作者丨博雯
編輯丨海腰
圖源丨 Midjourney
1 月 30 日早上 6 點,馬斯克正式宣布,旗下腦機接口公司 Neuralink 完成了首例人類大腦植入手術," 志願者目前恢複良好 "。
而 3 月 21 日,這位志願者首次出現在了大衆眼前——
29 歲的阿爾博,高位癱瘓 8 年,在直播中卻可以在沒有任何設備和外部連線的情況下,直接移動電腦屏幕上的光标,下國際象棋,暫停正在播放的音樂,甚至自曝 " 熬夜玩了 8 個小時的《文明 6》",一直玩到早上六點。
" 心靈感應(Telepathy)——通過它,隻需思考就能控制計算機,玩電子遊戲。" 馬斯克在轉發這段直播時,自豪地介紹 Neuralink 的第一款産品。
這距 Neuralink 人體臨床研究的首批志願者招募開啓,剛剛過去 6 個月;距上一位測試者公開——一隻大腦植入芯片後可以用計算機玩彈球遊戲的猴子來說,過去了 3 年;而距 Neuralink 團隊在最初成立時宣告要将大腦與計算機全面連接,使大腦擁有一頂 " 巫師帽 ",已經過去了 8 年。
在這段時間裏,意念寫字、失語者 " 開口 "、通過大腦植入物治療抑郁症……腦機接口,這項遊走于虛拟與現實之間的技術,正越來越頻繁地出現在大衆的視野中。
手術第二天就出院
最受矚目的當然還是馬斯克的 Neuralink。21 日上傳的這條 9 分鍾出頭的直播視頻,到現在已有超過 2000 萬的查看,600 萬的播放。
視頻中的主角阿爾博全名 Nolan Arbaugh,今年 29 歲,在大約 8 年前的潛水事故中,他完全喪失了四肢運動能力,肩膀以下完全癱瘓。此後,他在日常行動和操作手機電腦等電子器件時,必須依靠親友的幫助,或者自己在嘴裏叼一個小棒。
他在今年 1 月接受了 Neuralink 的手術——全名是機器人精确植入腦機接口(PRIME)——切除了一部分頭骨,将 23mm x 8mm 大小且包含了 1024 個電極的圓盤狀植入物放入了大腦,然後在第二天順利出院。
随後,他就開始接受訓練。在 8 年的癱瘓生涯中,阿爾博無法在物理世界中移動他的四肢,但現在,他需要嘗試在腦海中 " 想象 " 着移動他的右手:向左、向右、向前,再返回。等熟悉了這種感覺,再盯着電子屏幕上的光标,去控制它的移動。
" 就像是對光标使用‘原力’一樣,隻要我盯着屏幕上的某個地方,就能把光标移到那裏去。" 阿爾博說。
在熟悉了通過 " 意念 " 或 " 思考 " 控制電子設備之後,阿爾博首先撿起了他非常喜歡的文明系列遊戲,在此之前,即使是有親友或其他器械輔助,他也得時不時地調整姿勢,轉移重心,而現在,他可以躺在床上随心所欲地玩《文明 6》,甚至可以一連玩 8 個小時——這甚至不是他的極限,因爲阿爾博抱怨說,當前最大的限制還是使用 8 個小時後,必須給腦内植入物充電。
而在聊到未來時,阿爾博笑着透漏了他今年萬聖節的計劃:他準備扮成 X 教授。因爲他認爲,自己與電影《X 戰警》中的這位角色一樣,同樣坐在輪椅上,也同樣擁有 " 心靈控制 " 一類的超能力!
" 我們遇到了一些問題,但我并不希望人們認爲那就是旅途的終點," 直播結尾,阿爾博對無數和自己處境相似的病友這樣說。
" 我也希望那些正在考慮申請的人能爲解決這一問題盡自己的一份力量……事實上,我當時參與其中的原因,隻是因爲我想成爲某件事的一部分——某件重要到足以改變世界的事。"
Neuralink 八年:從猴鼠豬到人
在公布上述最新進展時,馬斯克也透漏了 Neuralink 的下一個産品—— Blindsight,正如其名,同樣是通過腦機接口讓盲人恢複 " 視力 "。
無論是 Neuralink 首位人類志願者手術成功,還是未來的 Blindsight,都是讓人興奮的新進展,但除了馬斯克的轉發和直播中擔任提問者的 Neuralink 工程師之外,并沒有更多手術細節信息透露。
事實上,當前我們對于 Neuralink 以及其腦機接口項目的絕大多數認知,都仍來自于 2019 年發布的馬斯克一作的論文《An Integrated Brain-Machine Interface Platform With Thousands of Channels》。
這篇論文提出,當前腦機接口主要通過大腦植入物、覆蓋大腦表面的其他電子設備這兩類方式來建立連接通路,而 Neuralink 團隊選取了前者——一種完全植入式的無線腦機接口技術。
他們希望通過 Neuralink 腦機接口技術,能夠讓癱患患者實現思想控制外部設備,目前暫定鍵盤和光标。同時發明了兩款設備:植入物和手術機器人。
植入物是一個帶着 " 細線 " 的 23mm x 8mm 大小的硬币狀圓盤," 細線 " 本質上是具有生物相容性的薄膜材料制造的微小位移神經探針,共有 64 根,共包含 1024 個電極,用于實現信号的采集和放大。
而手術機器人則是 Neuralink 專爲植入柔性探針而開發的,這種機器人在其 400mm × 400mm × 150mm 的行程三軸平台上鑲嵌有一個植入頭,能夠自主避開血管并從分散的大腦區域穿透腦膜和腦組織,輸送植入物,每分鍾能植入 6 根 " 細線 "(探針)。
在 2023 年 5 月,公司宣布正式獲得 FDA(美國食品藥品監督管理局)批準,啓動首個人體臨床研究。2023 年 9 月,這項人體臨床研究的首批志願者招募正式開啓。根據官網信息,這項人體臨床研究項目總共持續約 6 年時間,主要面向因頸脊髓損傷或肌萎縮側索硬化症而導緻四肢癱瘓的患者。
除此之外,我們就隻知道 Neuralink 團隊自 2016 年成立以來,一直進行的是動物實驗:2019 年由馬斯克主持召開了 Neuralink 首個發布會,發布了那篇著名的論文,并成功将芯片植入活體小鼠腦中;2020 年,在活豬腦内植入芯片,通過腦内植入芯片實時傳輸腦電波數據,根據不同的峰值來分析小豬的腦部活動;2021 年,再次将芯片植入一隻猕猴腦中長達六周,使得猴子可以通過腦中芯片在計算機上玩彈球遊戲。
直到 2024 年的 3 月,首個人類志願者宣布手術成功。
對此,有海外醫學界人士表示,并未在美國臨床試驗注冊機構的官方網站 ClinicalTrials.gov 看到 Neuralink 實驗的信息。也有醫學救助領域的基金會呼籲 Neuralink 能夠通過嚴肅的科學報告公布更多的技術細節。
多家競速:最早始于 2001 年,國内已能 " 調節情緒 "
大衆很興奮,學界和行業卻較爲冷靜。
德克薩斯大學西南醫學中心神經外科系主任 Nader Pouratian 表示,幾十年來,腦機接口領域已經有了很多進展,比如在二維空間中控制光标——對于業内人士來說,隻要能獲得任何大腦信号,就能做到這點。
" 學術界和行業内對于技術的透明度,将是腦機接口進步的關鍵。"Pouratian 說。
事實上,Neuralink 光環之下,還有無數公司在朝着那個終局而競速。
比 Neuralink 晚一年成立的 Synchron,總部位于美國紐約,脫胎于墨爾本大學的一個實驗室。這家公司的主要研究方向爲神經恢複、神經調控和神經診斷。
2019 年,Synchron 在澳大利亞對四名漸凍症患者進行了實驗,術後患者可完成發送電子郵件或推文,也可以訪問網上銀行、完成遠程醫療訪問等操作。一年之内的觀察數據并未顯示有任何不良反應。
在 2023 年 7 月,Synchron 公司開發的用以植入大腦的傳感裝置 Stentrode 獲得 FDA 的批準,開始進行人體臨床試驗。該設備會插入人體頸靜脈以收集神經信号,然後用于控制計算機鼠标和鍵盤。這也是全球第一家獲得 FDA 批準對永久植入性設備進行人體臨床試驗的腦機接口公司。
【圖示】核心産品 Stentrode,直徑 8 毫米,長度 40 毫米,能夠攜帶 16 個電極
位于美國猶他州鹽湖城 Blackrock Neurotech,成立于 2008 年,其核心産品猶他陣列(一種硬質電極)已成功在靈長類動物體内進行了 10 多年的長期記錄,以及在人體内進行了 7 年的長期記錄。
截至目前,Blackrock Neurotech 已爲約 50 位人類志願者植入了這種電極,植入之後可以控制機器人手臂和輪椅,玩視頻遊戲,甚至會擁有觸覺。
而成立于 2001 年的 BrainGate 更是腦機接口領域的泰鬥公司,隸屬于塔夫茨大學 ( Tufts University ) ,目前已獲得 FDA 的腦機接口技術人體試驗研究設備豁免。
"BrainGate" 既是公司成立時對技術的最初構想,即 " 用電線将人腦和大型主機相連 ",也是其核心産品的名字:包括一個植入大腦的 100 個電極的微電極陣列,和另一個連接到假肢或存儲設備的外部解碼設備。
2021 年,團隊的 " 意念打字 " 研究還登上了 Nature 封面,号稱每分鍾寫 90 個字符,準确率高達 99.1%。
2023 年,BrainGate 發布了一份植入神經接口系統臨床試驗的安全記錄結果,其中詳細記載了團隊從 2004 年到 2021 年的 14 位接受實驗的志願者的情況。其裝置植入的平均持續時間爲 872 天,産生了 12203 天的安全試驗。有 68 例裝置相關不良事件,包括 6 例裝置相關嚴重不良事件。
而國内在腦機接口方面也有人體臨床試驗的成果。
2022 年,上海瑞金醫院針對身患難治性抑郁症長達 17 年的吳先生進行了治療,該項實驗全名是 " 腦機接口神經調控治療難治性抑郁症臨床試驗 ",會在腦中植入兩條電極,從頸部皮下引入到胸口處,再在胸腔植入一個腦起搏器,将兩個設備相連。
在醫生的幫助與調整下,患者可以找到一種适合自己的神經刺激模式,通過調整刺激參數的裝置來調節自己的情緒。
這一項目由瑞金醫院功能神經外科專家聯合上海精神衛生中心、中科院神經科學研究所、劍橋大學及神經調控器械研發公司共同推進,在 2020 年通過倫理審核,旨在通過腦機接口技術解決一些重大神經系統疾病和功能障礙的問題。目前,已有 23 名難治性抑郁症患者接受了這一手術,經過兩年多的治療,抑郁症狀的平均改善率超過 60%。
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