腦機接口，對大家來說可能是一個既熟悉而又陌生的領域。

其實，它已經不止于“缸中之腦”的概念或科幻作品中的幻想，開始逐步走進現實。

在 8 月 3 日，埃隆?馬斯克（Elon Musk）攜腦機接口公司 Neuralink 高管和首位接受植入的患者 Nolan做客 Lex Fridman 的播客節目，討論了該公司腦機接口項目的最新進展。

下面，就來帶大家了解一下 Neuralink 和腦機接口技術。

01.

Neuralink，已成功兩例

今年 1 月，Neuralink 完成了首例人類患者 Nolan Arbaugh 的腦機接口植入手術。

在 8 月 3 日的播客節目中，馬斯克透露 Neuralink 已經成功將第二顆腦機接口芯片植入了一名人類患者體內。

預計 Neuralink 今年將為另外 8 名患者提供植入物，使該公司總共能夠完成 10 例腦機接口患者植入手術。

Neuralink 的首款產品名為 Telepathy，由植入硬件、手術機器人與軟件三大核心部分組成。

N1 植入體擁有1024 個電極，以略低于 20kHz 的采樣率采集 10bit 數據，并且內置定制的 ASIC 處理芯片，使用藍牙技術和外部設備進行連接。

無奈的是，植入體的大部分體積仍被電池所占據，為了解決無線充電的發熱問題，Neuralink 公司也下了不少功夫。

N1 implant 植入體

R1 手術機器人的針頭比頭發絲還要細。以首名患者 Nolan為例，其具體的植入過程耗時約 30 分鐘，手術總時長 3.5 個小時。

Neuralink 的軟件部分被稱作 B1，使用非常簡單的 ML 機器學習模型分析，可以識別上下左右、左鍵右鍵等簡單操作。

WebGrid操作演示

Nolan 腦內植入的電極中，目前只有 10-15% 工作，但卻已經在 16 英寸 MacBook Pro 上創下了最高 9.6BPS（每秒比特數）的世界紀錄。

當然，整個歷程也并不一帆風順。

手術后的幾周內，位于腦組織中的一些電極線開始從腦組織中回縮，導致腦機接口的整體性能下降。

而 Neuralink 最終通過修改算法，從而解決了這個問題。

于 8 月 21 日報道，Neuralink 二號患者 Alex 同樣狀態良好，使用腦機接口僅用了不到 5 分鐘時間就能成功操控光標。?

Alex 目前不僅可以使用 Fusion 360設計充電支架，甚至還能打 CS。

馬斯克本人對于腦機接口技術的發展相當樂觀，認為也許 5 年后就能達到每秒百萬比特，遠遠超過人類說話或寫字的能力。

目前，Neuralink 正在努力解碼多次單擊和多個同時移動意圖，以提供完整的鼠標和游戲手柄功能。

此外，這家公司還在開發算法來識別手寫意圖，以實現更快的文本輸入。

這些功能不僅有助于那些無法使用四肢的人恢復數字自主性，還可以幫助那些患有肌萎縮側索硬化癥（簡稱 ALS，又名漸凍癥）等神經系統疾病的人恢復交流能力。

02.

從造福患者，到提升能力

Neuralink 的首要目標仍是幫助神經系統損傷患者，其下一款產品將是面向失明群體開發的 Blindsight。

早期階段畫面仍為低分辨率的圖像，約 1 萬個電極將會提供大約 100 萬像素至 1000 萬像素的畫面效果，但假以時日會超過人類自身的視力水平。

馬斯克認為，當這項技術的提升足夠大、風險足夠低時，普通人也會考慮選擇 Neuralink 的腦機接口產品。

Neuralink 當前產品的目標已經不止于恢復原有的能力，而是提供超于常人 BPS（每秒比特數）水平的交流能力。

因為在反應時間上的絕對優勢，馬斯克認為后一兩年內 Neuralink 植入者便可以超越專業游戲玩家的水平。

對電腦和 AI 來說，我們每一次點擊操作的間?隔對電腦來說就像是無限久，馬斯克稱“就像在和一棵樹交流”，而未來腦機接口的發展還可以大大提升人類和 AI 之間的交流速度。

播客節目中，主持人 Lex Fridman 問在后幾十年內，是否會有成千上萬的人選擇 Neuralink 腦機接口。

馬斯克給出了肯定的答案，他相信當人們看到這些“超越人類”的能力、安全性以及上傳記憶的功能后，會選擇植入。

03.

腦機接口的發展

腦機接口其實已經不是新鮮事物，其最初的發展需要追溯到 100 年前，而其理論基礎則要追溯到 1780年 —— 意大利科學家伽伐尼在一次青蛙實驗中，偶然發現了生物電。

1929 年，德國科學家漢斯?伯杰利用連接在頭皮上的電極首次記錄了人腦的電活動。EEG 腦電圖技術使得非侵入式的腦機接口研究成為可能。

1939 年，多名科學家成功將微電極插入大腦皮層，并成功記錄下了電信號。

1952 年提出的霍奇金 - 赫胥黎模型解釋了動作電位的產生和傳播機理，而這奠定了電生理學的基礎。

這兩名科學家于 1963 年共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

1969 年，美國的埃伯哈德?費茨教授成功讓猴子學會用意念控制儀表指針，完成了成功首個閉環腦機接口實驗。

自此，關于腦機接口的相關實驗和工具得到了蓬勃發展。

1989 年，神經科學家阿波斯托洛斯?格奧戈普洛斯找到了獼猴的上肢運動的方向和運動皮層中單個神經元放電模式的關系。

這項發現使得我們分析“往左”、“往右”、“往上”、“往下”這些操作成為可能。

其實當前腦機接口電信號的工作頻率和聲波很接近，Neuralink 聯合創始人 DJ Seo 用一個比喻描述了侵入式與非侵入式腦機接口的區別：

如果把腦機接口比作在體育場外觀賽：侵入式就像是把麥克風放在體育場內，非侵入式像是把麥克風放置在體育場外。

與 Utah Array 相比，Neuralink 腦機接口已經減少了很多排異反應

兩種方式都可以大概獲知體育場內比賽的勝負情況，但是具體的比分、戰局等信息只有侵入式才能實現。

04.

腦機接口，國內也沒有落下

其實，除了 Neuralink，國內在腦機接口領域也有了不少進展。

今年 4 月，浙江大學腦機調控臨床轉化研究中心神經疾病分中心發布了關于腦控漢字書寫的最新研究成果。

志愿者想象正常的書寫過程，由運動區的神經元活動反映出來；

通過對運動區神經信號的解析，可以獲得志愿者所想象的書寫軌跡；

控制機械臂進行書寫，成功實現侵入式腦機接口控制機械臂書寫漢字。

曾經報道，8 月 3 日，復旦大學神經調控與腦機接口研究中心正式揭牌，旨在加速從機制探究、技術創新到臨床與產業轉化的步伐。

8 月 26 日，天津大學也宣布開設全國首個腦機接口專業方向，擁有200 余人的跨學科科研教學團隊。

意念操控這項“科幻”般的技術，我們已經邁出了第一步。相信腦機接口的發展之路上還有許多艱難險阻，等待著研究者們一個個攻破。

展望未來，距離《攻殼機動隊》和《賽博朋克 2077》一樣“賽博格”的時代還有多遠，我們每個人心中可能都有自己的答案。

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