[No.H100]
7月18日消息,據(jù)外媒報道,美國科技大亨埃隆·馬斯克(Elon Musk)出資創(chuàng)辦的腦機接口初創(chuàng)企業(yè)Neuralink終于揭開了神秘面紗,日前展示了該公司過去兩年努力的成果。但是,盡管馬斯克承諾明年進行人體試驗,但在產(chǎn)生影響之前,這項技術(shù)還需要很長的路要走。
美國當?shù)貢r間周二,Neuralink向加州科學(xué)院(California Academy Of Sciences)提交了相關(guān)報告,描述了一種醫(yī)療設(shè)備,它能夠從連接到實驗室大鼠的1500個柔性電極上讀取信息,比目前嵌入人體的系統(tǒng)快15倍。公司的目標是最終將其植入癱瘓或其他病患身上,讓他們用大腦思維控制電腦。Neuralink有著雄心勃勃的計劃,最早明年就會開始人體試驗。
那么它到底是如何工作的呢?Neuralink表示,外科醫(yī)生必須在頭骨上鉆孔才能插入柔性電極。但在將來,他們希望使用激光頭骨上穿孔。Neuralink總裁馬克斯·霍達克(Max Hodak)解釋稱:“一個很大的瓶頸是機械鉆頭會耦合振動穿過頭骨,這令人感覺十分不舒服,而激光鉆頭可能讓你根本沒感覺。”這些所謂的“線程”植入物將比人類的頭發(fā)細得多,寬度約為4至6微米。
如果正常發(fā)揮功能,Neuralink的柔性線程可能比舊的技術(shù)有很大優(yōu)勢,因為它們不太可能損害大腦。美國賓夕法尼亞大學(xué)的計算神經(jīng)科學(xué)專家康拉德·科爾丁(Konrad Kording)說:“我們目前發(fā)現(xiàn)的是,如果我們將剛性電極植入大腦,幾個月后,像疤痕組織這樣的東西就會開始在它們周圍形成。而且隨著大腦的移動,電極的質(zhì)量會迅速下降。”
任何被植入大腦中的線程都需要能夠持久而穩(wěn)定地發(fā)揮作用�?茽柖⊙a充道:“如果我們把技術(shù)植入大腦中,那么它必須終生留在那里。我們不能在任意的時間間隔內(nèi)從大腦中取出東西,這樣做總會造成各種損害”。
科爾丁說,Neuralink始終在開發(fā)類似玻璃紙狀的柔性導(dǎo)電線,這是個在學(xué)術(shù)領(lǐng)域引起了很多興趣的概念。最近由名為BrainGate的國際財團測試的技術(shù),已經(jīng)允許人們只通過思維控制機器人手臂從罐里喝水并打字。但它依賴于具有多達128個電極通道的剛性針頭,這在長期內(nèi)可能會引發(fā)問題,因為大腦在移動,而針頭卻沒有。
科爾丁表示,Neuralink的聚合物可能會解決這個問題,但是神經(jīng)外科醫(yī)生仍然需要針狀的工具來插入軟線。該公司的輸入設(shè)備被稱為“縫紉機”。馬斯克的初創(chuàng)公司已經(jīng)獲得了1.49億美元的資金,并雇傭了90人的團隊。
Neuralink發(fā)布的技術(shù)白皮書顯示,該公司開發(fā)了“每分鐘能插入六根線(192個電極)的神經(jīng)外科機器人”。這個機器人看起來有點兒像顯微鏡和縫紉機的混合體,它會使用一根硬針插入線程,而且這樣做時會避開血管,從而降低引發(fā)大腦炎癥反應(yīng)的風(fēng)險。
然而,紐約范斯坦醫(yī)學(xué)研究所下屬生物電子醫(yī)學(xué)中心主任查德·布頓(Chad Bouton)表示,軟線穿透皮膚層仍有感染的風(fēng)險。布頓的團隊目前使用立體腦電圖(EEG)治療癱瘓患者。
雖然Neuralink可能已經(jīng)找到了制造和連接電極的方法,但是布頓表示,一個主要的挑戰(zhàn)將是從大腦中提取信息。Neuralink的微芯片,即N1傳感器,將被連接到頭骨中。它目前通過USB-C有線連接傳輸數(shù)據(jù),盡管該團隊正在研究無線選項。
布頓說:“在無線遙測方面已經(jīng)取得了一些進展,但是在不產(chǎn)生太多熱量的情況下為那些植入大腦的設(shè)備供電仍然存在挑戰(zhàn)。實現(xiàn)Neuralink努力爭取的帶寬仍然會帶來問題。帶寬越高,植入的電極越多,它們傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就越多,這就需要更高的功率。”
總體而言,使用靈活而柔軟的線程似乎是腦機接口領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢。然而,埃塞克斯大學(xué)人工智能行業(yè)研究員安娜·馬特蘭-費爾南德斯(Ana Matran-Fernandez)表示,馬斯克預(yù)計2020年在人體上試驗第一批植入物的計劃似乎過于樂觀。
美國食品和藥物管理局(FDA)的審批過程可能會很慢,通常需要幾次嘗試才能獲得批準。此外,在如此短的時間范圍內(nèi)招募人體測試對象可能會更加困難。
馬特蘭-費爾南德斯的團隊目前正在進行一個涉及經(jīng)橈骨截肢者的項目,他們花了一年多的時間才找到一位志愿者來嘗試其技術(shù),盡管比Neuralink的技術(shù)侵入性要小得多。她說:“如果你已經(jīng)開發(fā)出有用的東西,并設(shè)想許多被截肢者可能需要它們,然而你可能很難找到愿意嘗試這些新東西的人。”她認為,大腦完好無損的人更不可能冒險接受侵入性手術(shù)。
布頓補充說,患者可能愿意嘗試新技術(shù),但前提是它們能以最有效和最安全的方式進行。他表示:“這歸根結(jié)底是要確保這項技術(shù)是有效的,并將對他們的日常生活產(chǎn)生積極的影響。”布頓稱,腦機接口技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,例如恢復(fù)手的運動,應(yīng)該是最優(yōu)先考慮的問題之一。
今天,全世界大約有5000萬人患有某種類型的癱瘓,每年至少有25萬人遭受脊髓損傷。布頓說:“我很高興看到有公司愿意投資于腦機接口領(lǐng)域,因為它可以用于重要的(醫(yī)療)應(yīng)用。我認為,制定有具體目標的計劃可以加快該行業(yè)的發(fā)展。問題是你的目標是什么?如果沒有定義明確的端點,哪怕你向其中投入再多的錢,你仍然會發(fā)現(xiàn)自己陷入了不同的困局。”將重點放在特定的醫(yī)療應(yīng)用上將允許公司繼續(xù)向前努力,并確定引入這種新技術(shù)會帶來哪些未知的挑戰(zhàn)和風(fēng)險。
Neuralink的“縫紉機”究竟能做什么,目前尚不清楚。例如,帕金森病通常在大腦中心的少數(shù)部分(丘腦底核和丘腦),使用具有四到六個不同深度的剛性電極的刺激器來治療�?嘉拇勾髮W(xué)的控制論教授凱文·沃維克(Kevin Warwick)問道:“現(xiàn)在,當Neuralink談到自己的設(shè)備時,非常含糊。他們談?wù)摰?6個線程,你能把它們?nèi)客频侥莻區(qū)域嗎?”
沃維克指出,目前用于治療帕金森病的刺激器是有效的,不需要數(shù)千個連接。他說:“在某種程度上,我們擁有了近年來可以進一步發(fā)展的技術(shù),比如BrainGate。即使他們現(xiàn)在的線程有1000多個連接,他們有更多的靈活性,但他們依然需要做實驗。這就引發(fā)了更多問題,比如這些實驗將會帶來什么,以及Neuralink將如何使這項技術(shù)用于其他領(lǐng)域。”
沃維克問道,Neuralink似乎有合適的人員、必要的資源和技術(shù),但是“他們首先要做的事情是什么?”
盡管馬斯克關(guān)于讀心式電腦的設(shè)想可能還有很長的路要走,但要獲得FDA的支持,并在未來幾年開始在人體上進行試驗,就必須把重點放在這項技術(shù)的醫(yī)療用途上。馬斯克的團隊表示,他們將與斯坦福大學(xué)的杰米·亨德森(Jaimie Henderson)等神經(jīng)外科醫(yī)生合作,更積極地開發(fā)臨床設(shè)備。亨德森是癲癇治療方面的專家,也是Neuralink的顧問。
Neuralink目前的重點可能在于將能夠治療癱瘓或帕金森氏癥等疾病的醫(yī)療設(shè)備推向市場,但馬斯克似乎有更大的計劃。他去年曾在播客上說,終極技術(shù)將允許人類“有效地與AI融合”。
沃維克認為這個想法并非全是幻想。他說:“在這一點上,我百分之百支持他。這就是我們要走的路,這是令人難以置信、令人興奮的事情,畢竟升級人類的潛力是巨大的。但我要向他挑戰(zhàn),讓他自己真正嘗試一下。他總是夸夸其談卻不付諸行動,他自己從來沒有做任何實驗。”(騰訊科技審校/金鹿)
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