馬斯克的腦機接口毀譽參半 專家解讀“神經連接”還有多遠

                                發布時間:2020-09-04發布部門:總裁辦公室

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                                圖片來源:攝圖網


                                近日,知名電動汽車公司特斯拉的創始人埃隆 馬斯克為自己旗下的腦機接口公司 Neuralink舉行了一場全球矚目的發布會,馬斯克在現場介紹了該公司的最新一代植入式腦機接口產品。

                                這場發布會立刻掀起了人們關于科幻未來是否臨近,以及人類對大腦的探索究竟幾何的熱烈討論。

                                雖然有學者認為馬斯克的“小豬直播”未展現神經解碼方面的“任何重大進展”,但也有專家對此表示了肯定。全球領先的腦神經科學公司NextMind的創始人兼首席執行官Sid Kouider在接受《每日經濟新聞》記者采訪時說道,他們(Neuralink)的舉動正在增強人們對神經接口的認知。

                                今年1月,NextMind在今年舉行的國際消費類電子產品展覽會(CES)上展示了其用于實時交互的非侵入式腦機接口設備,該設備允許用戶僅通過意念控制數字世界中的任何東西。據外媒報道,這款可穿戴式的腦機接口是全球首個此類產品。

                                然而,腦機接口技術要被真正應用到治療自閉癥、抑郁癥、阿爾茨海默癥等腦部疾病,還需要攻克許多難關。業界認為,腦機接口技術將經歷“腦機對接”“腦機交互”“腦機融合”三個發展階段,當前正由第一階段向第二階段過渡。

                                “神經解碼”道阻且長

                                Neuralink的發布會上,馬斯克展示了第二代植入式腦機接口產品。一枚硬幣大小的可植入大腦的芯片將通過類似微創手術的方式被植入腦中,植入后,微小的電極“線”將穿過大腦的外表面,通過1024個薄電極與腦細胞交流,檢測來自神經細胞的電脈沖,顯示大腦的工作情況。按照Neuralink的長期計劃,這些線被設計成可以通過計算機生成的信號與外界進行交流。

                                今年5月時,馬斯克曾表示,Neuralink開發的腦機接口設備將會在五年內讓人們不再使用語言交流。另外,其產品可能會在一年內被首次植入人腦中。

                                腦機接口科學家、卡耐基梅隆大學生物醫學工程系主任賀斌教授認為,馬斯克演示了在腦機接口設備小型化和無線通信等工程領域的發展,但似乎沒有展現神經解碼方面的“任何重大進展”。

                                但是在Kouider看來,這次發布會仍有其重要意義,因為它激發了人們對神經接口的興趣,也描繪了一個腦機接口可能為人們帶來好處的未來?!氨M管目前還不清楚Neuralink的研究是局限于臨床應用,還是同時涉及開放給主流應用,但他們的舉動正在增強人們對神經接口的認知,人們會意識到人類從神經接口技術中受益并不是遙遠的事情?!?span> Kouider向記者說道。

                                過去幾十年中,人類對于人或動物的大腦與外部設備之間進行信息交換的可能性的探索一直在緩慢地、斷斷續續地進行著。

                                1973年,加州大學洛杉磯分校的計算機科學教授雅克 維達爾(Jacques Vidal)首次在學術期刊上提出腦機接口的概念,用以表述大腦與外界的直接信息傳輸通路。

                                較為矚目的階段性成果出現在2008年。匹茲堡大學神經生物學家安德魯 施瓦茨(Andrew Schwartz)在當年宣布其做出的腦機接口可以被猴子用來操縱機械臂給自己喂食。2014 年巴西世界杯上,佩戴外骨骼的截肢殘疾者,憑借腦機接口從輪椅上站起來踢了第一腳球。2016年,癱瘓男子 Nathan Copeland 用意念控制的機械手和奧巴馬“握手”,意味著癱瘓病人首次恢復了知覺。

                                然而,復旦大學類腦智能科學與技術研究院副院長王守巖表示,科學家對運動功能解碼已經做了很多,但與大腦高級功能如情感、疼痛、記憶相關的解碼更加復雜,人類還知之甚少。由此看來,腦機接口技術要治療自閉癥、抑郁癥、阿爾茨海默癥等腦部疾病,還需要攻克許多難關。如

                                從技術水平來看,由于人腦的復雜結構,觀測大腦結構、讀取神經信號始終是科學界的難題。神經信號解碼機制也仍有太多未解之謎。

                                腦機接口技術的安全風險也不容忽視。比如,電極植入、信號輸入或輸出的過程,都有可能造成腦部傷害,而腦電波信息收集和使用,有可能涉及對個人隱私的侵犯等。

                                腦機接口的現在和未來暢想

                                腦機接口根據腦電信號獲取的方式,可分為非侵入式、侵入式和部分侵入式。此次,Neuralink的實驗應該就是為了證明腦機接口設備和系統的安全性。

                                Neuralink公司、BrainGate研究項目等重在研究侵入式腦機接口。而NextMind公司、BrainCo公司等則在非侵入式的解決方案領域領先。

                                Kouider告訴《每日經濟新聞》記者,“在人的大腦內部,信噪比(SNR)是更強的。因為當你思考時,頭骨就像一個屏障,降低了大腦產生的電信號。無論是侵入式的還是非侵入式設備,都是從你的神經元中檢測這些電信號?!?/span>

                                對于侵入式設備來說,要刺破大腦皮層,很多人都會對它的安全和健康影響存在顧慮。Kouider指出,Neuralink所公布的侵入式設備仍然存在非常大的安全和健康風險?!暗谝粋€問題是手術過程可能引發的感染。第二個問題是炎癥和組織增生,這是人本身對外來物的一種自然防御。在大腦中,這些問題比身體的其他部位更為嚴重。還有很多并發癥是可能出現的?!?/span>

                                而清華大學生物醫學工程專業高小榕教授曾表示,有創腦機接口最大的好處就是能夠直接從大腦皮層獲取信息,這樣可以避免神經信號因遠距離傳播而衰減。這種技術記錄到的信號具有極高的信噪比和良好的時間、空間及頻率分辨率。

                                Kouider則認為,由于目前傳感器技術快速持續地發展,無創檢測方法可以與基于人工智能的機器學習算法相結合,非侵入式設備也得以獲取和分析質量更好的電信號。他表示,相對于有創設備,無創腦機接口具有穿戴簡單、不進行數據采集,只是實時操作電信號、容易與其他硬件和軟件實現技術集成、電池充電更安全等優點。

                                Kouider看來,非侵入式的腦機接口設備對于大眾消費市場和日常消費者來說將是一個更有吸引力的選擇。以NextMind產品為例,可穿戴的非侵入式產品目前可用于實時游戲控制、與VRAR交互的全沉浸式體驗等應用場景。

                                但在一些臨床應用領域,如幫助癲癇、漸凍癥等病癥患者恢復感覺和運動功能等,侵入性腦機接口仍是重要的技術方案。早在2012年,BrainGate就已宣布其侵入式腦機接口設備成功地讓兩名因幾年前腦中風而癱瘓患者通過控制機器人手臂進行伸出和抓取。

                                Kouider分析認為,在這一方面,應用這種方案的好處可能大于潛在的風險?!翱紤]到所有潛在的安全問題,人們是否愿意以在頭上鉆孔為代價來進行人腦和外部設備的連接,只有在未來才能得出答案,”他補充道。

                                 

                                內容來源:每日經濟新聞,侵刪。


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