G7 M- Y
7 h; y( b" a4 M/ h, g
& A7 ]2 r) Z6 l2 d6 T2 @
而为了做到这一点，Neuralink发明了了两样东西，第一个自然是足够细、而且耐用的「线」。

' j. a' Y0 [$ F9 U: r$ p
+ X' o) P% m+ c& k) s" j/ _这些用来连接大脑的线比头发还要细，只有4到6微米，拥有多达3072个电极，或许从微观看，它更像是一串珍珠手串，这个想法来源自一种名为「神经蕾丝」的科幻概念。

根据Neuralink的说法，这种线很有韧性同时兼顾了灵活性，头部在活动时不会对大脑产生损伤。

( `3 W- L2 W/ c0 J: V: E0 r( s

其次就是能够在大脑上缝线的“缝纫机”：
# r: o9 a/ n% A  H8 B


9 i3 G" X1 m: k, r) S, V

这是Neuralink推出的一款先进的外科手术机器人，能够在不伤害血管的情况下，每分钟插入6根线，携带192个电极。
9 |# F; m, p" u9 I- T# m


/ V: _& {) S" O: G
# Q& E: |7 l" t
  T" }- _0 {# Y9 g% `' u$ N  P据彭博社报道，这款机器人曾在动物身上进行过19次手术，成功率达到87% 。

4 Y5 v8 ^: ?5 \* Y$ O6 C* X
" h0 a0 g+ [' e5 H& x
% _, o# q2 G8 t
9 ^+ @6 T: d5 F! a) e2 H8 i
而从动态演示效果来看，这确实像是一台缝纫机，另外这台缝纫机需要一个脑外科医生亲自操作：





! B2 O( F$ `% o& ^! J4 z这就是传说中的...不想当裁缝的医生，不是好科学家？
9 @  I1 ~) G! J( L) \

# @8 V! `; {$ ^& r7 \4 j不过Neuralink表示手术需要提升的东西还有很多，其中可以进一步改进的，是将机械钻头改为激光钻头。
) ~: R/ |. Z6 N& u- F

) a, x! x0 j8 `$ F
因为机械钻头在钻透头盖骨时会产生振动，这会令手术很不方便，而激光钻头对头部的侵入性较小，也基本感受不到痛感。


6 G8 \' c" N4 W( Z0 {
9 y& Z( J5 p' }5 U8 b+ u( y# j
: a1 e2 j4 D4 x6 E6 H* ]
Neuralink目前正在向FDA申请批准，期望在2020年底之前让第一个人类患者配备这种技术。
- _7 ^- b2 A2 L! P" [+ B8 ~3 ^

只不过还不知道明年预计进行的人体实验是否会用激光钻头....
) m, C) G8 P: L/ N) x3 c$ g: `, F. _
! L1 d# [- [8 {9 h" }

4 f& N6 Y, p' Y; w$ J- h( I9 o
0 A3 U" B5 ^" Q: J  D脑机接口技术发展的未来


( @, C' p) |) m% I: }, e脑机接口的技术，短期来看，仍然主要用于服务脑类疾病的病人，大幅度提升肢体残障人士的生活质量。


& q( b: j  Y0 c: K3 Y这也是这个行业里很多公司的美好愿景之一。国内脑机接口创业公司 BrainCo 采用非侵入式，让失去双手的人用脑机接口控制机械手，基本能达到生活自理的程度。

7 x" F0 n( q& }$ ~( V7 G
但上文也提到了终极目标，那就是通过类似技术，增强人类能力。

$ p, d: D; X0 ?' m( {
弄明白大脑的运作机制之后，人类就能反过来改造它、优化它，未来也许会出现新物种 ——超级智人。

2 Y9 S& G  Z& v) c' }
" ^( V  p  ]( ~0 T  ^- h) g
就像《超体》里的露西。

9 [5 S! |9 h% i8 U

! N- t4 U! Q: c$ f" ^- T6 _- `6 b而Elon Musk内心还有着更大的目标，那就是希望这项技术能够在未来“对抗AI”。



$ }9 K7 R2 ~+ G, R3 Y9 J3 E随着人工智能发展，机器越来越强大，可靠的脑机接口有望成为人机共生的一个重要技术。感觉Elon Musk的思路就是，打不过你，就拉你入伙.……


7 c' ]0 A( A9 W! C' w
2 F: t3 h+ n2 u. L8 v' }

不过该技术公布后，人们似乎更关心实用性？

4 E3 x$ e! Y3 r" }. P
9 s" \$ z' N5 V例如
洗澡会不会进水？
内存够不够大？
9 `: N% a7 H) I: F6 g. N  S0 j

- ~* A, a/ J5 S0 n% W也有人表示，该技术应用在植发领域，想必是个新突破……

; Y( L1 A6 u; l+ I) y7 q

7 W# ~; J* V$ k6 a1 b: F  Y
* e8 Z/ f% w- @" }; W' c
+ S7 e- L3 g3 d4 [9 g$ F/ c/ Q总之，这算是继火星移民、月球旅行、地底隧道后Elon Musk的又一宏愿，希望明年他别“鸽”了。
  a# O/ C( ?% C9 O# r$ j

/ F  U- m. A4 v' }$ p+ l2 R

$ U  h' z# n* s8 g) O

! ?3 \$ E$ }: C

2 Y% W- t3 h& w7 R! u1 L

- O4 g& X/ F3 j2 I- ~' e& @来源：科技日报综合狂丸科学、爱范儿、新浪微博等
编辑：岳靓
# ~, ?, f1 w( S6 l2 H
审核：王小龙


  M+ Q; p# s7 p% f; ]4 m6 p, w7 q! J
! o2 O" m7 z1 \! {1 }% p5 A; y# E$ p
! }6 J9 K0 q6 Q) m来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1563433205&ver=1735&signature=ZUHP10FlnEe91dLMfx5yNeI3I*srUk8zJzbWSp-3ACaBFQ6YCPEFuguBRlUFVspvSs9t1x8qEsrSLO6ClM03udpTJVXTPRoBnxvRjdtoXf4jYyxoGBA9Ed-SY8Qw38To&new=1
, X1 r2 [# Q& _5 }! {3 y免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！