李佳師

旗下有電動汽車公司Tesla、火箭公司SpaceX，太陽能公司So-larCity、超級高鐵Hyperloop等企業(yè)的馬斯克總能給世界帶來驚喜。幾天前，馬斯克投資1億美元的神經科學公司Neumlink公司公布了最新腦機接口裝置進展，一種“像縫紉機一樣”的機器人，能夠將超纖細的線植入大腦深處。該系統(tǒng)最終將能夠讀寫大量信息。

據(jù)透露，該公司已開始在老鼠身上進行測試。馬斯克在發(fā)布會后接受媒體記者采訪時表示，Neuraink團隊已經成功地讓一只猴子通過大腦控制電腦。Neu-ralink的總裁霍達克（Max Ho-dak）表示，該公司將爭取FDA的批準，最早于明年開始人體臨床試驗。Neuralink到底突破了什么？我們用意念控制電腦還有多遠？

腦機接口（brain-computcr in-terface，BCI）是指在人或動物腦（或者腦細胞的培養(yǎng)物）與外部設備間建立的直接連接通路。換句話說，就是用意念控制機器，這意味著人與機器的主要交互方式，除手工輸入、語音交互外，還可通過大腦向機器直接發(fā)指令。腦機接口，在神經假體、神經反饋訓練、腦狀態(tài)監(jiān)測等教育、醫(yī)療、康復等領域有大量的應用場景。目前，腦機接口技術可以分為兩類：一類是侵入式，如在大腦中植入芯片;另一類為非侵入式，如戴上可以采集腦電波的頭盔或帽子。

Neuralink所做的是侵入式腦機接口。從發(fā)布會介紹的信息來看，Neuralink主要發(fā)布了四個方面的技術，一是線程（Threads），來自美國國家實驗室的VanessaTolosa研發(fā)的單根多觸點柔性電極。二是機器人（Robots），將Threads植入皮層的手術機器人。三是元件（Electronics）。將記錄到的信號進行濾波。數(shù)模轉換和脈沖檢測的電子元件，代表技術為DISeo的N1傳感器，DJ Seo之前在加州大學伯克利分校做Neuraldust項目。四是算法（Algo-rithms），腦機接口算法，由加利福尼亞大學舊金山分枝Philip Sabes擻授開發(fā)。

馬斯克表示，Neuralink的腦機接口植入技術計劃實現(xiàn)三大目標：在保證安全性和可持續(xù)性的情況下，逐步提高讀取和寫入的神經元數(shù)量。在每個階段，為有著急切醫(yī)療需求的病患生產設備。讓腦機接口手術如激光近視手術一樣簡單和自動化。Neuralink新產品的最終目標是在截癱病人身上植入設備，幫助其控制手機或電腦。

北京大學電子系博士后陳冠楠對《中國電子報》記者表示：“腦機接口如果真的能幫助癱瘓病人回到世界中，是很有意義的。我見過一些這種病人，感覺他們就像是被鎖在了自己的身體里，非?？蓱z，馬斯克愿意在早期探索這個技術，是在為后人填坑，應該說是壯舉。”

資料顯示，在Neuralink開發(fā)出腦機接口之前，布朗大學曾開發(fā)了名為BrainCate的腦機接口。相比BramGate，Neuralink的電極通道更多。這意味著可以收集到更多的大腦數(shù)據(jù)，而且Nenralink的線比Utah Array更軟，能夠減少硬材質在長期使用中的問題，也目為更細更軟，植入變得更為困難。Neu-rallink開發(fā)的神經外科手術機器人，能夠閃避開血管的位置，減少大腦產生炎癥反應。

關于Neurallink腦機接口裝置的進展，中國科學院自動化研究所國家專用集成電路設計工程技術研究中心副主任、研究員張志偉在接受《中國電子報》記者采訪時表示，Neurlink腦機接口系統(tǒng)所用的核心技術，比如高密度、生物相容性好的柔性電極，專用低功耗腦機接口處理芯片等，都是近幾年相關領域的研究熱點。這次發(fā)布體現(xiàn)了整體解決方案上高水平的綜合集成，多項技術都在以往基礎上有了長足的進步。其在電極植入方式上還提出了創(chuàng)新的思路，并且發(fā)明了專用的設備加以實現(xiàn)，令人印象深刻。

“這一方向的技術進步將有力推動腦科學的研究。以毫秒量級的時間分辨率同時觀察并調控成千上萬個神經元的活動，將可能帶來腦科學研究范式的變化，從以往注意單個或是較少數(shù)量神經元的研究，轉變到理解大規(guī)模神經網(wǎng)絡的活動與信息處理和腦功能的關系上來?！敝锌圃鹤詣踊Ｊ阶R別國家重點實驗室副主任、腦網(wǎng)絡組北京市重點實驗室副主任余山在接受《中國電子報》記者采訪時說。

余山進一步表示，目前的發(fā)布是一個階段成果的展示。離實用還有很長距離，還有很多技術的困難要克服。比如需要驗證植入電極長期使用的安奎性和有效性，需要進一步發(fā)展微創(chuàng)的植入方法，需要開發(fā)更加準確的神經編解碼算擊。在電子系統(tǒng)方面，目前的版本尚未做到植入式，主要是芯片尚未實現(xiàn)全植入情況下的高數(shù)據(jù)傳輸速率和無線供電。

贛郝基因創(chuàng)始人兼CEO殷偉榮認為：“誼解決方案需要進一步結合生物信息學，就像23anaMe公司，否則沒有意義。”23andMe是一家DNA鑒定公司，用戶將自己的唾液郵寄給該公司就可以獲得一份在線的DNA報告。

關于Nenrallink與生物信息學的結合，余山的判斷是目前還沒有看到這項技術與生物信息學結合的點。以后可能需要個體化的腦機接口系統(tǒng)。但是這個更多的是受到電極植入位置和所記錄的細胞等較為隨機的因素的影響，更有可能是通過個體化的人機結合訓練來實現(xiàn)。而不是通過個體基因的檢測與分析。

張志偉認為，目前腦科學面臨挑戰(zhàn)。在實驗方面，缺乏大規(guī)模神經網(wǎng)絡活動精確記錄和調控的手段;在理論方面，還需要進一步發(fā)展相關的數(shù)學和計算的理論框架，用于理解各種腦功能是如何從海量的神經元的相互作用過程中得以涌現(xiàn)的。

腦科學被認為是下一次產業(yè)革命。盛大的創(chuàng)始人陳天橋與夫人從2016年成立TCCI，計劃連續(xù)10年每年捐獻1億元支持腦科學研究。不久前陳天橋在接受采訪時曾表示，下一次產業(yè)革命的突破在于認知科學的突破，認知科學突破的目的則在于“從根本上了解欲望的本質，揭開大腦這個黑盒子，理解人類感知、決策的過程。讓科技真正從討好大腦、欺騙大腦發(fā)展到破解大腦”。