大腦植入芯片，已實(shí)現(xiàn)猴腦控制電腦

科幻電影《黑客帝國(guó)》設(shè)想了一個(gè)由人工智能和機(jī)器人掌控的高科技世界，其中的一個(gè)未來(lái)科技就是腦機(jī)接口，通過(guò)這一技術(shù)，人類的大腦能夠與矩陣系統(tǒng)連接并相互溝通。如今這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)接近實(shí)現(xiàn)!

7月17日，現(xiàn)實(shí)版“鋼鐵俠”--特斯拉CEO馬斯克為旗下神經(jīng)技術(shù)初創(chuàng)公司Neuralink站臺(tái)宣傳，發(fā)布了腦機(jī)接口系統(tǒng)，芯片可直連大腦。用戶可通過(guò)這一技術(shù)無(wú)線連接iPhone等電子設(shè)備，完成程序控制。

埃隆·馬斯克旗下的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)公司(Neuralink)是一家開發(fā)腦機(jī)接口系統(tǒng)的公司，在7月17日這家公司首次展示了研發(fā)的一些技術(shù)。目標(biāo)是在癱瘓的人群中植入該設(shè)備，幫助他們控制手機(jī)或計(jì)算機(jī)。根據(jù)馬斯克的介紹，該系統(tǒng)已進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，一只猴子已能用大腦控制電腦，并且可能在2020年第二季度開始人體實(shí)驗(yàn)。

據(jù)悉，這一接口系統(tǒng)比人類的頭發(fā)更小，它的寬度只有4至6微米，除了體積較小之外，腦機(jī)接口系統(tǒng)的另一大特點(diǎn)是自動(dòng)嵌入所需連接的機(jī)器。

馬斯克對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究還做了大量介紹，盡管他說(shuō)這不僅僅是為了炒作?！斑@次演講的主要原因是招聘”馬斯克說(shuō)，希望能招納更多人才開發(fā)這一技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)公司總裁馬克斯·霍達(dá)克(Max Hodak)也上臺(tái)并承認(rèn)他最初并不確定“這項(xiàng)技術(shù)是個(gè)好主意”，但馬斯克說(shuō)服他繼續(xù)研發(fā)這一技術(shù)。

馬斯克宣布該公司已經(jīng)開發(fā)出一套腦機(jī)接口系統(tǒng)：

利用一臺(tái)神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人向大腦內(nèi)植入4-6微米粗細(xì)的線，就可以直接通過(guò)USB-C接口讀取大腦信號(hào)，甚至可以通過(guò)iPhone進(jìn)行控制。

據(jù)介紹，該技術(shù)有望在2020年開始進(jìn)行人體測(cè)試。當(dāng)天，馬斯克在視頻網(wǎng)站Youtube上進(jìn)行了直播演示，并稱“猴子已經(jīng)能用大腦控制電腦了?！瘪R斯克說(shuō)，這種芯片將有助于“保護(hù)和增強(qiáng)你的大腦”，并“最終與人工智能實(shí)現(xiàn)一種共生”。

馬斯克旗下公司的腦機(jī)接口植入方式。

按照Neuralink的方法，將只有人類頭發(fā)四分之一寬度的細(xì)線通過(guò)特殊的手術(shù)機(jī)器人 “縫”入大腦，由1024根線組成的“線束”附在一個(gè)小芯片上，其中10根將植入皮膚，每一根都可以無(wú)線連接到耳朵后面的一個(gè)可穿戴、拆卸、升級(jí)的設(shè)備，而這個(gè)設(shè)備可與手機(jī)無(wú)線通訊。

要實(shí)現(xiàn)這樣一套系統(tǒng)，涉及到三個(gè)核心技術(shù)：植入的大腦的“線”、用于植入的神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人以及用于讀取大腦信號(hào)的芯片。

科技媒體The Verge報(bào)道稱，這套腦機(jī)接口第一個(gè)重大進(jìn)步是“線”，線的寬度為4至6微米，相當(dāng)于人頭發(fā)絲的1/10，相比于目前使用的材料更不容易損壞大腦，并且可以傳輸更多的數(shù)據(jù)。這些線分布在96個(gè)線程中，每個(gè)陣列多達(dá)3072個(gè)電極。

另一個(gè)重大進(jìn)步是用于植入線的神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人。這一機(jī)器人被形象地命名為“縫紉機(jī)”，因?yàn)樗?a target="_blank">工作原理與縫紉機(jī)類似——一針一針地將線植入大腦。該機(jī)器人每分鐘能夠植入六根線，還可以精確地避開血管等其他組織。

這個(gè)機(jī)器人的工作方式就跟一臺(tái)縫紉機(jī)一樣，一針一針地把線插入到腦中：

“縫紉機(jī)”如何將線埋入大腦。

Neuralink的第三大突破是開發(fā)了一種定制芯片，能夠更好地讀取，清理和放大來(lái)自大腦的信號(hào)。芯片通過(guò)線束與大腦連接，每一根線束由1024根線組成。附著在芯片上的線束每一根都可以無(wú)線連接到耳朵后面的一個(gè)可穿戴的、可拆卸的、可升級(jí)的“吊艙”似的設(shè)備，并且這個(gè)設(shè)備可以與手機(jī)無(wú)線通信。

不過(guò)現(xiàn)在，這一芯片只能通過(guò)有線連接傳輸數(shù)據(jù)(它使用USB-C)

但最終的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)無(wú)線工作系統(tǒng)。

為此，Neuralink打算植入其中四個(gè)傳感器，其中三個(gè)位于運(yùn)動(dòng)區(qū)域，另一個(gè)位于體感傳感器區(qū)域。它將無(wú)線連接到安裝在耳后的外部設(shè)備，后者將包含唯一的電池。

定制芯片的大小

不過(guò)，目前該公司仍在研究老鼠的階段。技術(shù)如果有效，Neuralink還計(jì)劃測(cè)試實(shí)現(xiàn)更高帶寬的大腦連接，使用新型的“線”連接，記錄更多神經(jīng)元活動(dòng)。馬斯克在演講中說(shuō)：“有了這個(gè)高速寬帶的腦機(jī)接口，我們可以搭上特快車，而人類就能在與人工智能的融合中作出更多的選擇?！?/p>

按照Neuralink計(jì)劃，他們將在2020年第二季度進(jìn)行人體試驗(yàn)。不過(guò)，有認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)的人體試驗(yàn)想要通過(guò)美國(guó)食品藥品管理局(FDA)的批準(zhǔn)可沒有那么容易，馬斯克將面臨的挑戰(zhàn)比把火箭送入太空更加艱巨。

Neuralink設(shè)計(jì)的電極不僅可以從神經(jīng)元中讀取大腦，還能將信號(hào)“寫入大腦”。根據(jù)CNET報(bào)道，神經(jīng)連接科學(xué)家菲利普薩貝斯說(shuō)，“你可以在大腦中使用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)恢復(fù)觸覺或視覺”。

Neuralink 的短期目標(biāo)之一，是要讓肢體殘障人士利用這套系統(tǒng)來(lái)做一些以前做不到的事情，從而大幅度提升他們的生活質(zhì)量。馬斯克在發(fā)布會(huì)上說(shuō)道：“在你認(rèn)識(shí)的人里面，可能有人摔斷了脖子，或是脊柱損傷，我們現(xiàn)在只要一個(gè)芯片就能解決他們的問(wèn)題?！?/p>

腦機(jī)接口系統(tǒng)工作原理。

不過(guò)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景，也有業(yè)內(nèi)人士提出了自己的擔(dān)憂，認(rèn)為神經(jīng)連接的侵入式方法有風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)CNET的報(bào)道，卡耐基梅隆大學(xué)生物醫(yī)學(xué)負(fù)責(zé)人何斌支持以非侵入性的方式發(fā)展腦機(jī)接口。他說(shuō)，如今一些癲癇患者植入了數(shù)十根電線來(lái)監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)，但在普通人群中，這樣植入大腦的電線可能會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)或者潛在地?fù)p害大腦的工作。

神經(jīng)反饋Neuroboost的創(chuàng)始人、內(nèi)科醫(yī)生菲利普海勒(Philipp Heiler)去年對(duì)商業(yè)媒體Business Insider表示，該系統(tǒng)存在風(fēng)險(xiǎn)。海勒說(shuō)：“當(dāng)醫(yī)生打開病人頭骨來(lái)整合腦機(jī)接口時(shí)，會(huì)有很多風(fēng)險(xiǎn)，包括腦損傷、炎癥和瘢痕的風(fēng)險(xiǎn)”。

也是Business Insider的采訪中，在來(lái)自德國(guó)弗萊堡大學(xué)生物醫(yī)學(xué)微技術(shù)系的托馬斯斯蒂格利(Thomas Stieglitz)則直接指責(zé)Neuralink不切實(shí)際。他稱，Neuralink的長(zhǎng)期目標(biāo)聽起來(lái)好得令人難以置信?！拔艺J(rèn)為Neuralink的長(zhǎng)期目標(biāo)是不切實(shí)際的，或者至少以這種方式說(shuō)出它們是不可信的，”斯蒂格利茨說(shuō)，“除非所有這一切都很清楚，否則根本不可能將知識(shí)上傳到其他地方，然后將其上傳回大腦。雖然它可能會(huì)成為偉大的科幻小說(shuō)，但實(shí)際上它只是胡扯”?！?/p>

Neuralink成立于2016年，最初馬斯克以“醫(yī)學(xué)研究”的名義在美國(guó)加州悄悄注冊(cè)成立了這家公司。Neuralink最初目標(biāo)是幫助人們處理大腦、脊髓損傷或先天性缺陷。這項(xiàng)技術(shù)可以幫助那些失去行動(dòng)能力或感覺能力的截癱患者。但其長(zhǎng)期目標(biāo)為建立一個(gè)“至關(guān)重要的超級(jí)智能系統(tǒng)”，將人類與人工智能結(jié)合。

馬斯克曾表示，該公司將致力于研究腦機(jī)接口技術(shù)，在人腦中植入電極，將人類大腦和計(jì)算機(jī)相連，未來(lái)可以直接上傳和下載想法。他們的目標(biāo)是消除大腦與機(jī)器之間的隔閡：無(wú)需通過(guò)手機(jī)把想法傳達(dá)給另一個(gè)人，而是把想法直接從一個(gè)人的大腦轉(zhuǎn)移到另一個(gè)。

腦機(jī)接口，常被簡(jiǎn)稱為BCI。它是指通過(guò)在人腦神經(jīng)與具有高生物相容性的外部設(shè)備間建立直接連接通路，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)和外部設(shè)備間信息交互與功能整合的技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是實(shí)現(xiàn)用意念控制機(jī)器。它意味著，人與機(jī)器的主要交互方式，除了手工輸入，以及近幾年興起的人工智能語(yǔ)音交互之外，還可以直接通過(guò)大腦向機(jī)器發(fā)指令。(綜合整理自：愛范兒、新浪微博、澎湃新聞)