搞脑机接口，马斯克为啥非要给你脑袋开个瓢？

对于绝大多数人来说，大脑里面塞个芯片这种事，应该发生在动漫影视游戏里，比如《赛博朋克2077》，往大脑里面植入芯片，被植入者就可以获得各种神奇的力量。但是在2024年1月29日，马斯克的脑机接口公司Neuralink首次成功地将无线大脑芯片植入人体。

而且马斯克透露，这次植入的初步结果检测到了神经脉冲。在最近的一次公开线上分享里，马斯克更是透露，这名首位人类受试者已基本康复，并且可仅凭思维操控鼠标。

“目前进展良好，病人似乎已完全康复，我们没有发现任何不良反应。”他说。

马斯克官宣

被植入到患者大脑里的这颗芯片叫做Telepathy，它的原理是通过拦截大脑的神经信号来移动肢体，然后将这些信号重新传输到身体的其他地方，以便患者可以再次控制他们的肢体。这次实验的目的是治愈因脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症（ALS，也称为卢伽雷氏病）而导致四肢瘫痪的患者。

即便是在2024年，脑机接口这件事对我们普通老百姓来说依然难以置信。但是Neuralink这家公司，本来打算在2020年的时候就开始进行人体实验。可能是因为动物实验的结果并不理想，这家公司总计造成了1500只测试脑机接口动物的死亡，所以人体实验被推迟。直至2023年5月，Nueralink才获得批准。

那么……它是如何做到的？

无论是外观还是产品本质，Telepathy就是一个电极。也就是说，往大脑里通电就能达到控制四肢的效果，按照这个理论，用高压电接在大脑上效果不是更好吗，费那么大劲开瓢塞个铁片子进去图什么？事实上，这个逻辑既是对的，也是错的。我们需要先来了解，什么才是大脑。

大脑有两个基本功能：记录神经元的输出信息，以及向大脑输入信息或以其他方式改变其自然信息流。举个实际的例子，当你阅读这句话时，这一过程正在自然地发生在你的大脑中。你的眼睛进行特定的水平运动，这是大脑神经元向“机器”（即你的眼睛）输出指令，并由眼睛接收并执行的过程。同时，屏幕上的光子进入视网膜，刺激大脑皮层枕叶区域的神经元，使得文字图像进入你的大脑视觉中枢。

这个图像进一步刺激大脑的另一部分神经元，从而让你能够处理图像中的信息并理解句子的意义。输入和输出信息是大脑神经元的核心工作，那么对于脑机接口（BMI）产业，他们的目标就是如何参与到这个过程中去。

乍一看，这似乎不是一项特别艰巨的任务，毕竟就两个硬指标。然而大脑皮层内部大约有200亿个活跃的神经元，每个神经元通过突触与多达1000个，有时甚至高达10000个其他神经元相连。想要具体了解每个神经元具体是哪些作用，难度是非常大的。

Neuralink建立在现代电子和计算技术能够识别并解读被称为神经元的脑细胞电信号这一理念之上。这种计算技术可以通过生成自身的信号与身体进行双向通信。上文提到的Telepathy，其工作原理是将包含1024个微小电极的64根线程插入大脑中。每个电极都能够感知大脑的电信号。为了能够在不打扰大脑内血细胞的情况下完成操作，Neuralink还为患者准备了一些机器人，用于在患者大脑内安装电极导线。

Telepathy装置跟硬币差不多大小，不过它更厚一些。整个手术的过程是，在患者的颅骨上嵌入一个类似大小的孔，再把Telepathy塞进去。它配备了一个处理器，负责管理和调控与大脑及外部世界的通信，并且支持无线通信和充电功能。

其实所有的脑机接口技术，无论是植入式设备还是头戴设备，都基于相同的基本原理：它们记录与某种功能（如语言或注意力）相关的神经活动，通常是记录活动产生的电信号；下一步解释这种活动的含义；最后将其用于控制外部设备或简单地提供给用户作为信息。

植入式脑机接口记录的脑信号比外部设备更加丰富，但这些实验性的设备仅供那些潜在的临床益处超过例如脑损伤或感染风险的人使用。

一个很有意思的事情是，马斯克创立Neuralink为的是啥？按照上面的说法，Neuralink理应是一个提供脑损伤治疗方案的医疗公司。然而如果这么想，你的格局就小了。

Neuralink的理念来自一个科幻概念，叫做neural lace。这个概念最早由作家伊恩·班克斯（Iain M. Banks）在他的科幻小说《文明空间》（Culture series）中提出。其核心目的是通过在人脑皮层或周围组织中植入微型电极阵列，实现大脑与计算机或其他电子设备之间的高带宽通信，简单一点来说，这是种人脑与电脑之间无介质交互的概念。

在Neuralink的蓝图里，他们想通过一种直接的、无缝的接口，通过纳米级别的传感器和电极与神经元相互连接，从而实现高效的脑机交互。这种设备的目标是增强认知能力、提高大脑对计算机系统的控制力，并且可能用于治疗神经系统相关的疾病。

也就是说，这次的Telepathy在业务上来说只是一个“附赠品”。Neuralink真正想做的是在人类大脑里植入一个类似于手机、电脑这样的终端设备。这个公司最早的团队仅有8个人，不过有一个人的履历却和其他7个人“格格不入”（其余七人皆为生物相容性材料研究背景），他就是Paul Merolla。他曾经是IBM SyNAPSE项目的首席芯片设计师，还领导了TrueNorth芯片的开发（TrueNorth是当时晶体管数量最多的CMOS之一）。正是有了芯片设计专业的Paul Merolla，才能让Neuralink跳脱出“医疗仪器”这个架构，更加靠近neural lace理念。

当然生物相容性也是非常重要的，neural lace需要在人体内表现出良好的生物相容性，以防止免疫系统的排斥反应。因此，至关重要的是在材料科学和生物医学工程领域取得更大进展。

按照马斯克的说法，Neuralink针对人体的试验预计将持续大约六年时间，最晚在2027年，Neuralink的脑机接口设备将会被允许植入于健康人的大脑中，以提供新的计算机交互方式。不过马斯克说的话并不是那么靠谱，没必要太当真。2017年的时候他就说过，Neuralink会在2021年前完成人体临床试验。可是这都2024年了，才开始第一次人体植入。

对于我的大脑来说，还有其他套餐可以选吗？

脑机接口这个领域虽然比较独特，但是并不代表Neuralink一家独大。伊利诺伊大学在2017年就研究出了一种在可生物降解、机械强度高的丝膜基材上，用硅和其他传统材料构建的高性能柔性电子器件。医生可以在大脑表面放置电极阵列来查明癫痫发作的根源，患者可以使用这种电极来控制计算机光标。

该团队报告称，他们使用了一种丝绸电极装置，成功测量了猫大脑表面的电信号。丝绸是机械强度强的材料，这意味着薄膜可以卷起并通过颅骨上的小孔植入在患者的大脑皮层上。而且随着时间的推移，丝可以溶解成无害的生物分子。传统的表面电极阵列无法触及这些皱褶区域，而这些区域占据了大脑表面积的很大一部分。但是当这种材料被放置在脑组织上并用生理盐水湿润时，丝薄膜将会在脑表面缩小并包裹脑组织，将电极带入组织的褶皱中。

2023年的时候，旧金山加利福尼亚大学也公开了他们的脑机接口项目。团队将一个由250多个电极组成的网格植入进一位脑干中风患者的大脑皮层。这个网格位于曾经控制她身体、面部和喉部的区域之上。当安想象说出特定词语时，研究人员记录下了她的神经活动。随后，通过运用机器学习技术，他们确定了对应于每个单词以及如果能够发声时安会使用的面部运动的活动模式。

未来脑机接口可能会成为常态，然而你愿意在你的大脑里塞这么一个玩意吗？

本文来自微信公众号：硅星人Pro（ID：Si-Planet），作者：苗正