馬斯克的猴都死了，腦機接口還搞不搞了？_風聞

最近，馬斯克旗下的腦機接口公司Neuralink被推上了輿論的風口。

一個醫學倫理組織致信美國證券交易委員會，指控Neuralink可能存在證券欺詐行為。

事情的原因聽上去很簡單：猴死了。

這家醫學組織説根據獸醫的記錄，Neuralink給猴植入腦機接口硬件的時候誘發了併發症，導致猴死亡。

馬斯克否認這一點，還説這些猴本來就身患絕症，所以才死的。

《連線》雜誌調查發現Neuralink有十幾只靈長類動物在實驗中遭受巨大痛苦，出現癱瘓、腦水腫等症狀，最後都被安樂死。

本來這件事聽起來也不是很大，但有一個背景讓人擔心：

他們可能馬上就要在人身上做這種腦機接口試驗了。今年5月，他們已經獲得了美國食藥監局（FDA）的批准，讓癱瘓人士用腦機接口操作計算機光標和鍵盤。

一般來説，這種實驗先找小白鼠做，沒問題了再找猴做，再沒問題才可以找人來做。

如果做到猴這一步就有問題，那人體實驗只會更令人擔憂。

長期研究腦機接口的南開大學教授段峯説，參與猴實驗的多數猴子都已死亡，馬斯克不應該着急做人體試驗，而是要再做一批猴實驗，猴子沒問題再轉到人身上。

目前尚不清楚這一事件對人體試驗進度會產生怎樣的影響。

 

相信很多人瞭解腦機接口這個行業，是因為馬斯克。

很多人以為一個行業最有名的企業，應該就是最厲害的企業。

在電動車和商業航天領域，特斯拉和SpaceX或許算得上領軍者。

但在腦機接口的技術領域，很多專家大拿是**“瞧不上”**Neuralink的。

01

         

2016年，在一次旅行途中，馬斯克用拇指在手機上打字，隨後就開始抱怨打字特別浪費時間。

從大腦發出信息到在設備上完成打字輸入，每秒的信息傳輸速度只有大約100比特。

馬斯克説：“想象一下，如果你能把思想融入機器，就彷彿在你的思想和機器之間建立了一種直截了當的高速連接。”

他問旁邊的人：“你能找一個神經領域的科學家來幫我增進對腦機接口的理解嗎？”

馬斯克意識到，人機界面發展到最終形態，一定不是現在的手機，而是一款能將計算機直連大腦的設備，比如在人的頭骨內放置芯片，可以將大腦信號發送給電腦並接收信號回傳，這樣可以讓信息往返的速度提高100萬倍。

馬斯克説：這樣就可以確保人類和機器協同工作。

為了實現這一目標，馬斯克在2016年成立了Neuralink，想把小型芯片植入人類大腦，讓人腦與電腦展開心智融合。

他計劃用Neuralink的大腦芯片幫助神經系統有問題的人，比如霍金那樣的“漸凍人”，也就是肌萎縮側索硬化（ALS）患者。

Neuralink芯片的底層技術不是什麼新鮮玩意，而是基於1992年猶他大學發明的“猶他陣列”，做成了一個鑲有100根針的微型芯片，可以被植入大腦。

猶他陣列是硬質電極，所以用着用着，膠質細胞就會包裹電極，電極慢慢就不導電了，另外硬質電機還可能刺激大腦發生局部炎症。

而馬斯克採用的是柔性電極，相當於在大腦裏插一根棉花，可以降低大腦的排異反應。

每根針檢測一個神經元的活動，通過電線將數據發送到一個盒子中，盒子被固定在人的頭骨上。

機器人會在人的頭骨上切開一個小孔，植入芯片，然後把電極線植入大腦。

2020年8月，馬斯克在一次公開演講中展示了這種設備的早期版本。

馬斯克舉起手中的芯片，只有0.25英寸。

它被放置在頭骨下方，可以無線傳輸數據。

他説：“我現在就可以植入腦機接口，還能不被你發覺，也許我已經這麼做了哦。”

但是這組產品經歷了一次痛苦的迭代。

因為工程師們一開始搞出來的版本，伸出來的電線太多，還外掛了一個路由器，而馬斯克堅持要打造一款簡潔的一體化產品。

於是老闆和員工們就槓上了。

大家説沒辦法啊，設備必須得往小了做。

馬斯克説：憑什麼？

大家説之前定要求的時候就這麼定的。

馬斯克開始教大家質疑這些“看起來有道理實際上禁不起琢磨”的要求，跟大家深入探討了關於芯片尺寸的基本科學原理：

人的頭骨是球形的，所以芯片能不能凸出一點？直徑能不能更大？

他們得出的結論是，人類頭骨容納更大的芯片是很容易實現的。

在準備好新設備後，他們就植入了實驗室的獼猴帕格體內，教它玩電子遊戲《乓》，還把視頻上傳到YouTube上，一年內播放量就達到了600萬次。

但是直到2021年底，他都對公司的進度非常不滿，認為只是博到了眼球和流量，他説：

“可能有一天，一個癱瘓的人能靠大腦在電腦上移動光標，看着倒是挺酷，尤其對霍金這樣的人來説。但這樣不夠啊，大部分人對此是無感的。”

“如果能讓坐在輪椅上的人重新走路，大家立馬就會明白Neuralink的重要性。這一定能直擊人心。”

馬斯克稱之為**“神蹟”。**

2022年11月，馬斯克公佈了Neuralink規劃的短期目標：

“第一個目標是恢復視力，即使是先天性失明，我們也相信可以讓他們見到光明。”

接下來，他談到癱瘓人士。“雖然聽起來很神奇，但我們相信，是有可能讓脊髓受損的人恢復全身運動功能的。”

         

馬斯克獲批的人體試驗，目前正在招募漸凍症患者，整個試驗為期6年，植入的部分名叫N1，64根線上分佈了**1024個電極，**每根線比頭髮絲還細。植入過程由機器人R1來完成。

他説：“想象一下，如果當年史蒂芬·霍金能用上這個……”

但必須要強調的是，在腦機接口領域，馬斯克算不上是先驅。

他所實踐的幾項技術，在業內都不是什麼新鮮的東西。

02

“馬斯克對神經科學和大腦是什麼完全一竅不通。****”

        

説這話的人叫尼科萊利斯，他是法國科學院院士、巴西科學院院士，也是美國現代應用性腦機接口技術最為重要的奠基人之一。

有人稱他為**“腦機接口之父”。**

尼科萊利斯的弟子馬克斯·霍達克就是Neuralink的聯合創始人、總裁（已離職）。

另外Neuralink的腦芯片，就是在參照尼科萊利斯的微線專利基礎上製造的。

在尼科萊利斯做過的實驗中，我們可以清晰地看到馬斯克只是在**“重走長征路”。**

尼科萊利斯他們做過這樣一個實驗：讓老鼠喝水。

一開始老鼠用前爪按槓桿，就能喝到管子裏滴下來的水。

然後給它植入腦機接口。這期間它用前爪，或者用腦機接口，都可以控制槓桿，喝到水。

第三階段，切斷槓桿連接，它沒法用前爪取水了。

結果老鼠竟然自己意識到，它們可以只通過大腦活動，想象前爪按壓槓桿的動作，就能喝到水。

6只實驗鼠中有4只成功做到了這一點。

更讓人驚奇的是，這個實驗發生在——1999年。

2002年，他們讓一隻猴玩遊戲，有點像馬斯克視頻裏的那隻猴。

這隻猴名叫奧羅拉，只要看到屏幕上閃過光線，它按光線的左右方向拉動操縱桿，它就算答對，就能喝到甘甜的果汁。

隨後操縱桿被撤走，奧羅拉很不適應，揮舞着手臂，想控制屏幕上的光標，卻發現是徒勞。

這時候，科學家已經發明瞭一種腦控機械臂，通過腦機接口，奧羅拉是可以控制它的。

就在它發現自己“無能為力”短短幾天後，它就開始把手揣在懷裏，氣定神閒地通過“思考”操縱起機械臂來，贏得遊戲，喝到果汁。

這説明它已經把機械臂當成自己的一部分了。

這意味着，讓殘疾人、癱瘓患者控制“義肢”來恢復運動功能，是存在可行性的。

請注意，這是2002年。

接下來，到了2008年，尼科萊利斯團隊又完成了一個驚人的實驗。

一隻叫艾多亞的猴子，在一個跑步機上訓練了兩個月，習慣了兩足行走，還能跟着跑步機一起改變速度。

通過腦機接口，這隻位於美國的猴子，它的大腦信號通過高速網絡傳輸給了日本的一台機器人，機器人有樣學樣地模仿它行走，日本的錄像實時回傳給艾多亞觀看。

接下來，科學家搞了個惡作劇，突然停掉了艾多亞腳下的跑步機。

所有科學家都不知道接下來會發生什麼。

艾多亞也停了，像個傻子一樣待在原地。

但它的腦子沒停！

通過繼續執行它大腦中發出的信號，日本的機器人繼續行走了整整3分鐘。

這是人類歷史上第一次把大腦信號用來控制機器人行走，也是人類歷史上第一次在這麼遠的距離實現大腦信號的高保真傳輸。

後來美國航空航天局，也就是NASA甚至考慮把這項技術納入火星探測計劃，降低運輸宇航員的高昂費用。

尼科萊利斯隨即宣佈：10年內，就有希望讓四肢癱瘓的人通過思維控制工具，重新行走起來。

而事實上他只用了6年。

2011年，尼科萊利斯受任為巴西總統建立一個提供科技發展戰略諮詢的“未來委員會”。

作為巴西人，他是個資深的足球迷。

他對羅塞夫總統提議：如果能在世界盃上來一次成果展示，還有什麼比這更震撼人心的呢？

18個月內，他集結了全球156為傑出科學家，開展“重新行走項目”。2014年，巴西世界盃開幕式上，一個癱瘓多年的青年平託穿着一件外骨骼戰甲，在腦機接口的幫助下，控制機械腿，開出了世界盃的第一球。

當平託發現足球接近腳的時候，想象着用腳去踢球，300毫秒以後，機械腳就會把球勾起、踢出。

這一年堪稱腦機接口進入公眾視野的元年。

不過這套重達27公斤的外骨骼戰甲也還只是一台原型機，距離大規模商用還存在很遠的距離。

但2016年，這個項目團隊又傳出了一個震撼世界的消息：

當年為了參加世界盃開幕式而進行訓練的被試者一共8位，其中7位通過使用這套腦機接口+外骨骼，重新恢復了一定程度的肌肉控制能力，得到了不同程度的康復。

有些人的相關肌肉已經10年沒有使用過，此時卻可以清晰地得到反饋。

甚至其中一名被試者已經能夠走出家門、開車，另一個人已經懷孕並生下了孩子。

通過使用腦機接口，這些完好無損卻常年保持靜默的脊神經得到了重新的激活。

而在此之前，從來沒有完全癱瘓的人多年後還能恢復這些功能的。

2021年，中國一個癱瘓了6年的女性也參加了“重新行走項目”，經過訓練恢復了相當程度的自主行走能力。

馬斯克夢想能為更多“霍金”們打造的裝備，尼科萊利斯早就實現了。

類似這樣的裝備，中國人也在做，但我們的長項與馬斯克和尼科萊利斯都不太一樣。

03

“Neuralink一直沒完全解決植入設備的安全問題。”

高小榕，清華大學醫學院生物醫學工程系教授，中國神經工程和腦機接口學科的主要創建者之一，已經從事腦機接口研究20多年，他的谷歌學術檢索引用次數超過1萬次。

         

1998年，當時個人電腦非常流行，他在清華的神經工程實驗室做腦電圖的研究，想解決殘疾人怎麼用個人電腦的問題，就開始設計眼睛和大腦協同的鼠標，後來還申請了專利。

那時候他甚至不知道自己研究的東西叫“腦機接口”，而是叫**“穩態視覺誘發電位響應”**，病人只需要用眼睛和腦電圖就可以操控鼠標。

後來他發現，做視覺腦機接口有一個好處，視覺很容易讓人專注，這樣響應的強度就會提高。

所以這樣無創檢測就很容易，就不需要做侵入式腦機接口，用非侵入式的就足夠了。

馬斯克搞的就是**侵入式，**需要把顱骨開個洞，上面這些黑絲就是植入的電機，紅色的是腦內的血管。

它能實現的功能和傳輸效率都超過非侵入式，因為理論上放置得離神經元越近，能獲得的信息清晰度就越高，但很顯然這樣存在安全風險和倫理要求。

想象的理想狀態

因為外物侵入以後，可能引發免疫反應，生成疤痕組織，導致電極信號質量衰減。

而非侵入式腦機接口，只用扣在腦袋上的穿戴設備對大腦信息進行記錄。好處是安全，不需要手術，壞處是顱骨很堅硬，屏蔽了很多神經元的信號，導致顱骨外腦電波信號只能攜帶很少的神經元信息，你想找出腦電波源自何處都很費勁。

事實上，國內目前發展水平比較好的、跟國外水平差距較小的也是非侵入式的腦機接口。

高小榕預測，不出5年，我們就可以看到利用耳機檢測腦電信號的腦機接口。

因為頭皮腦電設備需要抹導電膏，過幾個小時就幹了，設備也不便攜。

利用耳機，在耳側設置傳感器探測腦電，不會給皮膚施加任何刺激，是一種能融入大眾日常生活的應用場景。

但如果我們在非侵入式的道路上越走越遠，是不是意味着我們國內的腦機接口發展水平很快就會見頂呢？

並非如此。

高小榕説：“可以把侵入式和非侵入式的路徑比喻成爬珠峯，爬珠峯有兩條路線，**一個是南坡，一個是北坡，**這是兩個完全不同的技術路線，但這兩個都有各自的特點和特色。”

檢測大腦信號，就像聽禮堂裏面講話，侵入式是把麥克風放在禮堂內，而非侵入式是在禮堂周圍佈滿了麥克風。

但不是隻有這兩種方法。

現在行業內看好的還有第三條路，叫“微創無植入”，也叫**“半侵入式”。**

就是在牆上打一些洞，把麥克風裝在洞裏，我們也能聽到信息。

傳統的侵入式要面對的是腦組織非常柔軟，往裏面插電極，就像把一根針立在豆腐上，豆腐容易塌。

而半侵入式的電極停留在顱骨的位置，不接觸大腦皮質，比侵入式更安全，能降低人體產生免疫反應的機率，但比非侵入式更靠近大腦，獲得的信號強度介於前面兩種之間。

高小榕説：“在安裝過程中把禮堂改造了一下，改造為適合我們在外面聽音樂會的狀態，可以既不破壞大腦，又能得到大腦的信息，這是我覺得未來可能的一個發展方向。”

單個神經元活動的頻譜範圍是3~5000Hz（赫茲），而顱骨是一個完美的“低通濾波”，基本上大於40Hz的信號全都過濾掉了。

**怎麼把顱骨對腦電信號的影響減到更小，而不是讓更多電極深入到人腦當中，**這可能是中國科學家更願意率先去突破的一個技術方向。

中美之間之所以存在這種優勢技術路線上的差異，跟技術發展的歷史也有一定關係。

在美國，腦機接口發展前十年**8****0%****的投資來自軍方，**從軍事慢慢擴散到了民用領域；而在中國是反過來的，民用場景先一步謀求發展。

美國軍方尤為重視腦機接口的創新研究及其在軍事和醫療方面的應用，比如美國國防高級研究計劃局（DARPA）啓動“可靠神經接口技術”（RE-NET）、“革命性假肢”、“基於系統的神經技術新興療法”（SUBNETS）、“手部本體感受和觸感界面”（HAPTIX）、“下一代非手術神經技術”（N3）和“智能神經接口”（INI）等幾十個神經相關項目，探索神經控制和恢復、 腦機接口與外骨骼機器人、 無人機和無人車等設備的聯用等，研發治療和康復新途徑、 增強和開拓腦功能和人體效能、 拓展訓練方式和作戰環境。

他們甚至訓練過癱瘓病人駕駛F-35戰鬥機****。

而非侵入式腦機接口在在民用領域的消費場景更廣闊，消費級的應用包括睡眠監測、抑鬱情緒檢測、壓力情緒檢測，臨牀級應用包括認知障礙改善、兒童多動症改善、視聽感覺缺陷替代等等。

由於在非侵入式腦機接口，中國掌握了上下游全產業鏈的技術，包括芯片，電極等，美國發現在這個領域卡不住中國，中國該有的都有了，甚至有的還能領先。

但是在侵入式領域，中國還比較薄弱，跟美國有五六年的代差，也就沒有了管制的必要。

總體而言，這個行業正如馬斯克的感受那樣，作為一個科技產業，它的發展速度還不夠快。

人腦中一共860億個神經元，而現在我們能同時記錄的大腦神經元數量也就是1000這個量級。

集成電路行業的摩爾定律，晶體管數量是每18個月翻一番；

而腦機接口領域的摩爾定律，是每70個月才翻一番，進展比較緩慢。

其中一個原因是，做腦電極基本是按照醫療器械方式來做，而未來科學家希望能**用集成電路的方式來做腦機接口，**把速度提上來。

有人問腦機接口想要真正能夠改變世界，需要記錄多少個神經元，Neuralink團隊給出的答案是**“100萬”，還有3個數量級需要跨越。**

也許在一二十年後，當技術更成熟、更安全以後，腦機接口技術有希望為數百萬病患恢復他們不能聽、不能看、不能摸、不能抓、不能走、不能説的神經功能，我們期待着那一天的到來。