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硬币大小芯片植入猪脑,实时读取信息……
“脑机接口”技术会给人类带来什么?

  上周,科技领域一则新闻引发了业内的关注。8月28日,美国知名企业家埃隆·马斯克开了一场新闻发布会,展示了最新的“脑机接口”成果。在这个最新的脑机应用中,马斯克通过给猪脑植入一颗芯片,接收和读取猪脑里的信息。这意味着向利用这类植入设备治疗记忆力衰退、颈脊髓损伤等人类疾病又迈进一步。
  虽然是一个非常初级的应用,但脑机接口这种技术一旦进入人们视野,对于人类未来的发展将产生至关重要的影响,有人反对,也有人喝彩。
  ■什么是脑机接口技术?
  简单来说,“超级人类”通过脑机接口,使得人的大脑信号与外部设备直接相连,意识可以影响甚至控制外部环境。根据去年Neuralink(美国一家神经科技和脑机接口公司)发布的示意图,Neuralink设备位于耳后,电极则穿入大脑。今年的新设备简化成了一个圆圆的“硬币”,且位于头顶。这款设备直径23毫米,厚度8毫米,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。
  在以往的医学研究中,脑机接口是有线的,头上挂着线走来走去,不方便也不美观。马斯克称新一代的Neu-ralink设备是完全无线的,使用感应充电,设备的电池续航时间为一整天,可以直接连接到佩戴者的智能手机上。
  安装设备的新款手术机器人可以自动完成所有手术工作,先开颅,取下一小块头骨,再植入电极和电线,最后安装Neu-ralink设备填补头骨的空缺。马斯克表示,植入手术可以在一个小时内完成,而且不需要全身麻醉。只要处理得当,手术中都不会流血,术后脑袋上只有一个小疤痕。
  ■植入猪脑后什么情况?
  在这次直播发布会上,接受移植的是一头猪,所以这个圆圆的“硬币”植入猪脑后会发生什么呢?
  被植入Neuralink设备的小猪名叫格特鲁德(Gertrude),已经接受植入两个月了。直播现场展示了猪脑活动的实时无线传输。当工作人员摸摸猪鼻子时,可以看到猪的神经元开始兴奋。为表明Neuralink设备是安全的,马斯克还展示了另外一头活蹦乱跳的小猪,这头小猪植入Neuralink设备后又移除,看起来并无异常。在直播中,马斯克不断强调小猪“健康和快乐”,以证明Neuralink设备的实用性。
  ■比去年技术有何进步?
  去年,马斯克展示了Neuralink公司已经取得的三项成就。第一项是比头发丝还细的新型“线式(thread)”电极,这种电极比通常所用的更为柔软,植入后对大脑的损害比较小。第二项是做神经外科手术的机器人,它长得像缝纫机,可以精准地将电极植入大脑皮层中。第三项则是可植入脑机接口的芯片,可以对电极记录的信号放大化和数字化,而且只要一根USB-C电缆,就能传送所有通道同时记录到的数据。
  马斯克团队将这套系统应用到大鼠脑内,并在它的大脑上安一个USB接口,这看起来比《黑客帝国》里的后脑插槽更为惊悚。今年的“硬币”似乎更容易接受,实验的小猪也看不出明显的手术后的痕迹。由于采用的是头部打洞的侵入式脑机接口,很容易引起免疫反应,人体可能会在电极和神经组织之间生成疤痕组织,导致信号传输的衰退甚至消失。不过相应的,侵入式脑机接口获得的信号质量也更佳。
  除了侵入性脑机接口外,现存的脑机接口技术还有部分侵入性脑机接口和非侵入性脑机接口。侵入式脑机接口将电极植入大脑灰质,部分侵入性脑机接口则植入到颅腔内,但位于灰质外。非侵入式脑机接口看起来最安全,往往是佩戴一些可穿戴设备来测量大脑信号,因为信号要穿越颅骨,所以非侵入式的脑机接口记录到的信号的分辨率不高。 
  ■可解决人类哪些疾病?
  脑机接口在医疗领域确实有广泛的应用前景。马斯克认为人的感受和痛苦都是电子信号,修正这些信号便能解决问题。在此次发布会上,马斯克列举了一系列可以用脑机接口能够解决的疾病,包括记忆缺失、听觉缺失、失明、瘫痪等。
  他表示,Neuralink已被美国食品和药物管理局(FDA)授予“突破性设备状态”,这意味着该机构将比以前更快地对公司申报做出反应,但不构成对人体试验的批准。马斯克的野心远不止于此,他的终极目标是打造“全脑接口”。他曾一度担心“机器人上街杀人”,为了赶在人工智能超越人类之前,他决定先发制人,将人类和机器相融合,打造“超级人类”。
  ■神经科学家怎么看?
  尽管设想很美好,但神经科学家则持更为谨慎的态度。如果要实现全脑接口,让大脑中的每个神经元都与外界“无缝对接”,就得同时测量大脑中800亿个神经元。然而,现有技术只能在脑内安置几百个电极,每个电极一次最多同时测量大约500个神经元。测量如此巨量的大脑信号后还要进行解码,要达到精确提取被植入者的意识,困难程度可想而知。
  另一方面,创伤性的开颅手术往往是病人面临生命危险时才会选择做。要健康的普通人果断选择开颅,手术水平必须如同现有的“激光矫正近视”,成熟便捷又价格合理才行。另外,植入大脑的电极采用的材料是硅树脂和金属之类的坚硬物,电极尖端深入的组织越深,造成的损伤就越大。
  马斯克还希望用脑机接口来开发娱乐用途,让自己的大脑和家用电器形成“物联网”,用意识操控机器,甚至储存和替换记忆。要用意识开特斯拉?或许我们还需要等待一段漫长的时间,至少比马斯克本人预想的要长。

(据果壳网)


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