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刚刚,马斯克与三只小猪发布最新脑机接口设备,1小时植入、可无线充电、手机连接,“人类-AI”融合共生更近一步

作者: 学术头条

时间: 2020-08-29 13:49

Neuralink最新脑机设备来了

北京时间 8 月 29 日,大名鼎鼎的 “现实版钢铁侠”、SpaceX 和特斯拉等公司的创始人埃隆・马斯克(Elon Musk),为自己旗下的脑机接口公司 Neuralink 举行发布会,向公众展示公开了可实际运作的 Neuralink 设备和自动植入手术设备。

一上来,马斯克就先迟到了半个小时。。。

Neuralink最新脑机设备来了

脑机接口设备能够解决的健康问题

你可以在一个小时内通过外科手术机器人安装一个Neuralink设备

写入大脑信号

关于Neuralink的一些细节

感应充电

三只小猪登场:这只猪被植入了 Neuralink ,然后将其移除,以展示其可升级性

三只小猪登场:这只猪植入了一个 Neuralink,并现场展示了读取大脑信号

Neuralink植入物可以追踪各种大脑活动

三只小猪登场:这只猪的脑袋上有两个 Neuralink

今年7月,Neuralink已经从FDA获得了一项突破性的神经连接技术

马斯克还在现场发布了一个Neuralink招募广告,你心动了吗?

超前的 Neuralink 公司

脑机接口(brain-computer interface)是指创建在人类或动物脑与外部设备间的直接连接通路。被脑机接口串联的人脑能够与外部设备之间互相传送信号,交换信息。

可以预料,当这一技术发展到一定程度,人们就能够通过 “外挂” 外部设备的方式,来提高生物体脑部的运算能力。

由马斯克和其他八名创办者联合创办的 Neuralink 公司,总部位于旧金山,一直与加州大学戴维斯分校(UC Davis)合作开展研究,并负责研发植入式脑机接口技术。

而且 Neuralink 想做的,就是研发出一个足够强大的脑机接口,治愈人类的脑部疾病,并赋予人脑更强大的功能。

为了更好地完成自己的目标,Neuralink 的团队吸纳了多名业界知名科学家 —— 比如加州大学旧金山分校生理学教授菲利普・萨佩斯(Philip Sabes),波士顿大学生物学教授蒂莫西・加德纳(Timothy Gardner)等。他们的经验和研究成果对于 Neuralink 无疑有重要意义。

早在 2016 年,马斯克就曾经和大众探讨过一个科幻小说概念 “neural lace”,即人脑与机器交互;2017 年 4 月,网站 Wait But Why 撰文报道了关于 Neuralink 希望在短期内研发治疗严重脑部疾病的设备的计划。

2019 年 7 月,马斯克声称将使用一个外科机器人把薄纱细线植入人的大脑,且与外部计算机处理单元相连,希望最终能将两种无线设备连接起来,以获得最大的自由度和灵活性。

当时 Neuralink 表示公司已在老鼠和猿的身上进行成功的技术测试,并将从 2020 年开始人体临床试验。

事实上,Neuralink 的脑机接口技术通过在大脑中钻小孔和插入避免血管的线状电极来工作,这正如特斯拉推进 5 级完全自主驾驶一样,超前的技术如何落地,将取决于监管部门的批准,而脑机接口技术相关设备获得美国食品和药物管理局的批准,将 “相当困难”。

脑机接口的科幻与现实

或许你未曾关注,但能够与我们的头脑直接或者间接相连的外部设备,其实早已存在。最为人所知的例子就是脑电图(EEG)了。这一仪器在头皮处感受人类脑部活动产生的生物电,并放大成可供分辨的脑电信号。

某种意义上来讲,当你在接受脑电图检测时,你的脑就已经与这台庞大的机器相连在一起了。所以广义上讲,这也是一种 “脑机接口”。

脑部是人类的神经中枢,作为人体最重要的器官之一,它承担着维系人类生存的基本任务。与此同时,几乎所有的高级神经活动都在脑部完成。如果将人体视为一台电脑,那么大脑就是这台 “人类 PC” 的运算核心。普通的电脑可以通过外接硬盘、外接显卡、外接内存等方法提高性能,而有科学家认为,这样的 “改良” 同样可以适用于人脑。

这种观点的产生,最终形成了研发脑机接口的动力。

目前,人们依据脑机接口与大脑的联系紧密程度,将脑机接口分为三类:

侵入式脑机接口:

当你选择这样的脑机接口,那么你就要面对机器直接插入大脑灰质的命运。这类脑机接口能够获得高质量的神经信号,但与此同时也带来严重的免疫排斥。

目前,这种设备主要被用作治疗使用。科学家利用侵入式脑机接口重建病人的特殊感觉,恢复瘫痪病人的运动功能。

历史上主要的成功案例来自一名叫做威廉・多贝尔(William Dobelle)的科学家。1978 年,多贝尔在一名盲人的脑内植入了 68 个电极组成的阵列,这一尝试使得盲人产生了光幻视(又称眼内闪光,是视网膜受到刺激时产生的感觉)。在随后的调试中,接受这种治疗的盲人能够在有限的视野内看到低分辨率、低刷新率的点阵图像。

2002 年,接受新一代系统治疗的患者恢复了更多的视力,甚至可以在研究中心附近驾车慢速前行。同一阶段,在恢复运动功能方面,脑机接口研究也取得了显著的进展。

双目失明的延斯(Jens Naumann)在仿生眼的帮助下恢复了一定程度的视力。这样的系统用眼镜上的摄像头、腰间的电脑处理器和植入脑部的微电极阵列三部分组成。

部分侵入式脑机接口:

即那些植入颅腔但位于灰质之外的脑机接口。这其中最典型的例子是 “皮层脑电图”(ECoG),是将与常规脑电图相似的电极直接植入大脑皮层。

华盛顿大学的科学家曾利用这个技术让一名少年病人能够只靠脑电玩《太空侵略者》(也就是我们熟悉的 “小蜜蜂” 类游戏)。但研究者同时指出,利用基于皮层的脑电图实现超过一维的运动很困难。

非侵入式脑机接口:

顾名思义,这是指那些不需植入脑部即可发挥作用的脑机接口。脑电图就是其中最典型的应用。除此之外,脑磁图(MEG)和功能性核磁共振成像(fMRI)都是非侵入式脑机接口的例子。

目前,非侵入式脑机接口主要内容收集人类脑部活动数据进行研究,反向利用这些脑机接口作用于人脑进行治疗目的的尝试不多。

德国图宾根大学的科学家在 1990 年代曾利用脑电图对瘫痪患者进行治疗,但受限于脑电图易受噪音干扰以及难于学习的特性,这一技术最终并未在治疗领域走得更远。

尽管 Neuralink 目标远大,背后又有大名鼎鼎的创始人,但他们并非这一领域的先行者 —— 至少,它不是最早踏入这一领域的公司。早在 Neuralink 成立很多年以前,许多公司就已经踏入了脑机接口的研究和应用领域了。

脑机接口技术的主要挑战

几十年前,电话、汽车,以及月球着陆对人们来说似乎是无法克服的技术挑战。就像现在人们期望中的脑机接口技术一样。

脑机接口技术仍然面临很多问题,但这些问题一旦得以解决 —— 我们将会拥有一种有高带宽、持久、双向通信、且兼备生物相容性和无创植入的完美设备。

以 Neuralink 的脑机接口技术为例,当前面临的主要障碍包括:

带宽:

手机打字时,人们将移动拇指,进行着人机的缓慢沟通。同理,如果带宽很低,那么你与 AI 的集成将非常薄弱。和 AI 的沟通速度越快,你整合的信息越多;沟通速度越慢,整合的越少。

植入:

只要开颅手术是脑机接口技术的前提,那么这项技术推广的难度就会一直存在,这也是 Neuralin 关注的重点。侵入性脑外科手术不仅会引起安全问题,而且成本高昂、供应有限。完成该过程的机器需要有像激光准分子手术(Lasik)这样的自动化过程。

其他障碍:

如今接受 BCI 技术的患者头部有一根电线,而 Neuralink 计划将来的产品利用无线设备工作。这也带来了许多新挑战 —— 比如植入物必须自行处理诸如信号放大、模数转换和数据压缩等。

另一个大问题——生物相容性。未来的大脑接口需要永远存在且不出现任何问题,这意味着该设备需要是密封和坚固的,而且能承受周围神经元的渗出和移动达数十年之久。同时,大脑还需要认为该设备正常大脑的一部分。

接着是空间问题。已经在为 1000 亿个神经元腾出空间的头骨需要给有一百万个神经元接口的设备找到放置的确切位置。如今的多电极阵列,一百万个电极将达到棒球的大小。因此,体积的缩小化也需要提上日程。

最后一个问题:当今的电极大多针对简单的电记录或简单的电刺激进行了优化,如果我们想要拥有真正的脑机接口,还需要既可以记录和刺激,也可以在化学上和机械上与神经元相互作用的物质。

不过针对这个问题,不久前特拉华大学的一组研究人员已经开发了一种新的、生物相容的电子植入物聚合物涂层,经过测试,研究人员已经证明这种聚合物具有连接硬件和人体组织所必需的性能(详见:赛博格时代已开启,新突破使人类和AI融合成为可能)。

未来已来,我们生逢其时

从致力于移民火星而创办民营火箭公司 SpaceX、到为加速全球向可持续能源转变而疯狂成长的特斯拉、再到要将人工智能与人脑融合的 Neuralink,狂人马斯克究竟要干什么?

这样的问题,除了马斯克自己之外,恐怕没有人知道正确的答案。但一个广泛流传的说法是,这名硅谷巨人希望通过这种方式来对抗越来越强大的人工智能。

在过去的三年中,马斯克多次表达自己对人工智能发展过快的担忧。他的担忧不仅仅写在他接受的或大或小的采访里,也表现在自己的实际行动中。

在 DeepMind 造出围棋打遍天下无敌手的 AlphaGo 之前,马斯克就已经是 DeepMind 的投资人了。但他表示,自己的这笔投资并非为了财富回报,而是为了提醒自己时刻警惕人工智能的发展。

他对人工智能的恐惧也使得他与谷歌联合创始人拉里・佩奇(Larry Page)的关系产生了裂痕。在他眼中,这家不停创新的公司,最可能创造出人们意想不到的 “邪恶之物”,使得 AI 最终失控。

人们猜测,正是由于对 AI 所持的态度,最终促使埃隆・马斯克走入脑机接口这一领域。在许多科技公司正醉心于创造出不可战胜的 AI 时,他准备通过另一个技术让人类具备对抗 AI 的能力。

在特斯拉横空出世之前,没有人认为电动汽车将会成功进入市场。在 SpaceX 崛起之前,人们更不认为低成本火箭能成大器。这一次,马斯克还会再一次证明自己吗?面对未来关于伦理的争议,Neuralink 还能站得住脚吗?没有人知道。真实情况是怎样的,也无人知晓。

当然,硅谷也有评论认为,马斯克的动机远不如自己声称的那么伟大 —— 防备 AI 威胁也好,帮助人类也罢,都是为了将自己和公司粉饰成 “正义” 的一方,以获取更大利润。

但我们无法否认:埃隆・马斯克是一个离经叛道的天才,他选择了一条人迹罕至的道路,也没人知道终点会是什么样。

我们生逢其时 —— 可以做一个普通观众,默默关注着这部科幻大片的最新预告;也可以选择跟马斯克一样,竭尽所能地帮助电影取得圆满结局。

但无论是哪种方式,都注定这会是一个不同的时代。

资料来源:

https://www.neuralink.com/

https://twitter.com/elonmusk

https://twitter.com/neuralink

https://www.cnet.com/how-to/elon-musks-neuralink-update-how-to-watch-start-time-working-device-demo/

https://www.zdnet.com/article/elon-musk-update-to-neuralink-computer-brain-tech-is-coming-soon/

https://www.msn.com/en-us/news/technology/elon-musk-sets-update-on-brain-computer-interface-company-neuralink-for-august-28/ar-BB16x6hp

https://waitbutwhy.com/2017/04/neuralink.html

https://futurism.com/the-byte/elon-musk-neuralink-stream-music-brians

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