芯片入腦，進(jìn)化時刻已至？

寇大庸

經(jīng)過三年的努力，馬斯克的腦機接口公司Neuralink，終于進(jìn)入到人腦試驗的階段了。

今年9月，Neuralink開始為其腦機接口項目的首次人腦試驗招募試驗者。這意味著，自今年5月獲得了美國食品和藥品監(jiān)督管理局（FDA）有關(guān)進(jìn)行腦機接口人腦試驗的批準(zhǔn)后，這家公司將要實質(zhì)性地展開腦機接口的人腦試驗。

腦機接口是一項聽起來非常瘋狂的技術(shù)，它的核心在于通過向大腦植入芯片的方式，建立起計算機與大腦之間的直接聯(lián)系，讓人類可以僅憑思維活動實現(xiàn)對計算機的控制，或者以外部刺激調(diào)控大腦的活動，進(jìn)而修復(fù)或增強人的行動和表達(dá)能力，以治療失明、癱瘓等疾病。

在全世界眾多的腦機接口實驗室與創(chuàng)業(yè)公司中，Neuralink是最受矚目的一家。它不僅擁有世界先進(jìn)的腦機接口技術(shù)系統(tǒng)，而且具備商業(yè)化量產(chǎn)的潛力。再加上“鋼鐵俠”馬斯克是這家公司的老板，所以在公眾中有較大的影響力。

如果此次Neuralink的人腦試驗進(jìn)展順利，無疑將極大地提高腦機接口這項技術(shù)的影響力，并推動其常規(guī)化、商業(yè)化的進(jìn)程，甚至于，推動人類社會走向一個更為“科幻”的未來。

爭議下的人腦試驗

據(jù)Neuralink披露，此次人腦試驗主要是為了測試Neuralink的植入體及其手術(shù)機器人的安全性，同時，評估腦機接口的功能性，以及患者控制設(shè)備的能力。據(jù)悉，這種設(shè)備可以幫助視障者恢復(fù)視力，通過解碼大腦活動，幫助肢體殘障者實現(xiàn)移動與交流等功能。

具體到試驗對象，Neuralink尋找的試驗參與者，是因脊髓損傷或肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）導(dǎo)致四肢癱瘓、且傷后至少一年未見好轉(zhuǎn)的患者，要求年滿22歲，且有穩(wěn)定可靠的看護者。

這項試驗將耗時18個月，如果將后期的跟進(jìn)會診計算在內(nèi)，整個試驗過程將持續(xù)約6年。

Neuralink拿到這一試驗資格的過程并不容易：早在2019年，Neuralink就已經(jīng)向FDA遞交了進(jìn)行腦機接口人腦試驗的申請，但被拒絕；去年，Neuralink再度嘗試申請，也以失敗告終。

FDA拒絕Neuralink進(jìn)行人腦試驗的理由很充分，這項技術(shù)存在諸多安全隱患。FDA列出了包括鋰電池問題、發(fā)熱問題、移植產(chǎn)生的炎癥、設(shè)備移除如何不傷及腦組織等在內(nèi)的數(shù)十個問題，直到Neuralink拿出了解決方案之后，才最終批準(zhǔn)了其人腦試驗的請求。

也不怪FDA謹(jǐn)慎，僅在動物試驗階段，Neuralink就留下了不少聳人聽聞的“前科”。前兩年，Neuralink先后展示了植入了腦機接口設(shè)備的猴子，用意念玩電子乒乓球游戲和用意念打字的視頻，以證明其腦機接口技術(shù)的可行性與成熟度。

但很快，媒體就爆出了Neuralink猴子試驗殘忍的一面。在這些成功的猴子背后，有許多失敗品—有的猴子在植入設(shè)備后出現(xiàn)了出血性皮膚感染，還有的猴子出現(xiàn)了嘔吐、干嘔、喘氣甚至腦出血的癥狀，以至于Neuralink不得不對這些猴子執(zhí)行安樂死。

據(jù)報道，Neuralink先后在試驗過程中大概殺死了接近1500只動物，其中包括280只豬、羊以及猴子，雖然這是生物試驗不可避免的“殘忍的一面”，但僅是想象這些癥狀可能會發(fā)生在人身上，就足夠令人感到恐懼和猶疑。

Neuralink腦機接口安裝示意

植入了腦機接口設(shè)備的猴子，用意念玩電子乒乓球游戲

僅是想象這些癥狀可能會發(fā)生在人身上，就足夠令人感到恐懼和猶疑。

為什么期待Neuralink

此次Neuralink的人腦試驗之所以備受關(guān)注，除了馬斯克的“明星效應(yīng)”外，更有著技術(shù)與商業(yè)上的綜合考量。

為了實現(xiàn)計算機與大腦的交互，腦機接口設(shè)備必須采取措施對腦電信號進(jìn)行采集、分析。但是，在大腦產(chǎn)生的無數(shù)腦電信號中，其中只有一小部分與人類思維活動有關(guān)，更多的是無效的“噪音”。如何更精確地捕獲對于人類思維活動來說有用的信號，成為腦機接口設(shè)備要攻克的首要技術(shù)難題。

要實現(xiàn)這一點，目前有兩種不同的技術(shù)路線。第一種是侵入式，也就是采用手術(shù)方式將腦機接口設(shè)備植入到大腦皮層表面，“貼著”大腦進(jìn)行腦電信號的采集；另一種是非侵入式，僅在頭皮表面進(jìn)行腦信號采集，設(shè)備與大腦器官之間沒有直接的接觸。

侵入式的好處在于可以采集到豐富、準(zhǔn)確的腦電信號，缺點就是創(chuàng)傷大、風(fēng)險高。大腦是人體最重要的器官，脆弱、復(fù)雜，侵入式的腦機接口設(shè)備一旦出現(xiàn)些許問題，就有可能對大腦造成直接傷害，進(jìn)而對人體產(chǎn)生嚴(yán)重的損害。

非侵入式則完全相反，它的非創(chuàng)傷性保證了大腦的安全，但代價就是“隔著層紗”，采集到的腦電信號比較微弱，所以能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也比較局限。

可以說，越是深入大腦，腦機接口設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)的功能就越多，難度也越高，這是一個風(fēng)險與收益的權(quán)衡。

當(dāng)前比較成熟可控的腦機接口技術(shù)，大多都采取的非侵入式或半侵入式的路線。例如已在2021年就得到FDA臨床試驗許可的Synchron公司，采取的就是將電極放置在大腦血管內(nèi)部的半侵入式路線，這樣盡管比較安全，但是采集到的腦電信號比較有限，所以也只能實現(xiàn)簡單和初級的功能。

對于野心在于“定義未來人類是什么”的馬斯克與Neuralink來說，他們選擇的是功能性強、風(fēng)險高的侵入式技術(shù)路線。這是一個非常激進(jìn)、冒險的選擇。

在侵入式這條技術(shù)路線中，Neuralink也有技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢。在Neuralink之前，已有名為“猶他陣列”的植入電極得到過臨床試驗的批準(zhǔn)。但是，“猶他陣列”是一種硅基硬質(zhì)電極，通過96根鋼針記錄96個神經(jīng)元通道，不僅創(chuàng)傷較大，而且如果為了獲取更多的腦電信號，就要在大腦中植入更多的“猶他陣列”，這意味著更多的風(fēng)險和損傷。

相較之下，Neuralink開發(fā)出了獨特的“柔性電極系統(tǒng)”，創(chuàng)傷更小、排異反應(yīng)更低。更重要的是，Neuralink的柔性電極擁有1024個通道，可以采集到更為優(yōu)質(zhì)與豐富的腦電信號。

在Neuralink的披露中，下一代的柔性電極將有1.6萬個通道，這將使腦機接口有機會實現(xiàn)諸如幫助視障者恢復(fù)視力、肢殘者重拾運動機能等更為復(fù)雜的功能。

除了這些技術(shù)上的優(yōu)勢以外，Neuralink的產(chǎn)品已經(jīng)初具量產(chǎn)商品的形態(tài)。目前，Neuralink的腦機接口設(shè)備已經(jīng)迭代到僅有一塊Apple Watch大小，可以植入顱內(nèi)而對外貌沒有任何影響。

同時，Neuralink還配套開發(fā)出了被稱為“縫紉機”的腦機接口手術(shù)機器人，能在盡可能不損害腦組織的情況下，完成腦機接口設(shè)備的植入與取出。對于一款本質(zhì)上遵循“電子產(chǎn)品邏輯”的產(chǎn)品而言，它為后續(xù)消費者升級換代提供了技術(shù)上的安全保障。

可以說，Neuralink的種種努力，讓人們依稀見到了一個具備商業(yè)化潛質(zhì)的腦機接口行業(yè)的雛形，但這一切能否成真，關(guān)鍵就看Neuralink人腦試驗的成敗了。

禁忌與誘惑

大腦是人體最為復(fù)雜的器官，當(dāng)中有1000多億個神經(jīng)元形成的100多萬億個神經(jīng)元連接，其產(chǎn)生的復(fù)雜反應(yīng)和無窮變化，至今尚未被生物科技所充分探明。在科學(xué)之外，大腦還是一個帶有神秘學(xué)色彩的器官，它是人類智慧的“象征物”，是人類區(qū)別于其他動物的根本所在。

Neuralink腦機接口設(shè)備

Neuralink的種種努力，讓人們依稀見到了一個具備商業(yè)化潛質(zhì)的腦機接口行業(yè)的雛形。

腦機接口這項技術(shù)的誘惑力恰好在于此，它瞄準(zhǔn)大腦這個最復(fù)雜的器官，對人類思維和智慧進(jìn)行直接干涉。

如果它真的發(fā)展成熟，將突破人類自然軀體的限制，做到很多此前人類想象不到的事情。從最現(xiàn)實的醫(yī)療領(lǐng)域來看，它將有機會治療失明、癱瘓等此前醫(yī)學(xué)上束手無策的疾病。除了醫(yī)療領(lǐng)域之外，腦機接口也正在被研究如何應(yīng)用于軍事、工業(yè)、教育、娛樂等更廣泛的領(lǐng)域，例如腦控機器人、腦控藝術(shù)、腦控?zé)o人機等。

此外，腦機接口所建立起的計算機與大腦之間的聯(lián)系通路，更是讓人們見到了通過腦機接口技術(shù)增強大腦感知力、記憶力、學(xué)習(xí)能力的可能性，讓人變成“超人”。更甚之，原先出現(xiàn)在科幻故事中的意識上載、“賽博永生”好像也不是沒有可能。

而在“科技狂人”馬斯克的眼里，他對腦機接口也有著宏大且近乎科幻的期待。在他看來，治療失明、癱瘓等軀體疾病，只是腦機接口要實現(xiàn)的第一步—他創(chuàng)辦Neuralin的更終極的目標(biāo)在于，通過腦機接口設(shè)備將人類變成半機械人，進(jìn)化為一種“人機共生體”。它的意義不僅在于提高人類的潛能，更是為了抵御日益強大的人工智能帶來的文明風(fēng)險。

盡管腦機接口目前仍然存在著安全性、穩(wěn)定性乃至交互方式等諸多技術(shù)上的問題，但眼看著Neuralink已經(jīng)步入人腦試驗階段，腦機接口技術(shù)正逐漸從科幻走向現(xiàn)實，一系列倫理問題也愈發(fā)迫近：腦機接口催生出的“超人”是否會加劇社會不平等？通過腦機接口得到增強的人類，算得上是人嗎？人是否會喪失其本質(zhì)？

在技術(shù)發(fā)展的同時，我們也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，對這些問題的討論與回答，同樣也是腦機接口發(fā)展過程中不容忽視的組成部分。

責(zé)任編輯吳陽煜 wyy@nfcmag.com