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。
1 B$ y* t  z) u. z
) p6 i' Q6 H! |; g如果这项技术能做到安全、无痛，无副作用，你会尝试吗？
" t' J( Z9 A0 H2 e0 @* d
/ b- v2 c8 ^9 w) Q( m
3 n, N% C$ f' E: y* J

9 b, K% S, x# `" W
. s( j* h4 T$ Y9 C5 `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。
$ e, [' D2 C5 j, Y- N


# B& T/ k! H5 s- A
7 H% G( s; T. ]2 A
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。

, ]5 B& R# g  C0 N" t" U3 Q% m具体操作如下：
( ?" x' M8 [  w& w7 v

' F( f5 u0 @/ U, K& L  bNeuralink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。

5 d2 ?) ~! f! A+ ]9 k3 ~

! `! Q( z8 E5 U" W' Y5 D  f0 p
1 C- K# I9 q* x! g# e

* v* g1 D+ c* f5 m  h- {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」。

' M+ a+ A3 \* ]2 ~

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：

% E( U' n' i$ o1 ^# ]8 ^


, |% _8 O1 F. I4 U7 m$ Z
) z3 ^) W8 Z6 o; r6 m" m
: ?% L" @9 T# a4 O0 O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：


* a+ M; Z! A6 @3 x6 ^: y3 |8 N

8 p- [) S4 A7 t. I: n
! z% q3 G( k1 i, E7 ^0 y% A0 y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。


: z8 |- u0 r2 _

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：

6 N$ ~: y: q2 E* ^, y( J

/ B( W: C( `! }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。
' N5 ^# Y9 P1 I4 z. X6 E

8 s" P: S+ i6 i( d' m& n' [' x
8 K: G) J" B  V% p/ H' d
) F) M5 z- r) o" J( T! k* G马斯克说，这个传感器，可以用 iPhone 来控制
0 x2 u; v5 ?* s" |& s7 z
, D. i; t  a8 o
6 \! ?# ]* n( w' ^! a
  {) k; w* x  x6 _9 h. @, g2 J0 x' E+ p

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。
+ i2 t/ a6 D; W0 O! K: u+ `
4 E% e7 l8 E& m

3 w  j7 _1 z1 i& \. p
! U$ w& C2 g1 X+ U: z- Y6 E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。
. c% ]9 }  G% z% o3 W% X( f- t8 ~
9 W6 x1 N; V% e- p
8 l: ]( d* L- V* h% c! ~4 l

/ S6 }2 d  g, s& r8 R/ o

) e2 h/ N7 ~) `% R+ ], I; f, X神秘的 Neuralink公司
. `' X6 J" i, l8 M' k
% F  d1 u; {$ g, h2 l
. E) x; J' L/ t9 h2016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」。


, T- ], W6 Z( Y& `' 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。

6 Y0 i& w2 Y+ q2 y) F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。
5 t" O/ @1 v- Z3 q+ ?
0 b; G3 @9 A* {2 }& M
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。


; m- q7 r2 b- @1 ]# b- [* r
( ~5 E8 @/ |7 D; ]4 ]: v
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。

# V' ]( B5 H8 `3 g! d
4 s- K" r& \/ j$ `& T

Neuralink 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。


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。


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”。
5 l% {; |6 u# s- H  Y% U8 E1 m
( q: Q- ^# b3 C7 C2 X1 [0 k3 B
3 r  v0 C2 L$ h, 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。

' i9 n- T0 b9 _

; n/ t) w/ a; u* C" f8 j. n
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。
7 |2 I/ I+ y/ ]4 x3 B5 t& k
& R9 d! V8 S3 `( {! @- k' K
/ o8 z5 p4 `6 u# `9 a; r

3 p; T% G' @  D  O, S+ R* M
( m, Y8 ]; `9 V0 `0 j1 Z0 S4 f# z
' o3 O7 ^0 n" A' d# G7 T6 ~2 Q
" x( P) J0 ]# U8 v+ n+ Z2020年前人类患者可以使用该技术？


“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。


# I$ H/ E& B; X- X- l5 M  Q( U, K
) a2 b9 B( ^$ l! g- e

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。
" W# p7 |6 y0 q: }


* m2 y+ a4 Z, L' V4 F" q  y8 ?9 ^

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。
7 g; q  F) K  q& ~
  z6 O: t/ n2 [4 i/ P5 j4 _) O
' E* J, Y1 A' d& }1 O% n0 O
2 u$ z) d* F( {9 m( T2 z" J+ e

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。



+ |- T4 @7 t$ a6 u3 p8 z/ j% V而这些案例都需要繁琐的外置设备：


1 J5 h1 P0 r# n0 Y& A


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。

5 i0 ^  ]; x: q  d8 x. c) D* f
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。
! D/ X$ R  R; e1 f$ A, \7 e% ]


& L% P2 \: A: o& a! c0 ]

! k: B( P: P0 o0 }( ~重点是，这些特点结合后，让人感觉人人都能用。

$ L0 J# a: \6 n9 R

1 J: [/ R) A( z. ^
3 ]8 F& ]. j& Z, E9 `1 n, F* J
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」。
: I, u* i  {9 q

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。
! s$ s; x* H* ^+ y& J/ m

  x. K! H9 ?0 I2 i2 k: G3 D

* q: r1 o: K' Q1 e! Q( K4 ?" I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。

# C0 I) o  Q" a6 ]6 f

! T& @/ K% z4 Z' s& v

- A$ K8 }5 [; o' @其次就是能够在大脑上缝线的“缝纫机”：
- J7 z3 l; _; ~$ f0 S6 n# c
+ ^/ ~- F7 L) F& i- T
) j% I6 U8 \* d& t+ s" y
8 b' P5 H2 T, J; i( q- \
+ Q# Q8 h, a$ k, M5 D8 O
3 ~8 q# Q6 h! [, Y9 f9 w( u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。

' F5 {$ X) Z8 X* u% q0 X% ]1 v


7 a8 t# Z- K. m7 \
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 A7 Q' s. a, Y! Q2 m3 K+ N4 l
' v: ?4 @7 i& d! V" }/ V
' g! K& }% l# a) F+ w: ]  s5 y
/ T  I! @" M' S# D
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：





0 g+ `$ Y$ e+ J* e' V( e这就是传说中的...不想当裁缝的医生，不是好科学家？

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。
4 Y+ q# ?2 w/ S: T: z: z8 k5 @
. ?: V* ]( d4 `& a

: B5 U" }/ U4 t( s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。

) M3 I  e+ X  V4 }. z) r" d

2 a* ?) u- b: _* T9 U3 V2 o

5 V: ?/ q, P4 v  LNeuralink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 F* [; {8 s2 D9 ?! I) Q/ j
% L! w. X( b. o0 h9 I0 o
/ W: l( t8 G* m  S7 i: c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....
! }" f  M8 Z0 i3 w
# Y# J& b' Z3 L- X

, f4 O: ], m. Y% s4 H9 L

' d9 l9 @+ Q" F  T4 D8 T

2 T$ G. Z; C& c7 j9 V( w  l脑机接口技术发展的未来
$ b" K. z" P% C! j+ f2 W

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。


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。


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。


9 v. y, I: A0 ]0 C) G- [! b- F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。



就像《超体》里的露西。
7 A5 G$ S3 W& X) c2 \
! D. d( |$ c( R
1 c$ C/ }+ I$ I! S' ]
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”。
1 u- d; O" W  Y% N

6 o5 ^% W% b4 j: H& s
' ?- W' f5 C: _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.……
$ m; K, C6 \( \% N/ S
) o( A) K' A. J8 ]. M* i6 S


( h2 T8 e6 |) `. _- G
: A1 g  p2 P  ]1 u6 D8 ]不过该技术公布后，人们似乎更关心实用性？


例如
洗澡会不会进水？
6 e8 C3 W# r2 c5 k) U4 I内存够不够大？

5 W; f6 x3 s3 a
也有人表示，该技术应用在植发领域，想必是个新突破……


7 p, m2 N6 {7 v4 l5 Y9 s1 p
# X1 P& @1 h' ?

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。
: B- F# W, I5 D, T! I1 H9 \/ }+ W, N
8 y! @: U/ }  V1 `' k$ ~$ c- d
4 w) f# u: m7 N1 m

2 z# y; ^- q# r6 [# d) ^  b

/ V9 j- ]+ B/ n

% j* r+ A0 C/ d8 u: M

; T- |: Y* N. C! L! Y7 L4 C

  D7 g1 I. ~. Z8 B0 t/ Q' ]来源：科技日报综合狂丸科学、爱范儿、新浪微博等
1 E+ K3 M2 h8 Z9 S: a编辑：岳靓
! c* Q% _9 z4 |/ K9 ^' C7 R
审核：王小龙
# V9 y' H' n$ ?( ?- {" w



4 z2 ]$ s5 Q/ n: y% r# z1 t来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1563433205&ver=1735&signature=ZUHP10FlnEe91dLMfx5yNeI3I*srUk8zJzbWSp-3ACaBFQ6YCPEFuguBRlUFVspvSs9t1x8qEsrSLO6ClM03udpTJVXTPRoBnxvRjdtoXf4jYyxoGBA9Ed-SY8Qw38To&new=1
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！