“就像在腦子里裝了一個(gè)fitbit（美國(guó)一家專門研發(fā)穿戴設(shè)備的公司），沒(méi)準(zhǔn)兒我現(xiàn)在就帶著呢?！薄爱?dāng)然可以直接用大腦召喚特斯拉?！薄澳憧梢栽谠谀X子里直接表達(dá)文字，同樣可以控制計(jì)算機(jī)?！?/p>
這不是科幻小說(shuō)，而是在28日結(jié)束的美國(guó)知名企業(yè)家埃隆·馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)話。
頭骨上打個(gè)小洞嵌入設(shè)備
手術(shù)由機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行
北京時(shí)間28日6點(diǎn)40分，馬斯克公布了他的腦機(jī)科學(xué)公司Neuralink的最新進(jìn)展。這次的發(fā)布會(huì)，重頭戲是展示腦機(jī)接口對(duì)修復(fù)重大腦補(bǔ)疾病的效用。
去年夏天Neuralink展示的第一代產(chǎn)品，是一個(gè)戴在耳朵后面的設(shè)備。今年產(chǎn)品已經(jīng)更新?lián)Q代，小到宛如一枚硬幣，可以直接植入到頭骨里！
馬斯克現(xiàn)場(chǎng)演示了產(chǎn)品的模型。那到底該怎么裝設(shè)備呢？馬斯克說(shuō)過(guò)程非常簡(jiǎn)單，三步走。
?頭骨上打個(gè)小洞 ?在洞上嵌入Neuralink ?傷口縫好后，你就直接可以走了。
手術(shù)完全由機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行，整個(gè)過(guò)程不到一個(gè)小時(shí)，你早上去醫(yī)院，下午就可以回家了。馬斯克說(shuō)這個(gè)手術(shù)過(guò)程對(duì)神經(jīng)的傷害幾乎可以忽略不計(jì)：通過(guò)電腦圖像，手術(shù)機(jī)器人可以盡量避開(kāi)腦部的血管。芯片已成功植入小豬體內(nèi)，植入后再去除并無(wú)異樣。
整個(gè)演示過(guò)程馬斯克介紹了四只“豬隊(duì)友”：
小豬A：沒(méi)有移植過(guò)Neuralink；小豬B：兩個(gè)月前，移植了一個(gè)Neuralink；小豬C：移植了Neuralink又移除了；小豬D：移植了兩個(gè)Neuralink。
小豬A作為對(duì)照組，通過(guò)對(duì)其他三只豬的對(duì)比，馬斯克想要向大家展示不管是剛移植過(guò)一個(gè)Neuralink的豬，還是移植了又移除了Neuralink的豬，還是移植了兩個(gè)Neuralink的豬，都像普通豬一樣開(kāi)心、健康、熱愛(ài)生活。
演示的高潮是實(shí)時(shí)讀取并在大屏幕上同步展示小豬B 的腦電波。裝在小豬A腦袋里的Neuralink正在讀取與它鼻子相關(guān)的神經(jīng)上的電流，每當(dāng)它鼻子碰到什么，都會(huì)有一個(gè)腦電波的高峰。
正如馬斯克在推特上說(shuō)的，通過(guò)開(kāi)發(fā)一些修復(fù)嚴(yán)重?fù)p傷的技術(shù)，研發(fā)出從控制自主運(yùn)動(dòng)的大腦運(yùn)動(dòng)皮層到位于肌肉群中的微控制器，應(yīng)該是有可能的。未來(lái)，若這項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，則可能恢復(fù)截癱和四肢癱瘓患者失去的運(yùn)動(dòng)技能。
Neuralink在人類身上的應(yīng)用可能還需要一段時(shí)間，因?yàn)樵摴救孕柰ㄟ^(guò)食品和藥物管理局的審核。在那之前，Neuralink工程師將繼續(xù)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。
小到宛如一枚硬幣的芯片可以直接植入到頭骨里
從生活走向太空
我國(guó)腦機(jī)接口研究現(xiàn)狀如何？
馬斯克這次演示意在表明，Neuralink的腦機(jī)接口技術(shù)正在進(jìn)步，有望在未來(lái)某一天安全地應(yīng)用于人類。這種腦機(jī)接口技術(shù)可能會(huì)幫助一些身體狀況不那么理想的人。
我國(guó)的腦機(jī)接口研究者對(duì)此表示期待。那么，我們的腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r是怎樣的呢？
腦機(jī)接口研究因患者起步
腦機(jī)接口，有時(shí)也稱作“大腦端口”或者“腦機(jī)融合感知”，它是在人或動(dòng)物腦（或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)備間建立的直接連接通路。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是實(shí)現(xiàn)腦與機(jī)器之間的直接“對(duì)話”。該技術(shù)能用于教育、醫(yī)療，當(dāng)下正被業(yè)內(nèi)人士熱評(píng)為“技術(shù)上的新風(fēng)口”。中國(guó)科學(xué)院院士、中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明在接受采訪時(shí)曾介紹：“腦機(jī)接口大致有兩類，一種是非侵入式的，即將電極放在頭皮上，通過(guò)腦波診斷來(lái)判斷大腦的狀態(tài)，做疾病的診斷，還可以用腦波來(lái)控制外面的機(jī)器、外骨骼系統(tǒng)。另外一種是侵入式的，即直接把電極插入到大腦皮層，它可以記錄更多、更準(zhǔn)確的大腦的反應(yīng)，進(jìn)而更好地操縱外面的器械?！瘪R斯克此次在新媒體上宣布的屬于侵入式腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用。
在天津醫(yī)院康復(fù)科的治療室里，63歲的腦出血患者徐寶釧正在借助天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)研發(fā)的康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，依靠運(yùn)動(dòng)想象進(jìn)行手腕功能康復(fù)訓(xùn)練。幫助他的康復(fù)機(jī)器人叫“神工”，核心技術(shù)就是腦機(jī)接口。
“神工”的“爸爸”是個(gè)70后的山東人，名叫明東。1994年，明東考進(jìn)天津大學(xué)精儀學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)習(xí)?！霸谧x博期間，看到許多截癱患者后期康復(fù)治療非常困難，當(dāng)時(shí)我就想，如果通過(guò)機(jī)器采集和讀取腦電信號(hào)，然后解碼輸出控制信號(hào)，讓身體執(zhí)行，是不是可以為截癱患者建立新的人工運(yùn)動(dòng)神經(jīng)通路，重新獲得運(yùn)動(dòng)能力。”
2014年首臺(tái)適用于全肢體中風(fēng)康復(fù)的人工神經(jīng)機(jī)器人系統(tǒng)——“神工一號(hào)”研制成功。融合了運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)接口技術(shù)和物理訓(xùn)練康復(fù)療法，該系統(tǒng)在中風(fēng)患者體外，仿生構(gòu)筑了一條人工神經(jīng)通路，經(jīng)過(guò)模擬解碼患者的運(yùn)動(dòng)康復(fù)意念信息，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)多級(jí)神經(jīng)肌肉電刺激技術(shù)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)動(dòng)作。隨后“神工二號(hào)”“神工三號(hào)”相繼研發(fā)成功。目前，“神工”已通過(guò)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）檢測(cè)，在天津、山東多地三甲醫(yī)院進(jìn)行臨床試驗(yàn)，受益患者數(shù)千例。
明東解讀：“侵入式與非侵入式兩者各有利弊，如果把人的頭顱比作一個(gè)房間，非侵入式需要克服頭發(fā)、頭皮、顱骨等對(duì)信號(hào)的重重‘阻擋’；在大腦中植入芯片的侵入式就像在房間里聆聽(tīng)和輸出腦語(yǔ)，這種方式雖然聽(tīng)得清晰，但有安全風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)科研工作者目前在腦機(jī)接口方面的優(yōu)勢(shì)研究方向更多集中在非侵入式，我相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，‘屋外’的聆聽(tīng)會(huì)和屋內(nèi)一樣清晰，而且更安全?！?/p>
給太空探索帶來(lái)無(wú)限可能
在科學(xué)研究領(lǐng)域，世界各國(guó)都加大了對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)的研究。2019第三屆世界智能大會(huì)上，世界首款腦機(jī)編解碼集成芯片——“腦語(yǔ)者”面試，它能夠采用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)極微弱腦電特征進(jìn)行精細(xì)分辨與快速解碼，輸出一個(gè)指令僅需1.7秒，首次實(shí)現(xiàn)了一個(gè)108個(gè)字符的高速腦機(jī)交互系統(tǒng)。2020年2月6日出版的《自然》雜志中稱“腦語(yǔ)者”保持了目前頭皮腦電BCI在線控制最大指令集的世界紀(jì)錄。
“有了腦語(yǔ)者芯片的加持，‘神工’可以化作一個(gè)體積更小的可穿戴便攜設(shè)備，可以輔助病人完成更多復(fù)雜而精細(xì)的肢體動(dòng)作，如果把顱電磁刺激技術(shù)、機(jī)械外骨骼技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合一起，將能幫助到更多的病人。此外，腦機(jī)接口技術(shù)還能為抑郁癥、自閉癥、阿爾茲海默癥等一系列精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷與治療帶來(lái)福音?！泵鳀|團(tuán)隊(duì)骨干、天津大學(xué)神經(jīng)工程中心許敏鵬副教授介紹。
明東團(tuán)隊(duì)還通過(guò)對(duì)大腦運(yùn)行機(jī)制與人機(jī)交互的融合，將類腦智能技術(shù)從治療出發(fā)開(kāi)始運(yùn)用到生活的許多方面。國(guó)內(nèi)首款人感仿生神經(jīng)系統(tǒng)，目前已成功應(yīng)用于海爾集團(tuán)的中央空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)有了如同人類的“感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)”，探測(cè)有多少人，怎樣送風(fēng)由智能決定。而未來(lái)，這一技術(shù)將在家庭物聯(lián)網(wǎng)、居家養(yǎng)老看護(hù)等領(lǐng)域迎來(lái)更廣闊的應(yīng)用前景。
明東團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也走向了太空。2016年，天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)載人飛行過(guò)程中，兩位航天員完成人類歷史上首次太空腦機(jī)交互。明東是這套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)者。此次測(cè)試進(jìn)一步牽引了多項(xiàng)未來(lái)中國(guó)空間站任務(wù)的成功立項(xiàng)開(kāi)展，從而為我國(guó)載人航天工程的新一代醫(yī)學(xué)與人因保障系統(tǒng)提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐。
明東介紹，腦機(jī)接口技術(shù)有三個(gè)發(fā)展階段：腦機(jī)接口、腦機(jī)交互和腦機(jī)融合。目前正由第一階段向第二階段發(fā)展過(guò)渡，未來(lái)腦機(jī)接口技術(shù)，將從目前腦機(jī)單向接口，進(jìn)化為腦機(jī)雙向“交互”，最終有望實(shí)現(xiàn)腦機(jī)完全智能“融合”。
腦機(jī)接口50年
從“動(dòng)物腦”到“人腦”的飛躍
1924
德國(guó)神經(jīng)科學(xué)家漢斯·伯格用腦電圖發(fā)現(xiàn)了人腦的電活動(dòng)
1970
術(shù)語(yǔ)“腦機(jī)接口”由美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的雅克·維達(dá)爾教授提出
2008
美國(guó)匹茲堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家安德魯·施瓦茨宣稱他們創(chuàng)造的腦機(jī)接口可以被猴子用來(lái)操縱機(jī)械臂給自己喂食
2019
埃隆·馬斯克宣布成立兩年的腦機(jī)接口公司Neuralink的腦機(jī)技術(shù)獲重大突破，他們已找到高效實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口的方法
其實(shí)人機(jī)交互的概念早就在慢慢發(fā)展了。
早在2008年，腦機(jī)接口已經(jīng)有了很大的突破：把動(dòng)物大腦與外部設(shè)備直接相連，并操縱外部設(shè)備執(zhí)行特定的功能，比如取食。
做腦機(jī)接口的公司中，創(chuàng)立于2017年的Neuralink的確不是最早的，但可能是最有錢的，也是曝光最多的。在對(duì)動(dòng)物進(jìn)行了至少19次手術(shù)后，Neuralink表示，成功放置在動(dòng)物大腦中的“線”電路使得動(dòng)物能夠用大腦直接控制機(jī)器，系統(tǒng)成功率達(dá)到了87%。
上個(gè)月，馬斯克還在推特上透露，Neuralink能夠?qū)崿F(xiàn)直接通過(guò)芯片聽(tīng)音樂(lè)的功能，它意味著腦機(jī)接口技術(shù)將能夠繞過(guò)耳朵，不需要耳機(jī)等設(shè)備，通過(guò)耳蝸神經(jīng)將音樂(lè)直接送達(dá)大腦。
同時(shí)，提升人類的學(xué)習(xí)速率，也是Neuralink的功效之一。就好像黑客帝國(guó)當(dāng)中，插到一個(gè)機(jī)器上，就可以學(xué)習(xí)如何開(kāi)直升機(jī)。還有，人機(jī)交互可以提升人腦的反應(yīng)時(shí)間。比如你來(lái)不及轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，一個(gè)一閃即逝的想法，機(jī)器就能幫助你迅速操作方向盤(pán)，秒摁急剎車。
Neuralink毋庸置疑是革命性的，這一場(chǎng)賽博朋克式的未來(lái)狂想還會(huì)帶來(lái)很多隱憂，將大腦計(jì)算機(jī)化引發(fā)了兩個(gè)明顯的問(wèn)題：計(jì)算機(jī)可能崩潰，而更令人擔(dān)憂的是，計(jì)算機(jī)可能遭到黑客攻擊。如果大腦也遭到黑客的攻擊該怎么辦？
除非這個(gè)領(lǐng)域的安全管理達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，否則這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化還面臨重重監(jiān)管和困難。
可喜的是中國(guó)在腦機(jī)研究取得了顯著的進(jìn)展，首先是今年的8月6號(hào)西安交大二附院重癥醫(yī)學(xué)科聯(lián)合西安交通大學(xué)校機(jī)械工程學(xué)院使用腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface，BCI）技術(shù)，患者被戴上了"腦電帽"，成功讓一位高位截癱失語(yǔ)患者發(fā)聲"說(shuō)"出"你好"，這是國(guó)內(nèi)非侵入腦機(jī)接口的修復(fù)語(yǔ)言神經(jīng)的首例報(bào)道。
馬斯克的腦洞太可怕了！腦機(jī)通過(guò)二進(jìn)制的代碼和人腦中的神經(jīng)信號(hào)互通，或?qū)氐赘淖內(nèi)祟惖纳罘绞?。比如像漫威電影《蟻人》中用意念傳達(dá)指令，動(dòng)動(dòng)腦子就可以了。一旦腦機(jī)與5G技術(shù)相結(jié)合，科幻電影的橋段都將照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，甚至還能讓人獲得“永生”。用腦機(jī)讀取人類的記憶，就能輕松復(fù)制一個(gè)。有積極的意義，也有一定的風(fēng)險(xiǎn)。
馬斯克的腦機(jī)接口又獲得進(jìn)展，看了一部分馬斯克的演示，總結(jié)了一下關(guān)于Neuralink腦機(jī)接口的一些關(guān)鍵信息。
1、獲得了FDA的許可，這是至關(guān)重點(diǎn)的一點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)FDA許可，意味著可以在人體上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，估計(jì)下一次馬斯克很有可能是將芯片植入到志愿者身上。FDA有要求，就是植入大腦使用的柔性聚合物要在人類體內(nèi)工作十年（這是 FDA 要求不易拆除植入醫(yī)療設(shè)備能夠堅(jiān)持的最短時(shí)間）。這就說(shuō)明如果明年在人體上進(jìn)行測(cè)試的話，腦機(jī)接口也得要在至少10年后進(jìn)行商用，這個(gè)時(shí)間可不能是實(shí)驗(yàn)室的理論時(shí)間，而是真正的裝載時(shí)間。
2、尺寸更小了，性能相比上一代提升不少，還可以無(wú)線充電，以前是有線的充電方式。如果無(wú)線充電技術(shù)公布，或?qū)⒁饦I(yè)界轟動(dòng)，這可是真無(wú)線充電，非接觸式的。
3、腦機(jī)接口可支持 1024 個(gè)信道，之前只有6-8個(gè)。簡(jiǎn)單理解就是獲取1024組從設(shè)備上發(fā)送出來(lái)的信息，而這些信息的類型將根據(jù)植入設(shè)備中的傳感器來(lái)決定。
4、利用藍(lán)牙和手機(jī)通訊，這說(shuō)明腦機(jī)接口將可以與任何支持藍(lán)牙通訊的設(shè)備建立連接，手機(jī)、電腦、Pad或是智能電視等設(shè)備。
5、目前的醫(yī)療條件進(jìn)行腦機(jī)接口的植入，可在一小時(shí)內(nèi)完成，不需要進(jìn)行全身麻醉，并且當(dāng)天就能出院，估計(jì)未來(lái)可能就是打一針就好了。
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