 |
脑机接口移植示意图。 |
 |
“神经连接”公司的手术室。 |
 |
“心灵感应”植入设备。 |
 |
“神经连接”公司的手术机器人。 |
美国知名企业家埃隆·马斯克29日表示，他旗下的脑机接口公司“神经连接”（Neuralink）28日进行了首例脑机接口设备人体移植，移植者目前恢复良好。
马斯克在社交媒体X（原推特）平台上发文说，初步结果显示，植入式脑机接口设备检测神经元相关电位的前景很好。
据马斯克介绍，“神经连接”公司的首款脑机接口产品名为“心灵感应”（Telepathy），大脑植入设备后，只需通过意念就能控制手机、电脑，并通过它们控制几乎所有设备。
马斯克表示，这款产品的首批使用者将是失去四肢功能的人。“想象一下，如果植入脑机接口设备，斯蒂芬·霍金的沟通速度也许能比打字员或拍卖师更快。这就是我们的目标。”
【解读】
动物实验超过400次
脑机接口移植怎样进行
马斯克的“神经连接”公司成立于2016年，专注于植入式脑机接口设备研发。该公司表示，这种设备植入大脑后能够读取大脑活动信号，希望可将其用于治疗记忆力衰退、颈脊髓损伤及其他神经系统疾病，帮助瘫痪人群恢复与外界沟通的能力，甚至重新行走。
尽管一些竞争对手已经在人体试验方面领先于“神经连接”公司，但该公司的原始技术最接近于成为大脑中的通用计算机。这种植入物有1000多个电极用于收集大脑数据，而竞争对手的设备只有16个左右。“神经连接”公司的硬件集处理、通信和充电系统于一体，包括电池和信号放大系统。与此同时，竞争对手仍然必须通过电线将他们的植入物与心脏起搏器大小的笨重电池和放大器单元连接起来，这些组件通常要通过手术植入患者的胸部。“神经连接”公司的电池可以持续使用几个小时，并且可以通过定制的棒球帽在几个小时内完成无线充电。
马斯克最喜欢的另一项创新是将关键的制造业务内部化，这虽然增加了财务风险，但却节省了时间。“神经连接”公司甚至能自己生产低功耗、低热量的定制半导体芯片，这在医疗设备行业是极为罕见的。
手术过程中的首要任务是避免在患者的大脑中产生任何出血或疤痕组织。为此，“神经连接”公司还制造了自己的手术机器人。这台机器人是白色的，高约2.1米，底座稳定，呈立方体形状，支撑着一个电子设备塔。
一旦人类外科医生在患者的头骨上切开一个洞，机器人就会执行一项极其精细的任务，将电极线插入大脑。这个机器人配有摄像头、传感器和一根微小的激光磨针，它在每根线的末端钩成一个环。针头一根接一根地将64根线（每根线有16个电极）推入大脑，同时小心翼翼地避开血管。
考虑到每根线只有5微米粗，或者大约是人类头发直径的1/14，任何人都不允许尝试这种方法。为了进一步避免损伤组织，这些线被设计得细长、柔韧而坚固，并被涂上一层特殊的聚合物，以防止它们在多年后变质。
为此，“神经连接”公司进行了动物实验。2020年8月，马斯克曾在线直播展示了大脑被植入脑机接口设备的小猪，其脑部活动信号可以被实时读取。脑部植入设备后又取出的小猪表现健康，与普通小猪相比没有明显差异。
“神经连接”公司的十几台机器人在2021年对羊、猪和猴子进行了155次手术，2022年进行了294次。
2023年5月，该公司获得美国食品和药物管理局批准，启动脑植入设备人体临床试验。同年9月，该公司开始为首次脑机接口临床试验招募志愿者。
【分析】
这是一种怎样的技术
能给人类带来哪些帮助
首例人体脑机接口设备移植引发广泛关注。脑机接口是怎样的技术？能给人类带来哪些帮助？研发进展和前景如何？
“脑机接口”是一种变革性的人机交互技术，其工作原理是采集脑部神经信号并分析转换成特定指令。通常人或动物大脑要依赖神经和肌肉向外部环境输出指令，而这种技术能够在大脑与外部设备之间创建直接的连接，实现“脑”与“机”之间的直接信息交换。
脑机接口设备的重要功能包括帮助治疗记忆力衰退、颈脊髓损伤及其他神经系统疾病，帮助有运动功能障碍的患者、瘫痪人群恢复部分能力，甚至帮助他们重新行走，改善和提升他们的生活质量。随着脑机接口技术的发展，其在医疗领域与非医疗领域的潜在应用场景也在不断扩展，包括监测与评估大脑状态、调控神经、增强感官能力、提高游戏的操控性以及用于教育、军事等领域。
目前，脑机接口技术按照其是否需要侵入大脑以及侵入的程度分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。“神经连接”公司相关产品为侵入式。马斯克表示，初步结果显示，植入的脑机接口设备检测神经元相关活动的前景很好。
脑机接口设备的潜在功能强大，但其植入人体的安全性一直引发争议和担忧。通过开颅植入电极具有很大风险，并且异物侵入还可能引发免疫反应和形成疤痕组织，也可能因此影响电极信号质量。
据“神经连接”公司介绍，其研究项目全称为“精准机器人植入脑机接口”，是一项关于完全可植入的无线脑机接口医疗设备的试验，旨在评估植入物和手术机器人的安全性，并评估脑机接口的初始功能，帮助瘫痪者用大脑的意念控制外部设备。在这项研究中，手术机器人负责将植入物的超细柔韧线植入控制运动意图的大脑区域，以记录大脑信号并将其无线传输到解码运动意图的应用程序。
“神经连接”公司称，这项研究旨在通过创建通用的大脑接口，帮助那些有特殊需求的人群，包括因颈部脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症（俗称“渐冻症”）而四肢瘫痪的人群等。
尽管脑机接口技术已取得较大进展，具有广阔的想象空间，但距离真正的大规模商用还需要跨越很多障碍，不仅包括实用性的技术瓶颈，还包括伦理、隐私、社会公平等方面的问题。
据美国媒体报道，除“神经连接”公司外，还有多家美国公司在研发脑机接口技术，有的公司也已开展了人体临床试验。
【观察】
主要为了治疗病人
脑机接口不能制造“超人”
“神经连接”公司的试验规划特别宏大，计划在2024年进行11例心灵感应设备植入手术，2025年为27例，2026年为79例，到2030年，这一数字将超过22000人。
脑机接口的概念源于1973年美国加州大学洛杉矶分校计算机科学家雅克·维达尔的设想，通过放置在头皮上的电极可检测到大脑发出的实时信号翻译后用于控制计算机。但是，现在马斯克混淆了帮助病人与创造超人的界线。不错，心灵感应最初的使用者是中枢神经损伤而失去肢体功能的人，但是能否把硬币大小的植入物放进人类的大脑中，创造出一批记忆增强、灵魂永生、半人半机的超级人类，或者通过大脑植入物操控几乎任何设备，有一些鸿沟几乎是不可能逾越的。
比如，现在的植入物反馈了神经信号，但是，这种信号是什么，计算机或App软件能否破译不同类型的神经信号并将其转化为明确指令，在目前看来都还不靠谱。即便是破译指挥四肢行动的神经信号，并传导到机械设备，也需要计算机软件经过反复学习才能理解神经信号。
至于更为抽象的人类思维，如人和生物如何演化，以及利用分析、综合、归纳、演绎方法来形成概念，并确定概念与概念之间演绎的关系等，不要说人与人之间的想法不一样，即便是公认的定理、公理、认知、法律条文等在具体的个体之间也都会有不同，因此破译解释并转换抽象思维的神经信号（从人到机）更为不易。
另外，安全问题也是一个目前可能难以逾越的天堑。
如果大脑植入手术失误或引起创伤，将会在未治病之前就伤害病人。其次，植入设备中的任何化学物质发生泄漏，渗入到大脑，更是将引发难以预料的后果。另外，即便安全植入设备，在长期的使用时，如何保证不让伤口感染也是一个难题。
大脑植入后的设备还需要定时充电，目前只有几小时的供电量，不过“神经连接”公司定制芯片的改进版本是把电池寿命延长到11个小时，但仍然需要充电。“神经连接”公司的想法是，病人可在夜间通过枕头里的充电板自动给植入物充电。这样的充电是否能保护病人，不对大脑造成伤害，也需要进一步试验。
除了安全性需要优先考虑外，人机接口的试验还需要有伦理规则，就如同今天的AI需要有伦理制约和规范一样。
综合新华社、《中国日报》、《北京商报》、《每日经济新闻》、《新京报》报道