人“機”時(shí)代即將來(lái)臨？Neuralink將進(jìn)行腦機接口首例人體試驗

據外媒報道，馬斯克在法國巴黎舉辦的VivaTech活動(dòng)上透露，旗下腦機連接技術(shù)公司Neuralink將在今年內進(jìn)行首例人體試驗 —— 將在一名四肢癱瘓或截肢患者植入設備，但并未透露將有多少患者接受試驗，以及試驗將持續多久時(shí)間。

今年5月25日，Neuralink在推特上發(fā)文稱(chēng)它已獲得美國食品和藥物管理局（FDA）批準其針對人腦植入晶片的試驗申請，即將啟動(dòng)其首次人體臨床研究，并且強調此為腦機連接技術(shù)重要進(jìn)展。

人“機”時(shí)代的序幕？

最初在2016年，包括馬斯克在內，一共由8人共同創(chuàng )立了Neuralink，目標是研發(fā)超高帶寬的腦機接口系統，實(shí)現與人工智能的共存。

馬斯克曾在多個(gè)場(chǎng)合提及，創(chuàng )辦Neuralink的動(dòng)力是想要加快人機的交互速度，他說(shuō)：“我們已經(jīng)是半機器人了，手機、電腦就是你的擴展，手指的動(dòng)作或者語(yǔ)音指令就是交互接口，但這種交互太慢了?！?/p>

2020年8月29日，馬斯克舉行了Neuralink腦機接口芯片發(fā)布會(huì )，推出了命名為L(cháng)ink V0.9的新一代腦機接口設備：較之初代的設備，新設備只有一枚硬幣大小，用手術(shù)植入頭骨，可以在睡覺(jué)的時(shí)候無(wú)線(xiàn)充電，充滿(mǎn)電能夠用一整天。同時(shí)，馬斯克在發(fā)布會(huì )上宣布，這種芯片已實(shí)現無(wú)損植入豬腦，并實(shí)現成功應用。

腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI）技術(shù)形成于20世紀70年代。發(fā)展至今，腦機接口技術(shù)已經(jīng)成為一種連接大腦和外部設備的實(shí)時(shí)通信系統，不依賴(lài)于大腦正常的外周神經(jīng)和肌肉輸出通路，而是在人或動(dòng)物的大腦與計算機或其他電子設備之間建立起通訊與控制連接?？梢园汛竽X發(fā)出的信息直接轉換成驅動(dòng)外部設備的命令，并代替肢體或語(yǔ)言器官實(shí)現與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制。

腦機接口按照接入方式分為“侵入式”和“非侵入式”，按照傳輸模式分為單向和雙向?！扒秩胧健笔菍⒛X電波檢測電極植入大腦，這樣采集到的腦信號強且穩定，但會(huì )對植入的生命體造成創(chuàng )傷。Neuralink技術(shù)就屬于“侵入式”。

Neuralink的植入物實(shí)際上包括多個(gè)芯片、一個(gè)無(wú)線(xiàn)電池和其他電子設備，它們封裝在一個(gè)大硬幣大小的設備中。植入物還連接著(zhù)許多直徑5微米的細導線(xiàn)，這些線(xiàn)用于插入大腦組織，在那里檢測腦神經(jīng)信號。

來(lái)自植入物的信號通過(guò)藍牙發(fā)送到BCI并由其解碼，被植入Neuralink設備的患者將學(xué)習使用Neuralink的應用程序來(lái)控制它，然后將能夠通過(guò)藍牙連接來(lái)控制外部設備。例如，這將允許一個(gè)人控制屏幕上的光標或移動(dòng)機器人肢體。

Neuralink作為一家商業(yè)化公司，馬斯克應該還是希望將腦機接口打造成一個(gè)普通大眾都樂(lè )于接受的商業(yè)化產(chǎn)品，就像當初摩托羅拉的工程師馬丁·庫帕發(fā)明了商業(yè)化手機。

“硬幣”的另一面

在此之前，Neuralink已經(jīng)分別在豬仔、猴子等動(dòng)物進(jìn)行試驗。雖然Neuralink標榜在豬仔順利成功連接腦電波，但在猴子身上的試驗卻造成不少受試對象死亡，因此Neuralink當時(shí)面臨不少社會(huì )譴責。

而這也掀開(kāi)了全球范圍內，狂熱腦機接口賽道的另一面 —— 安全問(wèn)題和倫理問(wèn)題帶來(lái)的陰影始終揮之不去。

早前，FDA擔心Neuralink設備可能造成的人體影響，因此拒絕批準其所申請人體試驗。之后FDA確定了Neuralink可在美國開(kāi)始人體試驗之前必須解決的“數十個(gè)問(wèn)題”：其中該機構表示存在大量的安全隱患，包括腦機芯片的電線(xiàn)可能會(huì )移動(dòng)到受試者大腦的其他區域。遷移的電線(xiàn)會(huì )引起炎癥，損害大腦關(guān)鍵區域的功能并導致血管破裂，遷移問(wèn)題也會(huì )削弱設備的有效性，導致手術(shù)移除的風(fēng)險。

FDA還提出了關(guān)于是否可以在不損壞腦組織的情況下移除該設備的問(wèn)題，此外還表示擔心該設備可能會(huì )過(guò)熱，也有可能會(huì )損壞組織。在電池安全方面，FDA也存在擔憂(yōu)，如果設備中與電池電流相連的任何組件出現故障，電流就有可能損害腦組織。

對生物體實(shí)驗的倫理標準較高，這是腦機接口應用研究過(guò)程中的主要障礙，尤其是侵入式腦機接口技術(shù)，無(wú)論是人體試驗還是動(dòng)物試驗都有較大風(fēng)險。

安全始終是腦機接口技術(shù)發(fā)展面臨的一大阻礙。侵入式腦機接口相當于物理的波形可以直接與大腦之間的生物電形成共振，從而產(chǎn)生很好的交互和使用，精度較高；非侵入式腦機接口在不侵入生物組織和大腦的前提下進(jìn)行信號的交互，保證了機體的完整性，但也必然導致信號收集或者說(shuō)交互性和實(shí)時(shí)性變差。

值得注意的是，侵入式腦機接口設備的材料是否能長(cháng)期在人體內而不對神經(jīng)系統起到副作用，這也是腦機接口上游亟待解決的問(wèn)題。目前世界各國對腦機接口的研究都還只是個(gè)案，現有產(chǎn)業(yè)化的設備，距離真正技術(shù)應用還有一定距離。

因此，即便Neuralink證明將裝置植入人體是相當安全的，但可能仍需花費數年，甚至超過(guò)10年以上時(shí)間才能獲得商用許可。原因在于Neuralink先前以動(dòng)物試驗失敗爭議，加上用于連接大腦設備仍可能會(huì )有對人體產(chǎn)生不良影響隱憂(yōu)。

我們還是很難相信，一個(gè)普通消費者會(huì )為了這款產(chǎn)品去做“開(kāi)顱手術(shù)”。從最基本的生命安全問(wèn)題到個(gè)人隱私問(wèn)題，再到信號來(lái)源及其所帶來(lái)的自主權問(wèn)題，從原理到產(chǎn)品的轉化成本，至少要比原型機本身高幾個(gè)數量級。

在技術(shù)沒(méi)有突破性、顛覆性的進(jìn)展背景下，確實(shí)面臨著(zhù)兼顧信號好和安全的兩難選擇，進(jìn)而導致應用的效果以及商業(yè)化開(kāi)發(fā)的潛力受到影響。

而在腦機接口整體的商業(yè)化落地過(guò)程中，除了要解決技術(shù)的問(wèn)題，包括安全倫理與靈敏性的兼顧。還需要注重成本，即便有了好的技術(shù)路線(xiàn)，但受限于成本也很難在短時(shí)間內大規模使用，如果只能限定在特定場(chǎng)景，那么商業(yè)化本身就立不住。

最后就是法律法規的問(wèn)題，目前的監管體系還未觸碰到腦機接口領(lǐng)域，但未來(lái)腦機接口技術(shù)是一定要發(fā)展的，相關(guān)的法律法規監管規制也要跟上，如此才能規避掉這種所謂的道德風(fēng)險以及倫理風(fēng)險。

在大規模商業(yè)化落地面前，一些以為很久以后才需考慮的問(wèn)題，或許現在就要提上日程了。

企業(yè)爭相入局

盡管面臨著(zhù)一定的爭議，但不可否認的是，腦機接口技術(shù)正在全球領(lǐng)域成為一個(gè)新的風(fēng)口。據國際市場(chǎng)研究機構IMARCGroupe的數據，全球腦機接口市場(chǎng)規模在2021年已達到了15億美元。該機構預測，到2027年，全球腦機接口市場(chǎng)規模將達到33億美元。

元宇宙的爆火更讓人們猜測，腦機接口將會(huì )成為元宇宙的終極形式。作為下一代人機交互技術(shù)面向風(fēng)口，企業(yè)爭相入局。

不久前，華為剛剛與天津大學(xué)公開(kāi)了一項名為“人機交互方法、人機交互裝置及存儲介質(zhì)”的新專(zhuān)利，也就是腦機接口技術(shù)。

隨著(zhù)相關(guān)技術(shù)的日趨成熟與商業(yè)化落地應用，未來(lái)更有望形成萬(wàn)億級市場(chǎng)規模。我國作為全球最大的消費市場(chǎng)，腦機接口產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間和潛力巨大。

腦機接口是實(shí)現腦與設備連接和信息交換的橋梁通道，是腦機融合的關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節，是元宇宙重要的底層技術(shù)，是未來(lái)人工智能的現實(shí)基礎?？萍季揞^紛紛布局腦機接口賽道，誰(shuí)率先取得研發(fā)突破，誰(shuí)就掌握了產(chǎn)業(yè)鏈主導權，就可以對外“定標準”“卡脖子”。

不可小覷的競爭對手

Neuralink現在還面臨著(zhù)其他方面的巨大壓力。截止目前，Neuralink其中6位聯(lián)合創(chuàng )始人均已陸續出走。除了馬斯克，就剩下一位植入工程師Dongjin Seo。

去年被爆出來(lái)離職的聯(lián)合創(chuàng )始人Paul Merolla，強項正是腦機最核心的關(guān)鍵“類(lèi)腦芯片”。腦機接口設備芯片，需要滿(mǎn)足巨量計算任務(wù)之下的低功耗要求，而類(lèi)腦芯片正好符合這一場(chǎng)景的應用。

2016年底，Merolla離開(kāi)IBM，以聯(lián)合創(chuàng )始人的身份，正式加入成立不久的Neuralink，負責Neuralink腦機接口設備的芯片設計。在加入Neuralink五年后，Merolla悄無(wú)聲息的離開(kāi)，還是在Neuralink人類(lèi)實(shí)驗沒(méi)有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，商業(yè)化落地毫無(wú)眉目的時(shí)候。

但與Neuralink遲遲無(wú)法“落地”不同，Synchron在21年7月便完成了美國首例腦機接口設備的接入手術(shù)。

腦機接口賽道入局者諸多。除了馬斯克的Neuralink外，比爾蓋茨以及貝佐斯投資的腦接機口公司Synchron是當前世界范圍內受關(guān)注的另一家腦機接口公司。Synchron也是在尋求將大腦植入物商業(yè)化方面走得最遠的公司之一。

雜志JAMA Neurology今年1月發(fā)表了一項為期一年的研究，研究對象是四名患者，這些患者將該公司的Stentrode通過(guò)血管插入大腦運動(dòng)皮層。胸部的天線(xiàn)傳輸它收集的大腦數據。

根據研究，患者沒(méi)有健康問(wèn)題，能夠發(fā)送短信、電子郵件和在線(xiàn)購物。該技術(shù)可以幫助癱瘓患者“恢復我們認為理所當然的事情，比如給親人發(fā)短信或開(kāi)燈，”Synchron創(chuàng )始人Tom Oxley表示。

除了Synchron這個(gè)強勁的對手外，還有其他許多新星出現。猶他州的貝萊德神經(jīng)科技Blackrock Neurotech公司，近二十年來(lái)一直在測試大腦植入物，并表示其設備已幫助癱瘓的人控制肢體、假肢和設備，該公司正在努力獲得FDA的批準。

在得克薩斯州奧斯汀，Paradromics希望開(kāi)始人體試驗，最早將于明年上半年推出自己的設備Connexus直接數據接口，植入腦組織的微小電極捕獲并傳輸神經(jīng)信號，然后將其解碼并通過(guò)安裝在胸部皮膚下的發(fā)射器發(fā)送到外部設備。

這項技術(shù)可能看起來(lái)像是科幻電影中的東西，但它已經(jīng)在發(fā)生了。Paradromics創(chuàng )始人馬特·安格爾 (Matt Angle) 表示，美國有超過(guò)150,000人植入了一種稱(chēng)為深部腦刺激器deep brain stimulators的大腦植入物，用于治療帕金森氏癥等運動(dòng)障礙引起的震顫。

如果你想植入是為了玩任天堂游戲機Switch，那么這可能是一個(gè)糟糕的選擇。但如果你得到它是因為你患有肌萎縮側索硬化并且你失去了與家人交談的能力，那真的是一個(gè)很容易做出決定。