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在北京時間的 8 月 29 日凌晨，鋼鐵俠埃隆·馬斯克投資 1 億多美元的腦機接口初創(chuàng)公司公司Neuralink進行現(xiàn)場發(fā)布會，展示新一代的腦機接口設(shè)備。
這場發(fā)布會的熱度可以和蘋果iPhone4 發(fā)布會相媲美，給人們帶來的震撼感覺，仿佛《黑鏡》、《黑客帝國》等電影中的場景正在走入現(xiàn)實，這款新產(chǎn)品只有指甲大一點，尺寸為 23mm X 8mm，比去年Neuralink演示的產(chǎn)品要小得多。
不過雖然體積不大，但是其功能卻很強，擁有 1024 個信道，可以讀取人腦的大量信息，預(yù)計對于包括記憶力喪失、焦慮、腦損傷、抑郁癥等疾病將會有比較明顯的效果。
馬斯克認為，之前侵入式腦機技術(shù)過于危險、患者需要做高風(fēng)險的手術(shù)，只能在醫(yī)生和專家的監(jiān)督下才能正常使用腦機產(chǎn)品。而且植入物的壽命可能很短，因為大腦將該設(shè)備視為入侵者，在其周圍形成疤痕組織，擾亂電信號。而Neuralink試圖創(chuàng)造一種更接近消費電子設(shè)備的植入物，比現(xiàn)有產(chǎn)品更小、更便宜，對腦組織的影響更小，可以處理更多的大腦數(shù)據(jù)。安裝一個芯片來替換人類頭骨的一小部分，Nerulink腦機產(chǎn)品手術(shù)的過程不需要全身麻醉，機器人有望能在一個小時左右完成整個手術(shù)。
馬斯克還說當(dāng)Neuralink的電極插入大腦后，會留下一個小小的疤痕。如果做得好，不會有任何血跡。他描述說，它的大小和一枚大硬幣差不多。
Neuralink的產(chǎn)品已經(jīng)通過了FDA認證，馬斯克明確表示希望最早在 2020 年底進行人體試驗。FDA的認證并不意味著Neuralink可以在美國進行人體實驗，據(jù)Neuralink的員工透露，該公司可能會前往其他國家進行人體試驗，因為那些地方的監(jiān)管更加寬松。
本次發(fā)布會的真正主角是三只小豬，其中有一頭豬的大腦中并沒有植入物，僅用來對比觀察;第二頭豬植入了名為“Link”的Neuralink設(shè)備，第三頭豬之前植入了該設(shè)備但后來被移除。這些增強型豬的大腦活動可以無線傳輸?shù)礁浇碾娔X上，讓活動現(xiàn)場的觀眾可以看到馬斯克撫摸豬鼻子時這些動物的神經(jīng)元活動。
馬斯克將第二頭目前還有電極的小豬命名為Gertrude。據(jù)稱Gertrude已經(jīng)植入了大約兩個月的時間。從演示中可以觀察到，外界能夠通過腦機接口檢測豬大腦的信號，并且預(yù)測其關(guān)節(jié)的運動。不過公展示的設(shè)備讀取功能，Neuralink的計劃是提供讀取和寫入功能，目標(biāo)是能夠解決上面提到的神經(jīng)問題。馬斯克還強調(diào)，他之所以展示已經(jīng)安全移除植入物的豬，是因為計劃隨著時間的推移，隨著更好的版本出現(xiàn)，提供硬件更新。
初始腦機接口
目前，腦機接口技術(shù)是在人或動物腦(或者腦細胞的培養(yǎng)物)與外部設(shè)備間建立的直接連接通路，可被分為兩大類，一類是 BMI(brain-machine interface)，另一類則是 BCI(brain-computer interfac人腦-計算機界面)。而根據(jù)系統(tǒng)與人腦的連接方式，又可被分為有創(chuàng)和無創(chuàng)腦機接口兩種類型。像前文提到的 Neuralink 公司，正是采用了有創(chuàng)腦機接口技術(shù)。
該技術(shù)需要將電路、芯片通過開顱手術(shù)等方式植入人腦。而按照信息交換的方向，又可以將腦機接口分類單向與雙向兩種，在單向腦機接口的情況下，計算機或者讀取接口傳來的信息，發(fā)送信號到腦(例如視頻重建)，但不能同時發(fā)送和接收信號，比如馬斯克本次演示的內(nèi)容，就是單向腦機接口，。而雙向腦機接口允許腦和外部設(shè)備間的雙向信息交換，雙向腦機接口，是馬斯克要實現(xiàn)的目標(biāo)。
人類對腦機接口的研究已持續(xù)了超過 40 年了。上世紀 90 年代中期以來，腦機接口方面的發(fā)展得到了快速的突破。在多年來動物實驗的實踐基礎(chǔ)上，應(yīng)用于人體的早期植入設(shè)備被設(shè)計及制造出來，用于恢復(fù)損傷的聽覺、視覺和肢體運動能力。研究的主線是大腦不同尋常的皮層可塑性，它與腦機接口相適應(yīng)，可以像自然肢體那樣控制植入的假肢。在當(dāng)前所取得的技術(shù)與知識的進展之下，腦機接口研究的先驅(qū)者們可令人信服地嘗試制造出增強人體功能的腦機接口，而不僅僅止于恢復(fù)人體的功能。這種技術(shù)在以前還只存在于科幻小說之中。
按照目前腦機接口技術(shù)的分類，使用人工裝置(假體)替換掉原有功能已削弱的部分神經(jīng)或感覺器官也屬于腦機技術(shù)的一部分，從這個角度上講，目前應(yīng)用最廣泛的腦機接口是人工耳蝸，截止到 2006 年世界上已有大約十萬人植入。也有一些神經(jīng)假體是用于恢復(fù)視力的，如人工視網(wǎng)膜。
魔童降世：馬斯克的侵入式腦機接口
馬斯克和他的Neuralink所推出的產(chǎn)品，并不是主要用于疾病的治療，尤其值得一提的是，馬斯克創(chuàng)建Neuralink時，擔(dān)心人工智能無限度的發(fā)展會很大程度上抑制人類自己的智能。與其這樣不如在大腦皮層再增加一層AI數(shù)字層，通過接口讓人類和計算機相連，與云端無線連接，讓人類自己變成智能!他的產(chǎn)品要將電極植入普通人的大腦，從而達到對人類進行某種程度的改造。
這里不展開討論倫理問題，從技術(shù)角度來講筆者比較關(guān)心的是，我們要不要做第一個吃螃蟹的人，去嘗試這樣一個新型的產(chǎn)品，今后Nerulink的產(chǎn)品還有多大提升空間。馬斯克本次展示的腦機接口的信道電極總數(shù)只有 1024 個，每個電極大概能收到附近 2 個神經(jīng)元的信號。換言之，輸入大概是 100 個神經(jīng)元左右。而這對于運動皮層、感覺皮層的神經(jīng)元總數(shù)而言，其實是滄海一粟，在幾百萬個信息點中隨機取樣了 2 千個樣本而已，樣子點的空間分布還很不均勻，那么今后如果推出采集樣信道更多的產(chǎn)品，是否能夠達到更好效果呢?
從之前實驗的結(jié)果來看，這種隨機采樣的效果是非常好的。這應(yīng)該是人類大腦所采用的信息傳遞方式是非常冗余的，馬斯克本次采用的植入式電極設(shè)備，可以得到比較高頻、準確、復(fù)雜的信號，還可以通過電極回寫相應(yīng)信號。通過刺激大腦使人產(chǎn)生特定的感覺的方案，已經(jīng)由匹茲堡大學(xué)證實了，該大學(xué)的研究人員通過回寫運動皮層的神經(jīng)信號的方式，使癱瘓病人能夠感受到是機械手的哪一只手指被觸碰到。
從這個角度來說后面即使有功能更強大的產(chǎn)品，只要產(chǎn)品原理不變，那么硬件產(chǎn)品的提升空間其實已經(jīng)不大了。
無創(chuàng)式腦機技術(shù)Brain OS
我們再來說說最近獲得巨大突破的無創(chuàng)式腦機技術(shù)， 8 月 27 日，由哈佛大學(xué)孵化的腦機接口創(chuàng)業(yè)企業(yè)BrainCo發(fā)布了最新產(chǎn)品BrainOS，展示“人類大腦智能操作系統(tǒng)的”初步成果，與馬斯克的產(chǎn)品不同，BrainOS系統(tǒng)采用的是無創(chuàng)的非侵入式混合腦機接口技術(shù)。通過佩戴設(shè)備，系統(tǒng)可以收集、處理人體的腦電信號(EEG)和肌電信號(EMG)。這種方式對植入者身體不需要造成創(chuàng)口，從倫理上來說更容易被普通大眾接受，且維護成本較低。
BrainCo 創(chuàng)立于 2015 年，是哈佛大學(xué)創(chuàng)新實驗室孵化的第一支華人團隊。創(chuàng)始人韓璧丞是哈佛大學(xué)腦科學(xué)中心博士，目前獲得了中國電子、招商局資本、光大控股、騰訊聯(lián)合創(chuàng)始人、華登國際、鼎暉投資等機構(gòu)的投資。
由于BrainCo使用無創(chuàng)式的產(chǎn)品，其產(chǎn)品類似于智能手表式的設(shè)備，監(jiān)管要求較低，目前該公司已有兩款商用的產(chǎn)品。其中一款可以利用腦電波神經(jīng)反饋訓(xùn)練來提升認知能力，追蹤專注力數(shù)據(jù)、并對其進行量化和提升。另外一款BrainRobotics是智能仿生手，這是人類在無創(chuàng)情況下，用意識控制機械手的劃時代產(chǎn)品。
BrainCo公司提出了AIoT+的策略，最后到通過BMI技術(shù)來實現(xiàn)人腦-物聯(lián)網(wǎng)(BMAIoT)的想法。BrainCo展示了隔空打字的技術(shù)，這項技術(shù)可以采集前臂的手部運動肌肉群EMG信號，處理并精確判定用戶的手部運動意圖，從而實現(xiàn)隔空操作的構(gòu)想，這技術(shù)幫助殘障女孩林安露實現(xiàn)了彈鋼琴的夢想。未來人類不但可以用意念控制機械手，還可用意念控制物聯(lián)網(wǎng)中的某個開關(guān)進行操作。未來想象空間巨大。
BrainOS未來將會被打造成一款以 BMIoT 作為核心理念研發(fā)的系統(tǒng)。這款系統(tǒng)可被分為兩部分，一個是應(yīng)用腦機接口技術(shù)，使用戶通過系統(tǒng)控制智能家居、車、手機等外部設(shè)備;另一個則是對用戶狀態(tài)進行追蹤分析，提供干預(yù)和建議。
未來真的已經(jīng)到來了，鋼鐵俠馬斯克憑借個人能力，不但將SpaceX送上天，還將Neuralink送入人腦。相信未來非侵入式的腦機技術(shù)還會有更多的發(fā)展，未來到底要不要進行自我改造，人工進化是擺在每個人面前的一個選擇難題，相信只有歷史才能給人類一個正確的答案。
