文｜馬 迪

腦機接口，未來可期。

最近一個月，潮流科技圈最火爆的話題莫過于腦機接口了。這股熱潮源自于8月28日，人稱“硅谷鋼鐵俠”的埃隆·馬斯克主持的一場腦機交互項目發(fā)布會。在會上，他演示了這家名為Neuralink 的公司的最新研究成果，成功地用一己之力點燃了全世界對腦機接口的熱情。

馬斯克主要介紹了Nueralink 公司最新的“三件套”腦機接口設(shè)備。第一個就是腦內(nèi)植入裝置the Link。它寬23 毫米、厚8 毫米，頂部是芯片，上面連接64 根線，展開來有1024 個微絲電極（Neural Lace），能夠讀取腦電波等生理信號，但需要通過手術(shù)植入顱骨頂部。馬斯克強調(diào)，人們可以把這個裝置理解為一款可穿戴設(shè)備—它就像一塊智能手表一樣，還能通過藍(lán)牙連接手機APP。

至于為什么接口裝置的厚度是8 毫米？因為人的頭蓋骨厚度是10 毫米左右，正好可以將腦機接口內(nèi)嵌到其中。這就引出了第二件新設(shè)備：全自動手術(shù)機器人。據(jù)馬斯克的介紹，這臺手術(shù)機器人可以非常精準(zhǔn)地將腦機接口植入到人的頭蓋骨中，同時盡量避開血管，減少損傷。全程不到1 小時，無需全身麻醉，被植入者在醫(yī)院休息半天即可出院，可以說是即來即走、堪比醫(yī)美了。

第三個設(shè)備就是跟腦機接口配套的無線充電器。馬斯克表示，被植入者每晚睡覺時可將無線充電器放到頭皮附近，第二天醒來之時，被植入的腦機接口便會電量滿滿，滿足一整天的用電需求。

為了體現(xiàn)“Link”芯片的有效性和安全性，Neuralink 選擇了和人類在健康記憶等基因方面相似度較高的三只小豬來進(jìn)行實地演示。其中一只從未被植入過腦機接口，第二只曾經(jīng)植入過腦機接口（后來又被取下），第三只則是兩個多月前被植入腦機接口一直佩戴至今。三只小豬都很活躍，在活動上看不出明顯的區(qū)別，顯示腦機接口并未對其帶來什么副作用。

發(fā)布會上還通過顯示屏直觀展示了第三只小豬的腦電圖。每當(dāng)它聞到有味道的東西時，芯片直觀地展示出嗅覺在大腦內(nèi)活動所產(chǎn)生的信號；當(dāng)小豬在跑步機上活動時，芯片可以“非常精確地預(yù)測主體所有四肢的位置”。在發(fā)布會的結(jié)尾，馬斯克宣布Neuralink 即將開啟人體試驗，以解決各種脊柱和神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括癲癇發(fā)作、癱瘓、腦損傷和抑郁癥。

眾所周知，腦是人類的神經(jīng)中樞，幾乎所有的高級神經(jīng)活動都在這里完成。自從科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)活動會釋放出信號后，就一直試圖破解這些信號以及將新的信號回輸給大腦。這條“信號采集＞信息解碼＞信息再編碼＞回輸”的鏈條，仿佛層層遞進(jìn)、難以破解的局中局，以至于人們始終徘徊于前兩個階段，無法逾越。

事實上，腦機接口的熱潮從20 世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始了。1973年，加州大學(xué)洛杉磯分校的比達(dá)爾教授制作出第一臺腦機接口，研究人員戴著像“頭盔”一樣沉重的腦電波接收器，通過意念操縱屏幕上的光標(biāo)走完了一個迷宮。

顯而易見，非侵入式最大的好處就是風(fēng)險低，可以招募到很多真人作為實驗對象。大量的實驗讓非侵入式腦機接口取得了很多成果，比如用意念遙控目標(biāo)、操縱假肢甚至讀取腦海中的文字信息。直到目前為止，非侵入式腦機接口仍然是這個領(lǐng)域的主流。

但是這種隔空讀取的缺點也很明顯，就是信噪比很低。非侵入式腦機接口測量的信號是大腦整體活動的結(jié)果，而我們的大腦天生就具有多任務(wù)性—人們可以很輕易地一心二用甚至多用，這就使得復(fù)雜的信號之間難以區(qū)分，因此在控制精度和效率上幾乎難有新突破。

想解決這個問題，發(fā)展侵入式腦機接口才是未來—直接把電極埋到大腦皮層里，分區(qū)去測量大腦里面的信號，才能挖掘出更深層的信息。但之所以侵入式還不是主流，自然有他的難處。首先是實驗難度太高，要把這么多尖尖的電極插到大腦里面，想想都讓人頭皮發(fā)麻；而傳統(tǒng)的玻璃電極、鉑電極和硅電極都很容易導(dǎo)致免疫排斥反應(yīng)，只能小規(guī)模地在動物身上做實驗，無法應(yīng)用于人類。

破局的人終于在2015年出現(xiàn)。當(dāng)時《自然·納米科技》發(fā)表了一篇論文，公布了一種網(wǎng)狀的導(dǎo)電聚合物新材料：它兼具納米電極和半導(dǎo)體的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)柔軟，接近大腦組織，同時又非常纖細(xì)，能跟細(xì)胞良好兼容，免疫反應(yīng)低。最重要的是這種材料具有流動性，可以通過針孔直接注入，大大減少了手術(shù)的復(fù)雜度。

Neuralink 此次就是利用了這種新型的柔性材料，取得了工程技術(shù)層面的一次突破：成功將探測大腦電活動的電極數(shù)量從“百”上升到了“千”這個級別，終于接近單神經(jīng)元測量的尺寸了，而這種柔性材料還有很大的開發(fā)空間，可以說未來可期。

總體而言，腦機接口一定將成為劃時代的發(fā)明，但現(xiàn)在還需要大量的技術(shù)攻關(guān)。馬斯克的宣講將腦機這個概念帶入主流視野也是一件好事—至少會有更多的人愿意投身到這個領(lǐng)域的研究中。