夸张？马斯克最新的脑机接口系统有多疯狂

人类向“Cyborg”（生化电子人）的进步，一直与一项尖端技术的发展息息相关，那就是脑机接口。

今天，马斯克为其投资的脑机接口初创公司Neuralink召开新闻发布会，首次揭示了该公司在脑机接口方面的最新技术进展和未来前景：Neuralink Demo 它已经开发出已经测试过的设备在向小鼠大脑发送 1,500 个电子探针的小鼠中，能够同时从多个神经元中提取信息。迄今为止，Neuralink 的设备已在动物身上进行了至少 19 次手术，植入导线的成功率为 87%。

图丨Neuralink展示探针设备插入成功的过程（来源：Neuralink）

为了高效实现脑机接口，该设备使用一种叫做“缝纫机”的探针设备，将类似于玻璃纸的柔性线材成功插入小鼠的软组织中。这一操作也意味着Neuralink打造的脑机接口产品将是一种侵入性产品。

“缝纫机”位于头部外部，使用激光束制造小孔刺穿颅骨，在大脑中植入无线模块接收信息，并将信号传输到神经元系统，让已经瘫痪在床 控制手机或电脑等电子设备，听到自己的声音并形成记忆的患者。此外，该方法还可用于治疗抑郁症。

本次发布也是Neuralink成立两年以来最重要的一次成果发布。然而，这一举措违反了学术界的规范，即在论文发表之前发布结果。

Neuralink 成立于 2017 年，总部位于旧金山。它聘请了来自美国重点大学神经学领域的多位科学家，共同研究高效实现脑机接口的方法。马斯克表示，这项技术最早可在明年年底用于患者。

但与此同时，研究成果也面临着诸多挑战。这一突破是由 Tim Hanson、Philip Sabes 和加州大学伯克利分校教授 Michel Maharbiz 完成的，他们也是 Neuralink 的创始团队。蒂姆·汉森此前在接受麻省理工科技评论采访时表示，马斯克所追求的高密度记录技术对于特定的脑部疾病来说并不是必需的，也不一定是人类选择治疗特定脑部疾病的方式。

他说这个技术比较适合研究动物基础科学，现在用在人类身上还有些为时过早。

当然，马斯克在今天的发布会上也表示，这并不是实现某种与人类共生的方式，“这不是强制性的事情，是你可以选择去做的事情。”

Neuralink 的具体进展如何？

Neuralink 的新型脑机接口技术具有三个核心部分。

首先是灵活的“线程”。线径4～6μm宽，比人的头发细（约75μm）。

目前，实验性脑机接口使用刚性金属电极；犹他阵列拥有 100 根由硅制成的刚性针，这些针用气枪射入大脑。这些针在神经元放电时能很好地捕获神经元中的电信号，但这不仅会损害大脑，而且设备的使用寿命也很短。

Neuralink 还发明了另一种由微小电极或传感器连接的柔性导线，与脑机接口中使用的其他材料相比，它不仅对大脑的伤害更小，而且可以传输更多的数据.

根据早前发布的“Elon Musk & Neuralink”白皮书，该材料分布在每个阵列中的 96 个线程上，最多可容纳 3072 个电极。值得注意的是，这个电极并不简单，它是由碳纤维或聚合物制成的，但这种薄而轻的电极不能直接植入大脑，可以通过柔性电线和机器直接引入。

第二个是用来插线的机器。 Hanson 曾说过，这台机器是 Neuralink 研究大脑内部的“杀手锏”。

由于大脑在头骨中不断移动马斯克研究脑机接口，因此 Neuralink 的技术比犹他阵列更难植入。正因为如此，他们开发了一种“神经外科机器人”，能够在整个过程中每分钟插入 6 根线（192 个电极），尤其是像缝纫机拔针一样。

图丨用于插线的“神经外科机器人”（来源：Neuralink）

通过发明机器，他们将薄而灵活的电极植入大脑。

第三个是Neuralink开发了一种定制芯片，称为“N1传感器”。芯片尺寸比手指还小。该芯片可以更好地读取、清理和放大来自大脑的信号。但目前实验只能在鼠标上进行，数据通过USB-C的有线连接传输。

Neuralink 表示，定制芯片提供的电流约为现有最强传感器的 10 倍。但这还远远不够，这部分的最终目标是创建一个无线工作系统。

图丨Neuralink开发的定制芯片（来源：Neuralink）

在N1芯片中，植入了4个传感器，其中3个位于运动区，1个位于感受区。唯一的外部设备安装在耳后并包含电池。

该芯片可以提供云支持、无线连接，甚至可以与 iPhone 上的 Neuralink 应用交互。

具体的“侵入”过程是自主神经外科手术机器人使用计算机视觉系统将一根含有电线和绝缘材料的 5 微米厚的针头引导到大脑中（这样做是为了避免损伤血管），电线大约人类头发直径的四分之一被连接到不同位置和深度的一系列电极。机器人每分钟可插入 6 根电线，192 个电极。

这些电极将检测到的神经脉冲传输到颅骨表面的处理器，该处理器能够读取多达 1,536 个信息通道，大约是目前人体内可植入系统的 15 倍。此外，它符合科学研究和医疗应用的基本底线，并且可能优于竞争对手比利时公司 Imec 的 Neuropixels 技术，该技术可以同时从数千个不同的脑细胞中收集数据。

Neuralink 白皮书中发表的一篇摘要指出马斯克研究脑机接口，Neuralink 已在动物身上进行了至少 19 次手术，植入导线的成功率为 87%。

马斯克在演讲中暗示，Neuralink 已经在灵长类动物身上取得了成果。 “我们不得不提到一只猴子。这是一个敏感的话题。这只猴子已经可以用它的大脑控制计算机了。”

脑机接口硬件开发，高分辨率是个挑战

高分辨率脑机接口（简称 BCI）相当复杂。他们必须能够读取神经活动，以便能够弄清楚哪些神经元组执行哪些任务。植入电极非常适合处理这种情况，但从历史上看，硬件限制导致它们接触大脑的多个区域，或产生干扰。

随着精密的生物相容性电极的出现，这种情况发生了变化，这些电极可以限制干扰并精确靶向细胞簇。然而，一些神经过程仍然知之甚少。