馬斯克要「人腦與電腦共生」，專家：想法不錯難度不小

科技日報記者 劉園園

「科學狂人」埃隆·馬斯克總是能冷不丁地搞個大新聞。

北京時間7月17日，馬斯克創立的Neuralink公司在美國舊金山發布了一款腦機介面系統。在馬斯克的光環加持下，這款充滿黑科技味道的設備，立馬引發人們對科幻場景的脫韁想像：黑客帝國要來了？還是阿麗塔要成真了？

別激動，真實情況是，腦機介面技術大多仍處於實驗研究階段。馬斯克發布的腦機介面系統離真正落地，尤其是臨床應用，還有一段距離，距離實現黑客帝國和阿麗塔也很遙遠。

在大腦中植入幾千個電極

先來看看Neuralink公司發布的腦機介面系統是怎麼回事。

簡單來說，這款系統就是用長得像縫紉機一樣的機器人，向大腦中植入超細柔性電極來監測神經元活動。整個系統包含3000多個電極，它們與比頭髮絲還細的柔性細絲相連。

「縫紉機」機器人可在神經外科醫生的指導之下進行植入操作。Neuralink公司表示，這種系統可以一次性記錄1500個大腦神經元的數據。

據外媒報道，「縫紉機」機器人已在19個動物中植入電極，87%是成功的。馬斯克還透露，該系統已經在猴子身上進行測試，實現用猴子大腦控制電腦。

發布會同期公布了一份介紹該腦機介面系統的論文，由馬斯克和Neuralink聯合署名，不過據報道這篇論文並未經過同行評議。與此同時，Neuralink在發布會現場並未展示具體的大腦神經元數據。

這家公司的計劃是，假如能獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）批准，它將在2020年第二季度進行人體試驗。屆時將在人類志願者的頭部鑽4個直徑8毫米的洞，將細絲植入大腦，它們會把神經元信息傳輸給位於耳朵後面的裝置中，再把信息傳輸給電腦。

硬體平台確實可圈可點

其實，Neuralink公司公布的腦機介面技術，國內外都有不少團隊在研發。

「腦機介面是讓大腦和機器直接溝通的一種系統，它可以讓人腦與機器互聯，人機之間的信息傳遞或通訊控制會變得更加方便。」中科院半導體研究所研究員王毅軍接受科技日報記者採訪時說。

在王毅軍看來，此次公布的腦機介面系統，更加強調的是硬體平台。王毅軍介紹，此前我們看到的讓殘障人士利用腦機介面設備來控制機械臂的人體試驗，大多使用的是美國布朗大學研發的BrainGate系統。

「Neuralink公布的腦機介面系統，與BrainGate相比，在通道數量和創傷程度兩方面有較大改進。」王毅軍說，所謂通道數量就是對神經元信息的採集點，Neuralink採用柔性細絲的方式實現幾千個通道，而BrainGate採用的電極陣列則一般只有幾十到上百個通道。

王毅軍認為，從電極、電極植入、信號採集以及整個系統集成來看，Neuralink的腦機介面系統「對腦機介面硬體平台是比較大的突破」。

不過也有不同觀點。賓夕法尼亞大學神經科學系科丁實驗室社交媒體賬號評價說：「沒有什麼革命性進展，只是包含了一系列非常有創意的想法。」

「Neuralink腦機介面系統的主要進步，一方面是設計了柔性的高密度電極，另一方面是設計了植入電極的機器人設備。」博睿康科技有限公司（Neuracle）是國內一家實現腦機介面自主產業化的公司，該公司總經理黃肖山在接受科技日報記者採訪時說，至於Neuralink在發布會上展示的進行神經信號採集的晶元，從參數對比來看，與業界其他腦機介面晶元並沒有顯著優勢。

瞄準「終極目標」的設計方案

黃肖山在接受科技日報記者採訪時，用「極具挑戰」來形容馬斯克公布的腦機介面方案。

「這個方案就像馬斯克提出的把人送上火星一樣，是瞄準一個終極目標來設計的。」 黃肖山說，這個終極的目標就是，通過在大腦中植入成千上萬的電極，精準監測大腦單個神經元活動，最終破解大腦的神經機制。

Neuralink公司表示，這款腦機介面系統可以用來進行閉環神經調控，也就是既可以進行神經信號調控，也可以進行腦電刺激，從而用來診療癲癇、抑鬱症、帕金森綜合征、老年痴呆症等一系列神經系統疾病。

「但是，這種設計路徑對於解決特定的神經系統疾病是不是必要還有待探討，然而對於最終破解大腦神經機制卻是必要的，所以它目前看來並非完全按照解決神經系統疾病的需求設計的。」 黃肖山告訴科技日報記者，該方案的好處是，可以把各種各樣的相關技術進行很好的集成，快速推進大腦神經機制的破解。

王毅軍也認為，目前來看Neuralink公司的腦機介面系統更像一套通用的平台工具，既可以用來診療神經系統疾病，也可以用來實現通訊控制，又可以用來進行神經科學研究。可以根據具體用途來確定電極該植入大腦的哪個區域。

2020年真能開展人體試驗？

提到Neuralink公司將在2020年第二季度進行人體試驗的計劃，《麻省理工技術評論》官網評價：「這個時間表相當野心勃勃，但至少可以這麼說：可能性不太大。」

黃肖山也認為，正是因為採用了比較激進的設計方案，Neuralink的腦機介面系統短期內實現落地應用難度更大，距離人體試驗也有一定距離，不過其人體試驗仍值得期待。

「不管是高密度的電極採集，還是這樣的手術方式，都是FDA此前沒有批准過的。」 黃肖山分析說，美國布朗大學研發的BrainGate腦機介面系統從申請、驗證，到獲得FDA批准進行人體試驗經歷了很長時間。

黃肖山認為，作為一種醫療器械，Neuralink的腦機介面系統在做動物實驗時，植入成功率需要做到更高，而且在植入後需要更長時間來驗證系統的安全性。

科技日報記者了解到，腦機介面分為無創和有創兩大類。無創方式，比如戴在頭上的腦電帽，無需開顱，直接使用腦電帽上的電極在大腦頭皮採集神經信號，更適於普通人用於娛樂和健康領域。有創方式，會對大腦造成一定損傷，但可以更加精準地監測神經元活動。

不過並非所有的有創腦機介面方案都像馬斯克的這麼「激進」。

黃肖山透露，目前國內已有公司和多家三甲醫院進行合作，研發一種同樣可用於診療神經系統疾病的腦機介面設備。但與Neuralink的腦機介面系統不同之處在於，這種腦機介面設備在應用時不需要開顱，只需要局麻微創手術，把設備放到大腦皮下組織，從而降低感染風險。此外，這家公司還在研發新型無創腦機介面中風康復治療方案，目前已取得初步的臨床預實驗治療效果。

談到馬斯克在發布會上強調的人機融合，黃肖山表示十分看好這一理念。「腦機介面除了用於診療疾病，發展到最後一定會實現人機融合，將人的智能和人工智慧融合在一起。」黃肖山說。

「這是一個時間上的問題。隨著腦科學研究的不斷發展，腦機介面技術也會有非常大的進步和突破。」不過王毅軍認為，目前來看，實現真正的「腦機融合」可能還需要很長一段時間。

來源：科技日報 文中圖片除註明外均來自網路

編輯：左常睿

審核：王小龍

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