李佳師

馬斯克（Elon?Musk）每隔一段時間就會有消息“霸屏”。北京時間8月29日早上6點40分，馬斯克帶來三只小豬以直播的方式發(fā)布了其腦機接口公司Neuralink的最新突破，其腦機設(shè)備LINKV0.9縮小到一枚硬幣大小，可以植入骨頭中，實現(xiàn)“無線”實時傳輸腦電波數(shù)據(jù)?！颁撹F俠”馬斯克每一次的現(xiàn)身，總會給這個世界帶來驚喜，這次他和他的三只小豬，讓我們看到人類距離用“意念”對接世界又進了一大步。

“意念”操控在小豬上實現(xiàn)

Neuralink這次發(fā)布的核心是可穿戴設(shè)備LINKV0.9，該設(shè)備有配備1024個頻道，能感應(yīng)溫度和氣壓，讀取腦電波、脈搏等信號，與過去在耳邊的信號接收盒不同，現(xiàn)在的形態(tài)像一個“硬幣”，尺寸為23mmx8mm，可置于顱頂位置，開顱尺寸可為一個硬幣大小，該設(shè)備可以在白天使用一整天后，晚上進行充電。

馬斯克介紹，LINKV0.9的安裝可以通過新款手術(shù)機器人自動完成。手術(shù)機器，人能夠發(fā)射脈沖，完成開顱、植人感受器黏合等所有步驟，因為機器人能夠?qū)Υ竽X進行圖像識別，避免對大腦尤其是對神經(jīng)元的傷害。具體操作是首先開顱，取出一小塊頭骨，植入電極與電線，最后裝上“硬幣"LINKV0.9，補上頭骨的空缺部分，整個手術(shù)只有一個手術(shù)機器人，用了一個小時。手術(shù)不需要全身麻醉，過程中都不會流血，術(shù)后腦袋上留有一個小疤痕。

在這次發(fā)布會現(xiàn)場，馬斯克展示了手術(shù)機器人，帶來三只已經(jīng)此前被植人了“硬幣”的小豬，并進行三只小豬和實時神經(jīng)元活動的演示。當小豬在吃東西時，其芯片實時傳輸?shù)哪X電波數(shù)據(jù)會根據(jù)不同的峰值分析小豬的腦部活動，顯示在電視監(jiān)視器上。當小豬被放上跑步機時，小豬的大腦活動有明顯的變化。

馬斯克之所以帶來小豬，并展示它們又跑又跳的情形，是希望表明LINKV0.9已經(jīng)很安全，小豬們植入芯片后依然“快樂而健康”。據(jù)馬斯克會上透露，今年7月Neuralink已經(jīng)獲得FDA（美國.食品藥品監(jiān)督管理局）認可，希望打造安全、可信的產(chǎn)品。

Neuralink公司相關(guān)人士在問答環(huán)節(jié)中表示，設(shè)計實驗的原則是保證小豬自主參與，通過某個動作了解它們的心理。馬斯克表示，研發(fā)腦機接口，希望能恢復(fù)殘疾者的行動能力，解決老年癡呆癥、中風等其他疾病;在未來用意念召喚特斯拉也是有可能的。

手術(shù)機器人前進一大步

Neuralink成立于2016年，由馬斯克與另外8名創(chuàng)始人創(chuàng)立，同年，馬斯克在一年一度的科技界盛會Code?Confer-ence上提出了關(guān)于“神經(jīng)織網(wǎng)（Neural?Lace）”腦機接口的想法，而這一靈感來源于蘇格蘭小說家伊恩·班克斯（Iain?Banks）的科幻作品Look?to?Windward?，F(xiàn)在馬斯克希望將幻想一步一步變成現(xiàn)實。該公司希望研發(fā)超高帶寬的腦機接口系統(tǒng)，治愈人類的腦部疾病，并賦予人腦更強大的功能。

在2019年7月，Neuralink公司宣布其“像縫紉機一樣”的機器人，可將超纖細的線植入大腦深處，能夠讀寫大量信息。對這一發(fā)布，清華醫(yī)學院教授洪波認為，Neuralink團隊在兩方面取得了顯著進展：一方面是縫紉機式的手術(shù)機器人大大改進，可在大動物和人類大腦自動植入上千根電極絲，上次是一個只能用于大鼠的原型機。另一方面是植人器件的微型化和無線傳輸設(shè)計。這次采用23毫米直徑硬幣大小的圓片，可以采集傳輸上千通道的神經(jīng)放電信號。上一版是USB有線接口，這一版是無線接收和充電。

中國科學院大學人工智能學院腦認知與智能醫(yī)學教研室主任、中科院自動化所研究員何暉光在接受《中國電子報》記者采訪時表示，這一次進展主要體現(xiàn)在芯片和手術(shù)機器人上。芯片比以前更小，而且可以取出來，還可以進行無線充電。其展示了神經(jīng)信號和豬關(guān)節(jié)運動之間的擬合曲線，擬合程度比較好，不過目前看到的只是一個演示，并沒有給出實際的數(shù)據(jù)支持其觀點。

從這次發(fā)布的主要短板來看，專家們一致認為是神經(jīng)信息的編解碼研究。洪波認為這次發(fā)布會讓人失望的地方在于，神經(jīng)信號解碼方面沒有任何進步，只是簡單演示了小豬四肢運動和腦內(nèi)神經(jīng)放電的關(guān)系，距離植入腦機接口、與手機通信還有很長的路要走。從馬斯克的演講，可以感到他對神經(jīng)編碼原理不是很關(guān)注，對其難度的認識不夠?！叭四X植入腦機接口值得期待，但要有足夠的耐心面對神經(jīng)界面和神經(jīng)編碼方面的挫折?！焙椴ㄕf。

何暉光認為，下一步Neuralink應(yīng)該在神經(jīng)信息編解碼方面做進一步研究，這樣才能更好的理解大腦，對大腦建模，并通過解讀大腦信號輸出大腦的指令。

目前看，馬斯克的Neuralink團隊完成了在豬體上的植人，但從豬體到人體進行試驗，依然有相當長一段路要走?！榜R斯克提到該技術(shù)可以用來召喚特斯拉、玩視頻游戲或讓脊髓損傷的人再次行走，但實際上目前所展示的只是在動物上的實驗，其若在人體上做實驗，需要解決設(shè)備的安全性、生物兼容性問題，另外其在科學倫理方面也需要謹慎對待?！焙螘煿庹f。

中國腦機研究方興未艾

腦機接口（brain-computer?inter-face，BCI）是指在人或動物腦（或者腦細胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)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(jīng)假體、神經(jīng)反饋訓練、腦狀態(tài)監(jiān)測等教育、醫(yī)療、康復(fù)等領(lǐng)域有大量的應(yīng)用場景。目前，腦機接口技術(shù)可以分為兩類，一類是侵人式，如在大腦中植入芯片;另一類為非侵人式，如戴上可以采集腦電波的頭盔或帽子。

從目前來看，腦機接口的發(fā)展仍存諸多挑戰(zhàn)，比如“植入式”腦機接口需要足夠安全、足夠方便，包括能夠存于顱內(nèi)的材料尋找。美國韋斯中心的克勞德克菜門特教授將大腦比作海邊叢林——潮濕、炎熱、多鹽，與人體其他環(huán)境大不相同，需要更為特殊與耐用的材料。比如關(guān)于腦機接口所引發(fā)的科學倫理的研究。又比如“非植人式”腦機接口的解碼要進一步提高，目前非植人的解碼率為70%，等等。

中國蘇州大學計算機科學與技術(shù)學院副教授許粲昊在接受媒體采訪時表示，腦機接口制造技術(shù)在全世界僅處于起步階段。

目前，中國有不少團隊正在進行腦機接口的研究。其中清華大學醫(yī)學院洪波教授的研究項目是國內(nèi)腦機接口領(lǐng)域成績比較突出的。洪波教授團隊已經(jīng)與301醫(yī)院和清華大學醫(yī)學院合作，使一個癲癇病人在做神經(jīng)監(jiān)護的狀態(tài)下，接上腦機接口的系統(tǒng)，機器得到大腦信號，就能實現(xiàn)準確打字。

看了這次馬斯克的演示后，洪波表示：“這個設(shè)計和我們團隊的微創(chuàng)腦機接口有相似之處，但我們更關(guān)注顱內(nèi)腦電，而不是單個神經(jīng)細胞放電，因而對植人器件的要求相對較低，可以完全埋在顱骨里?！?/p>

不久前，北京寧矩科技有限公司宣布與淘寶電商平臺合作，希望推動將人腦與電腦連接起來的技術(shù)，借助于淘寶意念購（Neurabuy）裝置，用戶可以憑借意念的力量完成購物。7月30日，阿里巴巴集團向中國國家知識產(chǎn)權(quán)局遞交專利申請。未來在市場上出現(xiàn)這種裝置后，人們就不再需要智能手機了，而是利用“意念進行購物。

去年舉行的2019世界機器人大會“BCI腦控機器人大賽暨第三屆中國腦機接口比賽”，是大會期間舉辦的最受關(guān)注的賽事之一，冠軍魏斯文憑借腦電波打字創(chuàng)造了最快紀錄，可以超過普通人用觸屏手機打字，而該紀錄的誕生，得益于強大的腦機接口算法?！澳X控打字記錄挑戰(zhàn)賽所使用的腦機接口范式是SsVEP范式，這是中國科研人員自主研發(fā)的腦機接口范式。它已經(jīng)與美國科研人員提出的P300范式和歐洲科研人員提出的運動想象范式并列為國際腦機接口領(lǐng)域三大范式?！鼻迦A大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系教授高小榕透露。

何暉光表示：“現(xiàn)在腦機接口芯片也被列人了美國實體清單，希望國內(nèi)也能加強腦機接口相應(yīng)的規(guī)劃，組織相關(guān)科研人員加大投人，集中精力，加快研究，突破壁壘?！?/p>