Neuralink做出来的硬件令人印象深刻

近日，总是语出惊人的马斯克宣布，自己2年前创办的神经科学初创企业Neuralink 已经取得了第一项突破——“神经织网”，这是直接源自科幻小说的安全可靠且多通道高带宽的脑机接口。并且他希望在明年年底前就能够将这项技术应用到人类患者身上。这个东西究竟是怎么做的?他的计划会不会像做Tesla一样时不时嘴巴里面跑火车呢?ADAM ROGERS在《连线》上进行了分析，

如何理解马斯克的“脑机接口”计划?

近日在加州科学院进行的展示上， 埃隆·马斯克披露了他创办的神经科学初创企业Neuralink的第一款产品

马斯克并不认为自己的最新努力(经过2年相对保密的研发后于近日披露)会终结人类所有的痛苦。但可以结束其中的很多痛苦。最终会吧。

在加利福尼亚科学院的一次演讲中，马斯克展示了他的公司 Neuralink 的第一个产品 。 这是一块微型计算机芯片，附着在超细的、嵌有电极的电线上，由一个聪明的机器人缝进活体大脑里面。它既可以是理解大脑的一个最先进工具，也可以是神经系统疾病患者的一项临床进展，或者是人类进化的下一步，这要取决于你看到的是这次耗时两个小时的演讲的哪一部分。

这种芯片是定制的，旨在用于接收和处理动作电位——“峰电位(spikes)” - 构成大脑的相互连接的神经元里面的信号活动。 嵌入到脑组织的电线会接收这些峰电位。 而机器人缝纫机则会以令人羡慕的精准度放置到位，一个“neural lace(神经织网)”，这是一种直接源自科幻小说的概念，可以像常春藤一样躲开遍布大脑表面的毛细血管。

如果Neuralink的技术能像马斯克和他的团队所希望的那样工作，他们就能够获取一个人的大脑发出信号——先从控制运动的运动皮质开始，但最终会贯穿到整个思维肌肉——并将那些信号变成机器可读，计算机可理解的代码。 然后可以用来来控制计算机或假肢 ，有朝一日甚至可以反馈信息来帮助盲人重见光明，或者在你的大脑里建立起整个虚拟的黑客帝国。 马斯克站在舞台上说道：“我认为所有这一切都会慢慢实现，但这并不是说Neuralink突然就会拥有这种令人难以置信的神经织网，然后接管人的大脑。 这会需要很长的时间。”但经过测试，获得FDA批准，并且有了更多进展之后，这项技术可以让人与 超级智能的人工智能进行交流，马斯克确信我们正朝着这个方向去的进展。他说：“就算是一个中规中矩的人工智能的情况下，我们也会被落在身后。但如果有了高带宽的脑机接口的话，其实我们是可以搭顺风车的。 我们可以选择跟AI合为一体。”

这一番言论符合马斯克的公共形象。 作为电动汽车公司Tesla和太空运输公司 SpaceX的经营者 ，马斯克非常擅长取得令人印象深刻的技术成就(尽管惹麻烦也很擅长)，而且，也很擅长，也许算不上炒作吧，但起码是忽略过程直接描述推测性的未来。光有超级电动汽车是 不够的，不仅如此，他们还会自己开车。 那枚火箭可不只是把货物送到空间站; 不仅如此，它将送人类去到火星。 多么激动人心啊!

自从两年前 《华尔街日报》披露了Neuralink这家公司以来，科技界和神经科学界一直都在讨论马斯克的脑机接口专家团队的所为。 包括Kernel和Facebook在内的其他公司也宣布他们正在开发这项技术，但目前位置仅用于研究和罕见的临床环境。 美国政府的先进科学部门，Darpa，自20世纪70年代以来就一直为脑机接口研究提供资金，而且自2013年以来就是是Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies(“通过推动创新型神经技术开展大脑研究”，缩写正好是“BRAIN”)的一部分。

因此，对于马斯克对这么一个打算最终插入到健康人大脑的设备的说法，我们很难确切知道怎么去理解。马斯克说：“我们热切希望在明年年底前能够把这个东西植入到人类患者脑内。”他希望第一批志愿者是四肢瘫痪的患者，他想给他们植入四块芯片，三块植入到大脑的运动皮层(大概覆盖耳朵到头顶的区域)，同时给躯体感觉皮层提供闭环反馈。 尽管如此，根据在演示文稿(不是同行评审)中分发的一篇文章——Neuralink的技术迄今只应用到19只老鼠的脑部，即便如此也只有87%的电极被成功插入。 要想对人类进行临床试验，需要满足FDA的更多要求。

的确还有更多。《连线》在2019年4月申请的一份公开记录显示， Neuralink获得了在其研究设施中拥有数百只大鼠和小鼠的许可。 马斯克在加州科学院演讲时曾无意中承认了Neuralink的研究已经从啮齿动物突破到非人类的灵长类动物身上。 这只是因为Gizmodo 申请获取的一份Neuralink与加州大学戴维斯分校灵长类动物研究中心的合作关系记录属于公开记录。 现在双方的合作显然已经取得了进展，马斯克在演讲结束后的问答环节期间说道：“一只猴子已经能够通过大脑控制一台计算机了，仅供参考。”

他的团队对这项发布的惊讶和窘迫程度似乎不亚于现场观众。 站在马斯克旁边的公司总裁Max Hodak 说：“我不知道我们今天跑出了那个结果，但情况就是如此。”(之前曾经有人试过用脑机接口让猴子控制了计算机，但这也许是Neuralink第一次这样做 。)

(《连线》2018年8月申请的另一份档案显示， 在Gizmodo那篇文章发表了一个月后 ， Neuralink在同年6月跟加州大学戴维斯分校重签了合同 。双方的关系不全都是友好的; 《连线》获得的电子邮件显示，2018年6月，加州大学戴维斯分校加州国家灵长类动物研究中心主任John Morrison曾抱怨说， Neuralink想挖走加州大学戴维斯分校的工作人员。在谈到显然被Neuralink修改过的合同时，Morrison 说：“我知道这是私营部门的常规做法，但我有点意外，因为按照我的理解，Neuralink 和CNRPC 之间建立科学合作是双方的利益所在，而挖墙脚并不能建立关系。”

Neuralink做出来的硬件令人印象深刻。 脑电图(EEG)或功能性磁共振成像等外部非侵入性技术往往不具备那种控制计算机所需的分辨率，也持续不了那么长。 但是大脑内部对于电极来说可不是个友好的地方，里面的盐水会吃掉神经科学家几十年来用来偷听突触聊天的硬尖点。 免疫反应会用胶质细胞将这些电极包裹起来，防御性的黏性物质最终会令它们无法工作。 大脑的自然运动，比如摇头晃脑以及跟心跳和呼吸的同步脉动，意味着植入的电极也会到处游走，最终偏离原先定位的目标节点。 也许最糟糕的是，跟你在科学课上看到的固定的，准备好的标本不同，活体大脑的质地像果冻，而那种最适合抓取神经信号的电极往往是坚硬的固体。 众所周知，老式的电极会损害脑组织，并在大脑晃动时偏离目标。

Neuralink走的是一条新路，一条神经科学家大概10年前才发现的道路。 他们用的电极是用柔性聚合物制成。 连接电极与芯片的细线目前可支持1500多个独立的记录通道，整体上覆盖了更多的神经元;大家普遍认为这是件好事，因为可以采集更多用于解释的信号。 但是那些线实在是太细了，人手是插不进去的，因此 Neuralink 设计了一个机器人系统，可以将细线按照预设的位置和深度插入进去。 然后，那些细线再通过无线的方式将信号发送给一个接收器，人会像戴耳后式助听器一样佩戴这个接收器。 (老鼠则是通过USB-C来发送数据的。)Neuralink的 资深科学家Philip Sabes 说：“我们讨论中的设备，因为具备高带宽并能够根据个人的解剖结构定制每个电极的位置，所以应该能够到达运动皮层的任何地方，这样的话我们就能够获得一个人想到的任何动作(的信号)。”

Sabes 说，一开始这意味着能够控制电脑键盘或鼠标(在通过智能手机程序进行训练后)。 马斯克说，他希望有人能够每分钟通过想来输入40个单词左右，这个目标对芯片的处理速度要求非常低。 然后呢?然后是控制3D替身或复杂的系列假肢，甚至可以接收触觉输入——感知纹理或压力——以及大脑的深度植入物发出的用来舒缓帕金森症或强迫症发作的信号。 但说句公道话， Sabes并没有展示任何相关数据，公司发布的白皮书里面也没说这些过内容。 就像Sabes 所说那样， 这一切都是他们的希望。 这之后马斯克又说如果两个人都有Neuralinks的话 ，他们“实际上就相当于有了一种非常高带宽的心灵感应......这有可能会是一种新型的沟通方式，一种概念性的心灵感应。这也会是交感的。”

硬件的确可以成为研究的一次飞跃。它的分辨率很高，尽管同场竞技的其他团队也取得了一些成绩，比方说一个有多机构参与的名为Neuropixels 的项目。麻省理工学院研究神经电子学的材料科学家Polina Anikeeva说： “问题始终在后端，但这可不是一个有趣的论文项目，所以必须在大学以外的地方完成。设计一个尺寸合理且能容纳几千个通道的后端，这是一项不适合在学术环境下完成的工程挑战，最重要的是预算不允许。”