電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/吳子鵬)日前,埃隆·馬斯克以Neuralink公司老板的身份宣布,預計將在6個月后進行大腦芯片的人體試驗?!癗euralink公司已經(jīng)向美國食品藥品監(jiān)督管理局提交文件。我們將謹慎地把芯片放入人體內(nèi),以確保它能正常工作?!?/p>
根據(jù)此前的報道,Neuralink開發(fā)了一款大腦芯片,可以幫助人腦控制電子設備,進而使癱瘓的人重獲運動能力,或者讓盲人重現(xiàn)光明。
馬斯克對人腦的執(zhí)著
為了打消大家對人腦芯片的疑慮,馬斯克在介紹Neuralink公司新進展時講到,如果他的一個孩子受了重傷,比如脖子骨折,他會放心地把芯片植入他們的體內(nèi)。
可見,馬斯克對人腦芯片項目是多么執(zhí)著和瘋狂。
公開資料顯示,Neuralink公司成立于2016年,是馬斯克和一群科學家及工程師共同創(chuàng)立的公司,研究對象為腦機接口技術,也是該領域全球最先進的研究機構之一。Neuralink公司研究腦機接口的短期目標正如馬斯克提到的,可以幫助癱瘓的患者重新獲得運動能力;長期目標是增強人類的能力,以改變我們的世界。
根據(jù)Neuralink公司的研究,人類大腦大概有860億個神經(jīng)元,每個神經(jīng)元由接收信號的樹突、計算信號的細胞體,以及發(fā)出信號的軸突組成。而實際上這些被稱為突觸的樹突和軸突之間是通過電信號傳遞信號,當接收到輸入信號時,神經(jīng)元就會啟動動作電位。
Neuralink公司指出,將電極放置在神經(jīng)元附近以檢測動作電位,那么就能夠記錄大腦的電信號信息,包括看到、感覺到、觸摸到或想到的一切信息。而從神經(jīng)元到計算機之間的傳輸靠的就是腦機接口。因此,Neuralink公司的目標是打造一種完全可植入的、外觀上隱形的腦機接口,讓患者能夠隨時隨地控制計算機或移動設備。
Neuralink公司的腦機接口設備主要包括三部分:首先是一種被稱為“l(fā)ink”的植入物,是一種處理和傳輸神經(jīng)信號的密封設備;然后是微米級的傳輸線,也叫神經(jīng)線程,被插入控制運動的大腦區(qū)域,每根細小而靈活的線都包含許多用于檢測神經(jīng)信號的電極;此外還有充電器,是一種緊湊型感應充電器,通過無線連接到植入物,然后在外部為設備充電。當然,Neuralink公司還提供了一個能夠通過大腦活動來控制的App。
根據(jù)馬斯克的描述,他領頭創(chuàng)立Neuralink公司并專注在腦機接口的靈感來源于科幻作家IainM.Banks的TheCulture系列小說中的科幻概念——Neurallace(神經(jīng)織網(wǎng))。在闡述這一概念時,IainM.Banks認為這是一種無痕、穩(wěn)定且能夠與人類大腦通信的人腦接口。
2019年7月,經(jīng)歷了數(shù)年的研發(fā),Neuralink公司正式面向全球推出第一代植入式的腦機接口設計,一個可擴展的高寬帶腦機接口系統(tǒng)——N1傳感器,目標是在癱瘓患者體內(nèi)植入腦機接口設備。當時,馬斯克表示,Neuralink公司的N1傳感器設備已經(jīng)能夠允許一只猴子用自己的大腦控制一臺電腦。
2020年8月,馬斯克在Neuralink總部通過視頻直播的方式展示了植入物“Link”。在演示的過程中,Neuralink公司通過將“Link”植入到一群豬的大腦里,然后在電腦屏幕上展示了這些豬的腦電波信息。
2021年4月,Neuralink公司的N1Link腦芯片讓全球科技界為之沸騰。在當時的演示中,Neuralink公司成功讓一只猴子在不借助控制器的情況下,只通過“思想”就能夠玩乒乓球。在演示視頻中,Neuralink公司表示,他們成功在這只名為“Pager”的9歲獼猴的大腦里植入了N1Link腦芯片,讓2000多個電極分布在“Pager”大腦的運動皮層區(qū)域。Neuralink公司工作人員指出,“它學會了與電腦互動,用吸管送來美味的香蕉冰沙?!?/p>
2021年12月,馬斯克在推特上發(fā)文稱,2022年能在人類身上使用Neuralink的腦機接口裝置。雖然目前來看這個進度沒有實現(xiàn),但是馬斯克想要將腦機接口植入人腦的想法一直沒有改變。
讓馬斯克如此急切的原因在于,Neuralink公司的競爭對手Synchron已經(jīng)將其設備植入到美國首位患者的大腦里,并且在澳大利亞四位患者的大腦里也進行了植入。根據(jù)后續(xù)外媒的持續(xù)報道,Synchron的設備并沒有讓患者感到不適,目前美國的患者已經(jīng)能夠通過Synchron的設備在社交App上和別人通訊,并且還可以購物。
全球人腦芯片進展
根據(jù)市場分析機構Mckinsey的研究數(shù)據(jù),預計到2030年-2040年期間,全球腦機接口的市場規(guī)模有望達到700億-2000億美元,擁有巨大的市場容量以及未來市場前景。產(chǎn)業(yè)界認為,未來5-10年的時間里,借助計算機科學、神經(jīng)生物學、數(shù)學、康復醫(yī)學等學科的交叉融合,腦機接口有望塑造一種全新的人機交互方式。
面對巨大的市場藍海,目前全球腦機接口市場也是相當活躍,除了上述提到的Neuralink公司和Synchron,代表公司還有MindMaze、BrainCo、BrainUp、NeuroXess等,以及谷歌、微軟、Meta、阿里、百度、科大訊飛等公司都以直接或者間接投資的方式進入到了這一領域。
MindMaze是一家專注于將虛擬現(xiàn)實和運動捕捉跟大腦機器界面結(jié)合,幫助病人從創(chuàng)傷中恢復的瑞士公司,成立于2012年。和Neuralink公司的策略不同,MindMaze提倡以非侵入式的方式發(fā)展腦機接口,創(chuàng)建大腦健康的通用平臺。目前,MindMaze已經(jīng)推出了MindMotionGo、MindPod、Elvira等產(chǎn)品組合,主要的產(chǎn)品方向是通過神經(jīng)讀數(shù)預測玩家的意圖,并將其與跟蹤的身體運動相協(xié)調(diào)以彌補虛擬世界和現(xiàn)實世界的差距,以增加游戲沉浸感。此外,該公司也面向運動、康復市場推出了MindMotion和MindPodDolphin等方案。
BrainCo的中文名稱是腦強科技,創(chuàng)立于2015年,是首家入選哈佛大學創(chuàng)新實驗室(HarvardInnovationLab)的中國團隊,致力于成為全球領先的非侵入式腦機接口技術解決方案供應商,在康復、人機交互等領域具有領先優(yōu)勢。目前,BrainCo已經(jīng)在康復、健康、教育領域推出相關產(chǎn)品,均采用非侵入式方案。
BrainUp的中文名稱是腦陸科技,成立于2016年6月,總部位于北京。BrainUp的目標是打造基于神經(jīng)網(wǎng)絡算法的腦機交互開放平臺,專注于突破腦機接口底層技術,將腦機接口與人工智能技術結(jié)合應用落地。該公司當前產(chǎn)品主要面向健康和安全領域,所采用的方式也是非侵入式。
NeuroXess的中文名稱是腦虎科技,在2022年世界人工智能大會上,該公司發(fā)布了一款“腦機接口集成式顱頂半植入醫(yī)用級BCI產(chǎn)品”,是國內(nèi)首個半侵入式腦機接口設備,采用全球獨創(chuàng)的蠶絲蛋白電極包裹技術,可在植入大腦皮層2-3毫米時自動躲避血管、進一步減小損傷,主要用于手術設備方面。
目前,隨著技術研究的深入,腦機接口在非侵入式、半侵入式和侵入式方面都找到了自己的市場定位。其中,非侵入式主要面向健康、康復、運動和教育市場,產(chǎn)品主要功能是幫助改善佩戴者的當前體質(zhì);半侵入式主要用于手術行業(yè),雖然半侵入式移動性能差,但對于集成度的要求也不高,因此非常適合于應用于大腦手術的相關設備;侵入式腦機接口主要的方向是癱瘓、失明等方面的功能重建,未來也可能會用于增強人體運動機能,突破人力的極限。
從市場格局來看,目前國內(nèi)在腦機技術方面處于局面領先,在整體技術和參與者方面,以及微電子、醫(yī)療器械、芯片、材料學、神經(jīng)科學等領域都處于落后的位置。同時,國內(nèi)在腦機接口方面的研發(fā)相對保守,基本都聚焦在非侵入式領域,面向消費級市場。
相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2008-2021年期間,全球腦機市場的投資超過80%由美國公司獲得,中國公司獲投數(shù)量占比不足3%。不過,目前全球腦機接口技術整體成熟度低,還處在市場培養(yǎng)階段,我們還有機會去追趕。
小結(jié)
腦機不僅是一個商業(yè)問題,還是倫理問題和法律問題,這可能也是國內(nèi)公司相對保守選擇非侵入式的原因之一。不過,從理論上講,侵入式具備更了解大腦的優(yōu)勢,也就有著更多的市場想象力。對于馬斯克這樣的狂人而言,幫助人們重建運動機能,甚至是打造現(xiàn)實版的“鋼鐵俠”,肯定比讓設備只是簡單了解人們想法更有吸引力。
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