“硬币”1小时内植入三只猪脑,造完火箭的马斯克又发布黑科技

林志佳

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· 2020.08.29

马斯克再创新历史!

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“硬币”1小时内植入三只猪脑,造完火箭的马斯克又发布黑科技

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图片来源:AmoMama

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马斯克再创新历史!

北京时间8月29日早上,硅谷“钢铁侠”、SpaceX和特斯拉公司创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)召开发布会,正式公布旗下脑机接口公司Neuralink的最新进展:

发布最新可植入大脑皮层的硬件平台原型——即一款硬币大小的植入设备(含N1芯片等),名为Link V0.9。利用最新发布的手术机器人V2,可将这个“硬币”设备植入到人类颅顶的大脑皮层部分,完成脑机接口的植入。机器将获得大脑内部的电极信号,传输到手机、电脑等设备上,实时完成脑-机之间的数据传输。

硬币大小设备植入大脑的整个过程

硬币大小设备植入大脑的整个过程

马斯克在发布会上表示,该套系统在今年七月已经通过美国FDA“突破设备”测试的认证,接下来Neuralink将进行人脑的实验。

在人类发现脑电波近100年后,马斯克在今天带来的新技术,让脑机交互迎来了跨时代的新突破,人类距离赛博朋克式的未来狂想更进一步。同时,马斯克也朝着融合共生这个伟大的目标,向前成功走出重要的一步。

 “入侵式”中的明星公司Neuralink

人类从未停止过对大脑的探索。

1924年,德国心理科医生汉斯•贝格尔(Hans Berger)在一次实验当中首次探测到脑电波,发现人的意识可以转化成电子信号被读取,并可通过机器对脑电波进行解析。这就是脑机接口技术的雏形。

1969年,华盛顿大学博士后研究员埃伯哈德·费兹(Eberhard Fetz)在实验室中将猴子大脑中的一个神经元,连接到设备仪表盘。当神经元被触发时,发现仪表盘的指针会转动,实现了脑-机之间的反馈。这意味着,脑机接口技术正式纳入动物试验范围。

40年后的2009年,美国南加州大学Theodore Berger教授所领导的科研团队,成功利用模拟海马体功能的神经记录芯片,将一只小鼠的记忆移植到另外一只小鼠脑内,成功实现了单向脑机接口技术。

“我们大脑的想法,通常是通过神经外周组织或者肌肉组织表达出来”,天津大学医学工程与转化医学研究院副教授许敏鹏表示,“脑机接口技术则是绕过这样的正常通路,在大脑和计算机之间直接建立联系”。

据天津大学医学工程与转化医学研究院副教授许敏鹏解释,我们大脑的想法,通常是通过神经外周组织或者肌肉组织表达出来,脑机接口技术则是绕过这样的正常通路,在大脑和计算机之间直接建立联系。

发展至今,脑机接口已经有了一个大致的定义——脑机接口(Brain–computer interface,BCI)是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立起直接通路,通过脑电波的反馈,让计算机获得信息,采集人们大脑中生物的特征值,并把信息翻译成机器语言,从而反馈到肌体,完成脑和外部设备间的信息交换。

目前,业界主要将脑机接口技术分为三类:入侵式、部分入侵式、非入侵式。而马斯克的Neuralink则是入侵式路线的明星公司。

脑机接口的三种类型(图片来源:中信证券研报)

马斯克的Neuralink公司成立于2016年。

马斯克做Neuralink公司的目的主要有两个:一个就是帮助解决严重的大脑损伤,治疗大脑相关疾病。比如说像帕金森综合症、瘫痪、残疾、中风、抑郁症等,甚至可以让盲人看到世界,让无法说话的人可以再重新表达;而另一个目的是防止AI统治人类,利用脑机接口技术将控制人类的意识和行动,从而减少AI的依赖。

马斯克曾表示,25年内Neuralink将有望开发出全脑接口(Whole Brain Interface),即让人类所有的神经元和AI载体连接在一起,并让AI技术成为脑力活动的扩展。

Neuralink成立至今只举行过两次重要的公开发布会。一次在2019年7月16日,一次在今日。了解上一次发布会的内容,有助于我们理解这一次发布会的进展。

Neuralink的首次发布会上主要有两大重点:一是脑机接口整套系统面世。二是宣布成功在动物身上进行实验,Neuralink脑机接口技术不再停留在空想、PPT演示阶段。

当时,马斯克公开了自主研制的脑机接口“三件套”——微型可植入N1芯片、自动植入“手术机器人”(V1)和只有发丝直径的1/4的柔性电极,从而初步建立起完整的脑机接口系统。

这一系统最终的运作流程是:在人脑中安装“微型芯片”,并利用“手术机器人”将“柔性电极”插入至大脑内,从而通过人脑(芯片)与机器(计算机)进行连接,通过USB-C接口读取大脑海量的神经元信号,从信号中收集大量数据,完成信息反馈和控制人脑的操作等,将大脑活动直接转换为所需的机械动作。

当时,Neuralink宣布,该脑机接口系统成功将1500个柔性电极送入小鼠大脑,连接到神经元,并已在至少19种不同的动物上进行了测试,成功率约为87%。

相比去年,今年Neuralink有更多的进步:“脑机”设备、手术机器人均有迭代更新,整套系统成功在猪中进行了相关实验,加上获得FDA认证,今年的Neuralink无论是在技术还是在商业化前景上,都比去年更上一层。

植入硬币大小的Fitbit,实现实时脑机传输

本次马斯克共发布了两个硬件产品——简化N1芯片的传感器设备Link V0.9和手术机器人V2。

首先来看硬币大小的传感器设备Link V0.9。

每个人在年衰的时候都会出现某种神经系统问题,包括记忆力减退,焦虑,脑部损伤,抑郁和其他各种疾病,而目前,没有实质性产品可以完全治愈这些疾病。

而马斯克认为,Neuralink就是要做的就是,创造能够解决脑部/脊椎问题的设备,且能够舒适地放置在脑部,从而让更多人获得帮助。

去年,马斯克发布耳后的设备(关键是带有N1芯片),将4个传感器安装在人的脑袋上,并内置柔性电极进行连接。

马斯克此次发布会上表示,随着时间的推移,脑机接口技术带来的API传输不断增长,而通过连线(wiring)方式获得脑机效果,存在很多传输难题。

因此,这一次,他打破常规,重新缔造一个硬币大小、可以置于人们颅顶部位的设备,通过植入方式与人脑连接,电信号等重要传感器内置在这一设备中,让脑-机之间获得实时传输能力。

与去年展示的N1芯片相比,今年的设备大大简化,它不再需要放置在耳朵后面。

与去年展示的N1芯片相比,今年的设备大大简化,它不再需要放置在耳朵后面。

这颗设备的介绍

根据马斯克发布会公布的资料来看,Link V0.9直径为23毫米,厚度8毫米,就像一枚大硬币。

这个设备拥有1024路连接,能够感应温度气压,并读取脑电波、脉搏等生理信号,且具备无线充电功能。电线连接在设备一厘米以内,在大脑皮层中就可以获得实时信号。

“就像你的头骨下面插了一个Fitbit,但是带着电线。”

马斯克这样形容这款硬件设备。

他说,这种设备只需晚上充电,白天能用一整天,甚至可以无线充电。

钛媒体从多位业内人士处了解到,一部分人认为,跟去年相比,今年发布的新设备或可以提前取出柔性电极,不用长久放置在大脑上,比如演示中的猪脑其实没有电极产生,而且马斯克在发布会上亦没明说。

但杜克大学生物医学工程学的蒋佳翰(Ken Chiang)博士不认同这一说法,他对钛媒体表示,柔性电极依然存在,只是主要是后端连接方式改变罢了,柔性电极是从耳旁来无线传输,变成在开颅孔处进行植入。

另一项配套发布的硬件是手术机器人V2。

通过改进之后的手术机器人V2,Link V0.9可以轻松植入人脑,类似“缝纫机”的效果。

手术机器人

手术机器人V2是Neuralink与旧金山创意设计咨询公司Woke Studios合作完成的,内部由头、中、后三部分组成:

  • 头部装有自动手术工具,照相机和传感器扫描人类脑部,病人可将头颅靠在头上;
  • 中部是植入部分,利用计算机视觉算法、高端相机以及其他技术,将包含5um厚的电线和绝缘层的针头准确刺入大脑,避免进入到血管部分,完成开颅植入Link V0.9的过程。设备附有磁铁,以保持无菌并进行清洁。
  • 后部组件是负责手术机器人的机械运动,让V2可以正常工作。

马斯克称,这一手术方式非常简单,缝合过程大约需要30分钟,一小时内完成整个脑机植入过程,植入当天就可以出院。

实验猪展示植入效果

马斯克在发布会上展示了一群实验猪。

其中一只实验猪格特鲁德(Gertrude)之前接受过外科手术,现场展现了读取脑部活动的状态和此前成功预测猪行为轨迹的实验录像。

马斯克表示,选择猪这种动物,是因为它们与人类的大脑相似性较高,同时也易于保持快乐。

结果显示,当现场工作人员抚摸它的鼻子时,猪的神经开始兴奋,大脑神经元有所反应。这些猪的大脑活动记录在设备连接的1024个电极作用下,脑内的电波信号,清晰可见,并通过无线传输到附近一台电脑上。

马斯克表示,在实验过程中,研究人员让格特鲁德(Gertrude)走上跑步机,通过脑电路图,可以预测到它的活动位置,和实际位置几乎完全吻合,获取该小猪的身体活动情况。

马斯克在现场高兴地说道:“这是真正的 live demo”。

今天的猪实验,是继去年宣布小鼠实验后的进阶。猪、猴、都是过渡到人之前必要的实验阶段。如果下一步在人体上进行实验,也可以通过上述动物实验的方式感知、甚至改善大脑的活动。

今天马斯克发布的Neuralink软件和可植入式硬件平台,是该公司首次展现有一定完成度的“脑机”设备。

在发布会Q&A环节,马斯克回答了多个问题,确认通过脑机接口召集特斯拉汽车,存在脑机设备上的记忆可以上传,也可以存储在设备中,或者进行下载。而且,马斯克高兴的表示,通过植入脑机接口,健康的人甚至可以打游戏,玩星球大战等等......

同时,Neuralink技术的研发进展似乎已步入正轨。

发布会上,马斯克还宣布一个重要消息:Neuralink最新脑机接口设备,已在7月份获得了FDA的“突破性设备计划”认证,即将在人类身上进行植入实验,该公司也正计划和FDA深度合作,进行更多的实验批准申报。

一旦有了FDA认证,意味着脑机接口技术进入了重要新阶段,并证明该技术已得到官方认证。

未来,Neuralink将可更快地进入医疗设备开发、评估和审核,健康的人也可以参与实验,为患者和医疗设备需求者提供及时使用的机会。

商业化、监管多重压力,脑机接口路在何方?

虽然今天马斯克公布了Neuralink的技术进展,并以“实时神经元”方式开启了脑机接口技术的新时代。但Neuralink并不完美,很多人依然对此持怀疑态度。在“内忧外患”下,马斯克面临着重重挑战和困难。

在发布会召开的三天前,美国科学健康新闻网站StatNews对外发布一篇采访文章,称众多Neuralink前员工对该公司发布的新技术时间表感到担忧。

该报道称,前员工都认为公司内部存在多位创始人离职导致内讧不断,马斯克给出的时间表过于仓促,以及动物实验经常性失败等。种种原因让许多员工和工程师都感到不堪重负,纷纷提出质疑。但Neuralink表示,该文章中的许多说法是不准确的。

不仅是内部沟通和技术上的障碍,未来的商业化发展是外部遭遇的新挑战。

在2019年一次Neuralink的媒体简报会上,公司高管们承认,现阶段Neuralink无法实现商业化。

“在可以开始提供商业服务之前,我们将会持续投入研究。”

尽管今天Neuralink获得了FDA的许可,但产品无法短时间大规模推出,商业化层面还有很多条路要走。需要马斯克先说服健康的人,张开头骨以接受植入物,从而进入临床试验,才有可能进入产品阶段。

而与Neuralink处境相似的,还有很多借Neuralink之风、近几年相继成立多家脑机接口公司。

由于技术和市场目前都还处在非常早期的阶段,产业规模尚不清晰,也没有相关法律可以遵循,很多监管部门并不完全认可这项技术,脑机接口公司的实验或产品只能在实验室阶段进行。

强脑科技(BrainCo)是业内知名度比较高的华人脑机接口创业企业。强脑科技创始人兼CEO韩璧丞对钛媒体App表示,大脑内部有非常丰富的信息,当技术成熟时,如何去使用,如何去标准化处理这些信息,是需要政府政策来去制定和规范的。而目前,脑机接口相关的法律法规依然在制订过程中,亦需要一步步落地实现。

“如果Neuralink要大规模铺开产品或设备,首先要过FDA。在美国,这类仪器一定是III类;其次,就算有实验,也要过伦理审批,这个过程不会太快。正常来说,Neuralink的商业化至少要五到十年。”韩壁丞对钛媒体App说。

“即使现阶段Neuralink拥有国家支持,快速通道等,但绝对不会出现50人以上的大规模铺开销售的情况。”

法国国家科学研究中心的前神经科学家,脑机交互技术的创业公司NextMind创始人Sid Kouider教授则一针见血的指出,并不是Neuralink商业化未来成功与否的问题,而是整个脑机接口领域存在很多不确定性。

马斯克也承认,所有这一切都是一个缓慢的过程。

“所有这一切都将循序渐进地进行,不会突然间发生,Neuralink将拥有脑机接口领域的新技术成就。(商业化)将需要很长一段时间,但你会看到它的(技术)到来。”

与此同时,本周四,美国非营利智囊团RAND(兰德公司)发布的报告称,相关机构将有必要在法律和道德层面对脑机接口技术进行严格审查,暗指马斯克的Neuralink公司。

而随着时代的发展,机器智能等新技术的不断进步,对于更多人来说,脑机接口将成为下一代AI技术,最终形成技术革命:用意念可以打字,在梦境中实现可视化,不借助自身手臂力量就可轻松握茶杯、控制手机等。

脑机接口技术的未来究竟是什么样子的,这或许需要时间的验证。但唯一肯定的是,即便困难重重,马斯克依然会像创造特斯拉、缔造星链卫星一样,将他的梦想在Neuralink身上付出实践,不断推进下去。

(本文首发钛媒体App,作者 | 林志佳,编辑|赵宇航)

本文系作者林志佳授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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  • 特斯拉改变汽车产业,SpaceX改变航天产业,星链改变通信产业,现在脑机改变医疗、AI产业,,,无一不是顶尖的影响全人类的产业。牛就一个字👍👍👍

    2020-08-29 19:59 via iphone
  • mipapa mipapa
    回复
    2

    真·赛博朋克

    2020-08-29 13:12 via iphone
  • 暗月 暗月
    回复
    0

    这个人好像真的是个不世出的人,不过好多主角光环都围绕着ta而不是那些默默付出的。

    2020-08-29 12:57 via android

Oh! no

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