馬斯克的“腦機接口”，能徹底根除殘疾嗎？

9月8日，今年8月末，美國連續(xù)創(chuàng)業(yè)家埃隆·馬斯克 （Elon Musk） 通過網(wǎng)絡(luò)直播，向世界通報了他在2016年創(chuàng)立的腦機接口公司Neuralink 的最新技術(shù)進展。這位特立獨行的技術(shù)專家也是尖端電動汽車制造商特斯拉和太空探索公司SpaceX 的首席執(zhí)行官，他已經(jīng)概述了對人類未來的大膽愿景。

在馬斯克的“未來世界”里，通過控制增強能力的超人不僅能夠戰(zhàn)勝疾病和殘疾的困擾，而且通過與機器和技術(shù)的直接結(jié)合，人類將完全超越當(dāng)前的身體形態(tài)。用馬斯克自己的話來說，Neuralink 的可植入設(shè)備“就像你頭骨中的Fitbit”。該技術(shù)由攜帶電極的超細(xì)線程組成，旨在促進與外部計算機的高吞吐量通信，并潛在地促進在身體其他部位放置的二級“鏈接”。

有前車可鑒

Neuralink 由馬斯克和多名工程師和科學(xué)家于2016年創(chuàng)立，該公司于2019年發(fā)布了其植入技術(shù)的早期有線版本。它有幾個模塊組成：電極連接到頭骨上的USB 端口，這個端口原本打算連接到位于耳朵后面的外部電池和無線電發(fā)射器上。最新的版本只是獨立的集成植入物，它可以嵌入頭骨上的洞中，并通過藍(lán)牙無線電通過皮膚傳遞數(shù)據(jù)。無線設(shè)計使其看起來更適合人類使用，但與最先進的腦機接口技術(shù)相比，它限制了可以發(fā)送的數(shù)據(jù)的帶寬。

馬斯克在演示中表示，該公司的目標(biāo)是“用無縫植入的設(shè)備解決重要的脊椎和大腦問題”，這與他之前宣布的讓人類與AI 融合的更神奇的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。這一次，馬斯克似乎對該設(shè)備的應(yīng)用更加謹(jǐn)慎。和以前一樣，他堅稱此次演示純粹是為了吸引潛在員工的招聘活動。

Neuralink 的努力建立在腦機接口領(lǐng)域研究人員數(shù)十年的工作基礎(chǔ)上。雖然在技術(shù)上令人印象深刻，但這種無線腦植入物并不是第一次在豬或其他大型哺乳動物身上進行測試。大約十年前，布朗大學(xué)的科學(xué)家大衛(wèi)·波頓 （David Borton）、Arto Nurmikko 以及他們的同事開發(fā)了一種無線神經(jīng)傳感器，能夠記錄豬和猴子的神經(jīng)活動。

2016年，研究人員展示了這種設(shè)備可以用來幫助癱瘓的猴子行走。Nurmikko 表示：“Neuralink 具有很強的創(chuàng)造力，已經(jīng)能夠剪切和粘貼該領(lǐng)域開發(fā)的許多東西。”他補充說，這項技術(shù)可能不是獨一無二的。但是“就真正植入人類大腦而言，它會幫助塑造強勁的未來嗎？這是一個懸而未決的問題，但答案很可能是肯定的”。

Neuralink 如今已經(jīng)不再只是吸引眼球的公關(guān)噱頭，該公司已經(jīng)雇傭了100 多名員工，并正在尋求迅速擴大員工隊伍。馬斯克還向這家合資企業(yè)投入了1 億美元的自有資本。他還透露，今年7月，Neuralink 獲得了美國食品和藥物管理局(FDA) 的突破性設(shè)備稱號，這實質(zhì)上意味著該公司已經(jīng)提交了文件，開始收集FDA 批準(zhǔn)所需的數(shù)據(jù)。

馬斯克和Neuralink 正在為他們的項目投入大量資源。哥倫比亞大學(xué)電氣和生物醫(yī)學(xué)工程教授肯·謝潑德 (Ken Shepard) 說：“這是一項資金非常充裕、重點突出的工作。在這樣的項目上，這是一個相當(dāng)令人印象深刻的資源水平。我認(rèn)為這給了他們比其他群體真正的優(yōu)勢?！?/p>

謝潑德說，Neuralink 插入柔性電極的機器人技術(shù)非常引人注目。他說，在擴大聚合物電極或“線程”的數(shù)量以及它們與集成電路芯片之間的互連方面將面臨挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)帶寬也必須增加：從1000 個電極記錄會產(chǎn)生大量信息，因此Neuralink 必須對其進行壓縮才能通過藍(lán)牙進行中繼。

Neuralink 的項目總監(jiān)希馮·齊利斯(Shivon Zilis) 表示：“我們目前的情況是：我們基本上已經(jīng)有了i-Phone 的原型或 ‘大腦中的Fitbit’，在手術(shù)、設(shè)備本身、無線范圍、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫孢€有一大堆需要改進的地方。在原型和你超級引以為豪的東西之間必須進行更多的優(yōu)化，最終你才能向消費者展示你的第一款產(chǎn)品?！?/p>

通過人腦控制AI

馬斯克重申，Neuralink 首先將致力于“解決重要的大腦和脊椎問題”，這很可能激起了殘疾人的關(guān)注。事實上，在整個演示過程中，有幾種慢性和危及生命的疾病被認(rèn)為是Neuralink 潛在可以治療的，從失明、脊髓損傷、記憶力喪失到大腦損傷，甚至抑郁癥。

該公司的第一輪臨床試驗將集中在脊髓損傷患者身上。對于觀看Neuralink 技術(shù)演示的殘疾人來說，這聽起來可能像是一個令人信服的敘述，或者至少與充斥在專業(yè)期刊上枯燥的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)和醫(yī)學(xué)術(shù)語相比，這里給出了很多新鮮和創(chuàng)新的東西。

馬斯克演示的裝置大約有硬幣大小，可以完全嵌入頭骨。與它相連的是1024 個線狀的柔性電極，它們向下延伸到大腦皮層。大腦皮層是大腦的外層，負(fù)責(zé)許多功能，包括運動控制和感覺反饋。該設(shè)備中的定制計算機芯片放大來自大腦皮層的電信號，并將其無線中繼到附近的計算機。這些電極由手術(shù)機器人小心地插入，能夠記錄(理論上也能產(chǎn)生) 由單個神經(jīng)元產(chǎn)生的微小電信號。他們的想法是，這些信號將來可以用來做些事情，比如讓癱瘓的人恢復(fù)活動能力，或者制造視覺信號來治療失明。

在馬斯克的演示過程中，他漫步在一個圍欄附近，那里有幾頭豬，其中有些豬植入了腦機接口芯片。其中名叫格特魯?shù)?（Gertrude） 的豬已經(jīng)植入芯片兩個月，該裝置的電極位于豬的大腦皮層上，與其鼻子里的神經(jīng)元相連。出于演示的目的，豬的大腦信號被轉(zhuǎn)換為可聽得見的嘟嘟聲，隨著其在鋼筆周圍嗅來嗅去，享受一些美味的款待，嘟嘟聲變得更加頻繁。馬斯克還展示了一頭豬，它的植入物已經(jīng)被成功移除，以表明手術(shù)是可逆的。其他一些展出的豬還有多個植入物。

馬斯克的億萬富翁身份，以及作為一名開拓科學(xué)疆界的觀星先鋒的媒體形象，肯定會在這方面發(fā)揮作用?；蛟S更誘人的是，很明顯，馬斯克對Neuralink 的雄心遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了幫助殘疾人的范圍。馬斯克多次公開表達(dá)了他對人工智能 （AI） 對人類構(gòu)成威脅的擔(dān)憂。他看到了AI 超越人類、無法再加以控制的未來，并將這項技術(shù)描述為比核武器對人類生存構(gòu)成的更大威脅。

從本質(zhì)上講，Neuralink 誕生于馬斯克的超人類主義雄心，即保持對超級智能機器和AI 的控制。他在演講中稱：“在物種層面上，重要的是弄清楚我們?nèi)绾闻c先進的AI 共存，實現(xiàn)與AI 共生。這樣，世界的未來就可以由地球人民的共同意志來控制。這可能是像這樣的設(shè)備實現(xiàn)的最重要功能。”

盡管半機械人即將崛起，但自然會有更多的短期商業(yè)機會成熟可供開發(fā)。歸根結(jié)底，誰不想將音樂直接輸入自己的大腦，或者純粹依靠自己思維的力量來控制身臨其境的虛擬視頻游戲呢？

將應(yīng)對殘疾納入主流

正是這種技術(shù)與更廣泛的商業(yè)應(yīng)用或?qū)嶋H存在的應(yīng)用相結(jié)合，才使得它對那些身體有缺陷的人非常有吸引力。畢竟，多發(fā)性硬化癥、帕金森氏癥和運動神經(jīng)元疾病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病都是非常小眾的。

它們都涉及大腦，但它們的原因和作用機制是獨特而不同的。因此，針對這些情況的研究是高度專業(yè)化的，并且在學(xué)術(shù)領(lǐng)域內(nèi)以進展緩慢而聞名，所有這些都在為稀缺的資源互相競爭。任何新技術(shù)，特別是由更廣泛的大眾市場雄心和資金推動的技術(shù)，都會立即成為極具吸引力命題。

科學(xué)家如是說

需要指出的是，對BMI (腦機接口)的研究可以追溯到20世紀(jì)70年代。早期的演示涉及使用外部電極移動屏幕光標(biāo)的患者。最近，研究人員已經(jīng)部署了BMI 來驅(qū)動機械手臂、小型車輛甚至輪椅的運動。至于神經(jīng)科學(xué)界對它的接受程度，到目前為止，NeuroLink 收到的評價褒貶不一。

該公司的重大突破似乎與使用的電極數(shù)量有關(guān)(比任何其他設(shè)備多10 倍)，從而實現(xiàn)了前所未有的數(shù)據(jù)和通信吞吐量水平。根據(jù)多倫多大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究員格雷姆·莫法特(Graeme Moffat) 的說法，Neuralink 的硬件在尺寸、便攜性、功耗和無線功能方面都超過了任何競爭對手。

加州理工學(xué)院心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和生物學(xué)布倫教授拉爾夫·阿道夫斯(Ralph Adolphs) 形容Neuralink 的聲明是“非常令人興奮的”，這是“一項巨大的技術(shù)成就”。

Neuralink 還在開發(fā)手術(shù)機器人方面進行了創(chuàng)新，實現(xiàn)了插入包含人類頭發(fā)寬度的微小電線。長期目標(biāo)是將手術(shù)作為一種非侵入性的簡單手術(shù)進行，就像今天進行的LASIK 眼科手術(shù)一樣。

有些科學(xué)家對Neuralink 的理論基礎(chǔ)不屑一顧，特別是在模仿更高級的大腦功能方面，比如記錄想法或記憶。加州大學(xué)舊金山分校和霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的神經(jīng)學(xué)家羅倫·弗蘭克(Loren Frank) 表示，將思想和記憶與隨之而來的電信號簡單地混為一談，代表著“生物學(xué)知識的失敗”。畢竟，人類意識的一致理論還不在科學(xué)共識的范圍內(nèi)。

紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)神經(jīng)接口教授安德魯·杰克遜(Andrew Jackson) 將馬斯克的演講和Neuralink 迄今的進展總結(jié)為：“堅實的工程學(xué)、平庸的神經(jīng)科學(xué)”。

然而，那些對Neuralink 的醫(yī)學(xué)應(yīng)用感興趣的人不應(yīng)該為此感到灰心喪氣。調(diào)節(jié)運動功能，雖然充滿了巨大的挑戰(zhàn)，但肯定不像破譯思想和記憶那樣困難。殘疾人最感興趣的是前者，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所的史蒂文·蔡斯 （Steven Chase） 證實：“這些患者最想要的是獨立，而這項技術(shù)有可能為他們提供這種能力?！?/p>

徹底根除殘疾

因此，盡管控制大腦電信號的主流設(shè)備確實代表了衰弱神經(jīng)疾病治療的新前沿和新模式的希望仍然存在，但在時間長河中仍有一些不確定性。畢竟，做出這種預(yù)測的是馬斯克，他向來以夸大技術(shù)進度聞名，比如他曾預(yù)測到2020年底將有100 萬輛全自動駕駛汽車上路，顯然這個目標(biāo)未能實現(xiàn)。

生活在長期健康狀況下的人可能比社會其他任何階層都更清楚，通往有意義的醫(yī)學(xué)進步的道路往往是漫長而曲折的。這項研究之所以支離破碎，無非是因為它本身就很復(fù)雜。單個藥物、基因或蛋白質(zhì)對特定疾病的作用機制，可能需要某個研究團隊畢生的努力。

與此同時，即使對于那些患有最復(fù)雜殘疾的人來說，相信將來會有治愈或修復(fù)的想法仍然是最誘人的禁忌。我們從小到大都相信技術(shù)會變得更好，醫(yī)生最終會學(xué)會修復(fù)曾經(jīng)無法修復(fù)的東西。

Neuralink 并不是唯一一家冒險進入腦機接口領(lǐng)域的公司。奧斯汀名為Paradromics 的公司也在開發(fā)一種潛在的能夠記錄數(shù)萬個神經(jīng)元的信號的設(shè)備，并獲得美國國防部下屬研發(fā)機構(gòu)國防高級研究計劃局(DARPA) 的資助。該項目旨在恢復(fù)癱瘓患者的交流能力，因為這些人失去了說話或打字的能力。加州卡爾弗城的Kernel 公司正在開發(fā)一種頭盔狀的設(shè)備，用于非侵入性地監(jiān)測大腦信號，可以用來做些事情，比如識別某個人正在聽的是哪首歌。它缺乏Neuralink 的設(shè)備和類似植入系統(tǒng)的分辨率，但具有不需要腦部手術(shù)的好處。

盡管如此，隨著時間的推移，像Neuralink 這樣的設(shè)備很可能會隨著電極變得更薄和更靈活，以及機器人插入變得更加流暢而更具非侵入性。馬斯克此前曾將這一過程與LASIK 眼科手術(shù)相提并論，后者現(xiàn)在已經(jīng)非常簡單。但與任何手術(shù)一樣，回報將不得不與風(fēng)險進行權(quán)衡。

哥倫比亞大學(xué)電氣和生物醫(yī)學(xué)工程教授謝潑德認(rèn)為，在涉及健康人的應(yīng)用中，非侵入性方法具有真正的優(yōu)勢。他說：“我很難想象，在我有生之年，將來會有健康的人主動接受手術(shù)，將植入物放入他們的大腦?！薄?/p>