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當地時間 2 月 20 日,特斯拉 CEO、腦機接口公司 Neuralink 創始人埃隆 · 馬斯克表示,首例植入 Neuralink 大腦芯片的人類患者似乎已經完全康複,并且能夠用意念控制電腦鼠标。
馬斯克在社交媒體 X 上的 Spaces 會議中表示:" 進展良好,患者似乎已經完全康複,沒有出現我們所知的不良反應。患者隻需思考就可以在屏幕上移動鼠标……我們在嘗試盡可能多地通過思維來按(鼠标)按鈕,比如可以按左鍵、右鍵、上滑、下滑……我們隻用兩個按鈕就做到了。"
這例腦機接口手術完成于今年 1 月 29 日,當時馬斯克在社交平台 X 宣布,Neuralink 爲首個人類接入腦機接口,恢複良好。此消息在腦機接口業界引起熱潮,當天國内多個腦機接口概念股開盤活躍,部分漲停。
但 X 平台上有用戶表示,非侵入式腦機接口已經可以做到用意念控制鼠标了,不需要用 Neuralink 的侵入式、需開顱植入的腦機接口。而在 Neuralink 爲人類做手術之前,已經爲猴子做手術植入腦機接口,猴子可以用意念操控遊戲,但這隻實驗猴子在兩年後死亡。那麽,非侵入式腦機接口是否有風險?
開還是不開顱,這是個問題
腦機接口是機器與人體神經組織直接進行信息交互的技術,機器将外界的光信号、聲信号反饋給大腦,而大腦将自己的意圖通過神經電的方式直接傳給機器。
腦機接口可以分爲侵入式與非侵入式。侵入式需要在顱骨上開一個小孔,電極精準地與腦組織接觸,能精準地捕捉神經元産生的細胞外信号,主要用于高難醫療場景,但技術風險大,商業化更難。非侵入式則更溫和,不需要在顱骨開孔,而是通過腦電圖、核磁共振等方式獲取神經系統信息,技術風險低,但獲取的信号也更模糊。
目前,非侵入式腦機接口已經可以做到用意念控制鼠标、拼寫器、機械臂、無人機等。
在遊戲領域,非侵入式電極已經可以讓用戶通過意念操作動作。2022 年,稱爲 " 老頭環 " 的動作類遊戲《艾爾登法環》(Elden Ring)在全球賣出超過 2000 萬份。據極客公園報道,遊戲女主播 Perri Karyal 首次成功展示了她可以完全通過非侵入式腦機接口,在 Xbox 上遊玩《艾爾登法環》。
據報道,由于 Perri Karyal 使用的不是醫療級的腦電設備,它的輸出也相對有限,隻能夠識别推、拉、拿起、放下四個動作。從 Perri Karyal 的視頻中看出,在涉及複雜操作時,她仍需要使用操縱杆。除意念控制外,她也用眼部追蹤、表情識别等功能作爲輔助。
遊戲女主播 Perri Karyal 用非侵入式腦機接口玩《艾爾登法環》。圖片來源:Perri Karyal YouTube 頻道
非侵入式腦機接口的操作準确率是有待提升的。《生物醫學工程學雜志》論文研究表明,非侵入式腦機接口的準确率、信息傳輸率欠佳,輸出命令數量有限。其中一種叫 " 共享控制 " 的非侵入式控制機制,雖然可以實現機器人的精細控制,但在多任務中,會出現時敏性不足、信息過載等問題。
非侵入式腦機接口使用起來也更麻煩。由于非侵入式設備是通過貼着頭皮的電極記錄大腦的電信号,測量過程中會有很多噪音和誤差的幹擾,因此大部分非侵入式設備需要在電極上塗上導電膏,但是導電膏本身會弄髒頭發,每次佩戴設備之後都要洗頭。
實驗猴子的死亡,與未來更溫和的腦機接口
相比之下,侵入式腦機接口由于電極直接接觸人體的神經元,其反應和控制都更快速準确,但手術風險更大。
在爲人類植入腦機接口的手術之前,馬斯克的 Neuralink 公司早已用多隻猴子做侵入式腦機接口的實驗,部分猴子在手術後死亡。2021 年 4 月,Neuralink 發布了一段視頻,視頻中一隻猕猴在屏幕上移動光标,無需使用操縱杆,猴子可以僅用意念來玩電子乒乓球遊戲。但在 2022 年,這隻猴子死亡。
不隻這隻玩遊戲的猴子,據 Bloomberg 報道,至少有 12 隻實驗猴子在接受 Neuralink 的腦機接口手術後死亡。
巨大的争議爆發。據 Wired 報道,Neuralink 前員工和加州大學戴維斯分校靈長類動物中心研究員表示,Neuralink 的實驗動物遭受了可怕的痛苦并被安樂死。一隻猴子在接入腦機接口後在手術部位抓撓,排出血性分泌物,并猛拉連接器,導緻設備部分脫落,由于細菌感染而被安樂死。另外一隻猴子在植入手術幾天後,開始無緣無故地将頭壓在地闆上,這隻猴子生病死亡後屍檢報告顯示其大腦出血,植入物使其部分大腦皮層 " 局部破損 "。
Neuralink 回應稱,在早期試驗中使用了瀕臨死亡的猴子,猴子死亡與腦機接口手術沒有直接關系。馬斯克也否認猴子的死亡與 Neuralink 的腦機接口植入手術有關。
而今年 Neuralink 爲人類接入的腦機接口,采用了設備更小巧、創面更小的接入方式。Neuralink 沒有采用傳統的排布硬性電極的猶他陣列,二十采用了柔性電極,将圓形組件植入皮膚下的顱骨層,植入後從外觀看并不顯眼。柔性電極準确地與特定的神經元相接,能減少對腦組織的創傷,減少炎症和疤痕增生。
Neuralink 腦機接口結構圖。圖片來源:AI Evolution Youtube 頻道
在更溫和的腦機接口方面上,國内醫療研究團隊作出了一些突破。即 1 月 30 日,清華大學官網發布消息,該校醫學院腦機接口研究團隊與首都醫科大學宣武醫院聯合,于 2023 年 10 月 24 日成功進行了全球首例無線微創腦機接口臨床試驗,使得癱瘓患者可以自主喝水。據人民網财經報道,此次清華大學團隊采用的是半侵入式微創技術,将如硬币大小的電極手術植入顱骨和大腦皮層之間的腦膜上,距離神經元更近,但不直接接觸神經元細胞。其優勢在于沒有神經細胞損傷的風險,并且使用無線供電和通信,可獲得較高信号強度和分辨率,體内無需電池,從而降低了免疫反應和感染的風險。
接入式腦機接口的風險更大,在安全性上需要走過更遠的道路,但其潛力相比于非侵入式也更大。Neuralink 員工表示,接入式腦機接口有望在未來爲視網膜損傷或因眼睛受傷而失明的人提供視覺假體,相當于将相機直接插入大腦的視覺皮層,用成千上萬的電極來重建視覺圖像。
據報道,Neuralink 正在招募人體實驗項目的志願者,準備在 2024 年爲 11 人進行腦機接口手術,主要面向群體是因頸脊髓損傷或肌萎縮側索硬化症 ( ALS ) 導緻四肢癱瘓的患者。據馬斯克的傳記作者阿什莉 · 萬斯表示,已經有數千名潛在患者在排隊報名了。
據界面新聞 2 月 1 日報道,雖然 Neuralink 從未公開披露其估值,但根據私人股權交易信息,該公司估值已超 50 億美元(約合人民币 359 億元),是全球估值最高同時也是最受關注的腦機接口公司。據 Neuralink 估計,每次植入手術的費用約爲 10500 美元,包括檢查、零件和人工,并向保險公司收取約 40000 美元的費用。預計五年内,Neuralink 年收入将高達 1 億美元。