薦讀 | 盲人復明、癱瘓者站立：馬斯克腦機接口的野心_風聞

植入設備，還將面臨這4大問題。

來源：中國企業家雜誌

整理｜陳耕霖

頭圖來源｜視覺中國

文中圖片來源｜視頻截圖

馬斯克的腦機接口項目正在快速推進。

在12月1日的Neuralink“Show and Tell”活動現場，漆黑的展示屏上，正不斷顯示出向前滾動的綠色條碼，像極了《黑客帝國》電影中由“0”和“1”組成的矩陣。在畫面正中央正緩慢的閃出綠色的“歡迎來到展示和講述活動”（Welcome to show and tell）一行字。

這一幕極具賽博既視感的畫面是馬斯克的腦機接口技術的最新成果。“這不是在模仿《黑客帝國》的屏幕保護程序，而是真正的神經元發出的信號。”馬斯克強調。

“這是心靈感應打出來的字，是我們的猴子Sake用意念打出來的。”不過馬斯克表示，現在它還並不能使用鍵盤，而是通過把猴子的“意念”轉移到人為標示出的高亮按鍵上來生成文字，“我並不想誇大這件事，它現在還並不能真正拼寫，這是我們下一階段要做的事”。

Neuralink是一個由馬斯克和八名聯合創辦者成立的美國神經科技和腦機接口公司，負責研發植入式腦機界面技術。馬斯克曾表示公司的創辦受到了的艾恩·班克斯（Lain M. Banks）的科幻小説《文化》系列中“Neural Lace”這一科幻概念的影響。

“Neural Lace”是指放置在大腦上並與之接觸的小電子元件，能夠與我們的思想連接。這一項技術可以改善記憶力，甚至可以將記憶發送到遠程計算機來複製出數字記憶。

自從2017年成立以來，Neuralink並沒有僅僅停留在概念上，實質動作連連。尤其從2020年的最近三年開始，每一年都會展示一項最新成果，去年展示的是“猴子乒乓”。

2020年8月，Neuralink展示了一頭被植入Neuralink設備的豬，並且使用設備成功讀取豬大腦活動。2021年4月，Neuralink發佈了一段雄性獼猴Page的視頻，它使用“意念”在屏幕上移動光標來接住來回彈跳的球，且並沒有使用操縱桿。

而在這次會上，馬斯克除了展示猴子使用意念來“打字”外，還宣佈預計將在6個月內開展“無線大腦芯片”的人體臨牀試驗：“我們已經將大多數文書工作提交給了FDA（美國食品藥品監督管理局），我們先要盡一切可能、非常小心地來測試這些設備。”

在這次會上，馬斯克聲稱腦機接口技術可能是未來人們面對AI（人工智能）風險的重要工具。而現階段，Neuralink努力幫助腦損傷患者彌合計算機和人腦之間的差距，例如恢復視力和行動能力，這是可見的未來。

“讓人類參與到AI之中，這是一個非常困難的問題。但現在，我們有信心可以成功解決許多腦損傷問題，以及脊柱損傷的問題。”馬斯克表示。

以下是馬斯克和團隊其他成員發言，有刪減：

終極目標是應對AI

Neuralink的最終目標，是建立一個“全腦界面”，在未來，它能夠與你的整個大腦連接。而在短期內，它可以與你大腦的特定部分對接，並幫助那些生理功能喪失的人們。

我想先談點未來目標，聽起來會有點深奧，但它實際上是我的主要動機。我們該如何應對AI？如果我們擁有了超級數字智能，它將會比任何人類都聰明得多，我們怎樣才能減輕這種風險？

**我認為與AI共存的最大限制是帶寬，即你能多快地與計算機互動。**其實在某種程度上，我們都已是“半機器人”。你的手機和電腦，都是你自己的延伸。

如果你忘記帶手機了，你還是會去摸口袋，這就像“肢體缺失綜合症”。忘記帶手機，就像是缺少了一個肢體，你已經習慣於和它互動。

**那手機或筆記本電腦的限制是什麼？是你可以接收和發送數據的速率，特別是你可以發送信息的速度。**如果你與一個手機互動，它受限於你可以移動拇指的速度，或者你對着手機説話的速度。這是一個極低的數據速率，也許是10bit（比特）/s，樂觀點説有100bit/s。

但計算機能夠以每秒千兆位、萬兆位的速度通信。因此，我認為這是我們需要解決的基本限制，以緩解AI的長期風險。不過這是一個複雜的過程、一個非常困難的問題。

植入芯片與操作機器人

我們的設備叫N1植入體，和一個硬幣差不多大，在柔性薄膜上微加工而成。它有一千多個頻道，可以完全植入，它沒有電線，是無線的。手術後，植入物在皮下無法被看到。此外，它還有一個可以充電的電池進行無線充電。

你可以在家裏進行植入。為了安全植入我們的設備，我們製造了一個手術機器人，我們稱之為R1機器人。它能夠操縱這些只有幾個紅細胞寬度的微小線，將它們可靠地插入運動中的大腦，並同時避開血管系統。但對於人工操作來説這非常困難，難度類似於取下一根頭髮，將其粘在保鮮膜覆蓋的果凍上。

這就是它，我們的R1機器人。

從外面看，病人舒服地躺在病牀上。從裏面看，這就是我們所説的“目標定位視圖”，你們看到的這個粉色的圖片，代表我們想要插入電極的皮層表面。而黑色代表我們要避免的血管，我們打算對放置每個線程的位置進行數字標記。

使用這個機器人進行操作，整個過程需要64個線程，大約15分鐘。並且我們一直在努力攻克從原型到生產的這個過程，此產品是這個計劃的重要一部分。

在這個過程中，我們要做以下幾個事情：鑽開並切除顱骨，去除堅硬的腦膜外層，然後插入電極的細線，將植入物放入，縫合切口。就這樣，你的皮膚下面有了一個植入物。

我們之所以在這部分使用機器人而不是神經外科醫生，這是因為人力成本十分昂貴。培養一名神經外科醫生需要10年甚至更長時間，大約每一百萬人中有十個，他們很忙併且成本非常昂貴。

所以為了讓我們能夠負擔得起，並且手術操作更加便捷，我們首先需要弄清楚一個問題：神經外科醫生怎麼同時監督多個手術？而LASIK之前的激光眼科手術就是這樣，LASIK已經有30年的歷史了而且還在繼續發展。在一開始，激光機器人只做了它必須做的最基本的核心部分，其他部分由外科醫生完成。但在後來它取代了醫生的大部分工作。

我們所做的另外一件事就是完善我們的設備生產線。在奧斯汀的一家專門工廠進行大規模生產。**在這裏，我們的工程師既負責設計，又負責生產線上的操作，統籌操作和調試。這對於降低迭代週期時間非常重要。**對於N1和R1這個產品我們最初的目標是幫助癱瘓的人，例如完全性脊髓損傷患者通過使用設備重獲自由。在過去的一年時間裏，這一直是公司的核心重點。

恢復視力與運動能力

我們最早想在人體實現的兩個功能之一是恢復視力。

即便一個人從未有過視力，就算他生來就是盲人，但我們相信，仍然可以恢復視力，因為大腦皮層的視覺部分還在那裏。所以，即使他們以前從未看過東西，我們也有信心能讓他們看到。

我們通過向每個通道注入電流來刺激大腦中的神經活動。它可以讓我們繞過眼睛在大腦直接顯示畫面。我們的設備擁有大量的電極，對於成像而言，電極越多成像密度就越高。

人類的視覺皮層是深埋在大腦內側面的一個褶皺，叫做鈣質溝。你的視覺是由許多微小的接受點組成的馬賽克，每一個都屬於你視覺皮層的一個細胞。

在我們的實驗中，我們把設備插入到兩隻恆河猴的皮質中，來記錄它們的視覺活動。我們訓練猴子把視線集中在一個點上，並且獎勵它們做出規定的視線移動。隨着猴子逐漸熟練，我們通過電極刺激猴子的大腦，在頭腦中生成類似的點，並且觀察猴子實際做出的反應。

而這樣的一個點，其實就是一個像素。而我們不斷放大，產生更多的像素讓它們覆蓋整個視野，就產生了我們的“視覺假肢”效果，可以不用眼睛來感知到圖像。

另外我們有信心的是，可以成功解決許多腦損傷問題，以及脊柱損傷的問題。

這裏的猴子是“Sake”，它在鍵盤上打字，這是“心靈感應式”的打字。所以它並未實際使用鍵盤，它在用意念，將光標移到高亮顯示的鍵上。

這一拼寫的技術，可以運用在人的身上，比如四肢癱瘓，或上肢癱瘓的人。即便我們還不能做出脊髓信號裝置，但現在他們可以移動鼠標光標，而且我們有信心，癱瘓的人雖然沒有與世界溝通的其他接口，但他們會比雙手健全的人，能夠更好地控制手機。

對此我們正在為大腦設計專門的鼠標和鍵盤接口，而這將比在物理鍵盤上打字要快得多，也容易得多。例如斯坦福大學的一個研究小組想從書寫字母的人的大腦活動中解碼這些字母，使用這種方法他們能夠加快打字速度，我們也開始了這個項目。

而讀取來自運動皮層的信號將會比這更進一步。如果有人頸椎受損，然後將這些信號，橋接到位於脊髓的Neuralink設備上。我們確信，這將可以啓用全身功能。所以儘管聽起來很神奇，但我們有信心，因脊髓受損而癱瘓的人，可以恢復全身運動機能。

當你觸碰一個物體時，你的感覺沿着脊髓向上進入大腦。但受傷時，這個聯繫被切斷了。如果我們能把電極植入脊髓，我們可以刺激這些神經元，從而激活它們進行肌肉收縮和運動。

這是一隻在跑步機上行走的豬，脊髓裏也有一個植入體。我們可以通過這個設備傳輸神經數據，用這些設備來做實時的解碼運動。這個是豬的髖關節，正在按照時間的序列移動。通過刺激關節和神經，可以產生不同的動作，我們可以記錄這些運動的強度、力量和特殊性。通過解析這些記錄，我們就能通過植入的N1芯片模擬大腦的信號，刺激身體的肌肉做出反應。

另外，你的觸感將解碼為真實的峯值，併發送到大腦中的N1設備中。刺激大腦的對應部分會引起知覺、觸覺和本體感覺。而當我們閉合了這個循環，這兩個循環放在一起，我們就能模擬身體移動的全過程。

植入設備面臨的問題

第一，我認為植入設備的“隱匿性”很重要。

例如猴子意念玩“乒乓”遊戲中的Page，它植入了Neuralink設備，但你看不到這個神經植入物。我們已經將神經植入物小型化了，它與被切除的頭骨厚度是一致的。它類似於蘋果或Fitbit的智能手錶，用智能手錶取代了一塊頭骨。

第二，設備的可升級性也很重要。

我們的第一個投產的設備會類似iPhone1。但是現在蘋果已經推出iPhone14了，你肯定不願意腦子裏安裝的還是最初代的iPhone1，所以設備將具備完全可升級性和可逆性。你可以去掉設備，換成最新版，當因故停止工作時也可以替換修理，這是對Neuralink設備的基本要求。

現在Page和Sake，都升級到了我們最新版的植入設備。Page先植入了第一版設備，後來又升級到最新版了。這是一個非常好的跡象，它可以持續很久，並且沒有觀察到不良影響。

第三，充電是個問題。

我們完全可植入的N1設備，依靠電池持續運轉。當電池快沒電時，充電是通過無線電源傳輸來實現的。然而與許多消費電子設備不同的是，為一個完全可植入的設備充電十分困難。

尤其安全問題，大腦組織植入物的外表面不能升高超過2度。為了實現這些目標，我們的充電系統經過了幾次工程設計。在2020年8月我們的演示豬被植入了第一代充電器，一個包括遠程線圈和電池底座的電池包。如今這個技術有了進一步的提升。

現在我們來看看Page是怎麼給它的植入物充電的，右邊我們正在接收來自Page N1的實時診斷數據。當它爬起來坐下的時候，你可以看到充電器自動檢測它的存在。並且在0到1的刻度上調節功率輸出和電流大小。團隊目前正在進行開發第三代充電器，努力減少控制延遲和改善熱調節。

第四，原型的誕生很容易，但生產是困難的。

**我常説，要把一個原型，變成安全、可靠的設備，有100到1000倍的難度。**在各種情況下能工作、價格合理、依靠規模降低價格等等。有句老話説，1%的靈感加99%的汗水，但我認為，可能是有99.9%的汗水才行。有一個説起來容易，做起來難的最好例子：載人登月。去月球的想法很容易，但上月球很難。

我們一直在努力，準備進行首次人類測試，顯然，在把設備植入人體之前，我們要非常小心，確定一切良好，我們已經將多數材料提交給了FDA。我想可能在6個月左右，可以在人體上進行首次Neuralink測試。

但正如我所説的，我們先要盡一切可能來測試這些設備，別説人體了，在動物實驗前也要先做好準備。我們有一個假大腦模擬器，有點類似橡膠，也有紋路，用它模擬大腦，在我們想到將設備植入動物之前，就要先做所有嚴格的測試。