Neuralink近日終于披露了它在過去的兩年一直在研究的東西。但是，盡管承諾會在人體上進行試驗，但這項技術(shù)在真正產(chǎn)生影響之前還需要取得長足的進步。在面向加州科學院的一場展示中，Neuralink展示了一種醫(yī)療設備，它能夠讀取來自連接到一只實驗鼠的1500個柔性電極的信息——比目前植入人體的系統(tǒng)快15倍。
該公司的目標是，最終將其技術(shù)植入癱瘓或其他疾病的患者體內(nèi)，使得他們能夠用意念控制電腦。該公司雄心勃勃的計劃最早將于明年開始人體試驗。
那么，這背后的工作原理是什么呢？Neuralink說，外科醫(yī)生得通過在顱骨上鉆洞來插入柔性電極。但在未來，他們希望用激光在頭骨上穿孔。Neuralink的總裁馬克斯·霍達克(Max Hodak)在接受《紐約時報》采訪時表示，“最大的瓶頸之一是，機械鉆子會在頭骨中產(chǎn)生耦合振動，這是令人不快的，而激光鉆子則不會帶來這種感覺。”電極線會比人的頭發(fā)細得多，大概在4到6μm(微米，相當于1米的百萬分之一)。
如果功能完善，Neuralink的電極線相比舊技術(shù)可能有很大的優(yōu)勢，因為它們不太可能損傷大腦。賓夕法尼亞大學的計算機神經(jīng)科學專家康拉德·科丁(Konrad Kording)說：“我們目前發(fā)現(xiàn)，如果我們把(硬的)電極植入大腦，幾個月后，類似疤痕組織的東西就會在周圍形成。”他補充說，隨著大腦的運動，電極的質(zhì)量會迅速下降。
任何植入大腦的電極線都需要持久和穩(wěn)定。“如果我們把技術(shù)應用到人身上，那么它就必須永遠留在那里。我們不能在任意的時間間隔內(nèi)把東西從大腦中取出或重新植入。”科丁補充道，“它難免會造成損害”。
科丁說，Neuralink在開發(fā)的類似玻璃紙的柔性導電線是學術(shù)界非常感興趣的一個概念。國際財團BrainGate最近測試的一項新技術(shù)，可讓人們僅使用意念就能控制機器手臂，從而飲用罐子里的水和打字。但它依賴于一系列帶有多達128個電極通道的硬針，長期來看這可能會有問題，因為大腦會運動，但針不會。
科丁指出，Neuralink的聚合物可能會解決這個問題，但是神經(jīng)外科醫(yī)生仍然需要一個針狀的工具來插入軟線，即“縫紉機”。馬斯克的創(chuàng)業(yè)公司已經(jīng)獲得了1.2億英鎊的融資，雇傭了一個90人的團隊。該公司近日宣講時發(fā)布的一份技術(shù)白皮書稱，它已經(jīng)開發(fā)出“一種神經(jīng)外科機器人，能夠(自動地)每分鐘插入6根線(192個電極)”。該機器人看起來有些像顯微鏡和縫紉機的混合體，它會使用一根堅硬的針插入電極線，這樣做可以避開血管，從而降低大腦炎癥反應的風險。
然而，紐約范斯坦醫(yī)學研究所生物電子醫(yī)學中心主任查德·鮑頓(Chad Bouton)表示，軟線穿透皮膚層仍會有感染的風險。
他的團隊目前使用立體腦電圖(EEG)來診斷癱瘓患者。Neuralink也許已經(jīng)找到了一種制造和連接電極的方法，但鮑頓表示，一個主要的挑戰(zhàn)將會是把信息從大腦中提取出來。Neuralink的微型芯片N1傳感器會被植入頭骨。
目前，它通過USB-C有線連接傳輸數(shù)據(jù)，盡管Neuralink團隊正在研究無線的解決方案。布頓說，“無線遙測技術(shù)已經(jīng)取得了一些進展，但要在為植入大腦的設備供能的同時，確保不會產(chǎn)生過多熱量，仍然是一項不小的挑戰(zhàn)。”他還指出，實現(xiàn)Neuralink所追求的帶寬仍然存在疑問。植入的電極越多，帶寬越寬，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就越多，這就需要更多的能量。
總的來說，使用柔性的軟線似乎是腦機接口領(lǐng)域的下一步。然而，艾塞克斯大學人工智能產(chǎn)業(yè)研究員安娜·瑪特蘭-費爾南德斯(Ana Matran-Fernandez)表示，馬斯克計劃在2020年在人類身上試驗第一批植入物，這似乎過于樂觀。
美國食品和藥物管理局(FDA)的審批過程可能比較緩慢，通常需要多次嘗試才能獲得批準。在如此短的時間內(nèi)，招募人體實驗對象或許更是難上加難。
目前，瑪特蘭-費爾南德斯的團隊正在進行一個涉及經(jīng)橈骨截肢者的項目，他們花了一年多的時間才找到一名志愿者來嘗試一種比Neuralink技術(shù)的侵入性小得多的技術(shù)。“如果你已經(jīng)有了某種有效的東西——很多截肢者就是這樣——你可能不會愿意再去嘗試新的東西。”她認為，擁有健康大腦的人不大可能會冒險進行侵入性手術(shù)。
鮑頓補充說，只要是以最有效、最安全的方式進行新技術(shù)的試驗，患者可能會愿意嘗試這些新技術(shù)。他說：“關(guān)鍵是要確保這項技術(shù)會是有效的，且將會對他們的日常生活產(chǎn)生積極的影響。”鮑頓還說，腦機接口的醫(yī)學應用，比如恢復手部運動，應該放在優(yōu)先位置。
現(xiàn)在，全世界約有5000萬人生活在某種程度的癱瘓之中，每年至少有25萬人遭受脊髓損傷。鮑頓補充稱：“我很高興看到企業(yè)投資于腦機接口領(lǐng)域，因為它有望被用于重要的(醫(yī)療)應用。”他認為，制定有具體目標的計劃可能會加速該行業(yè)的發(fā)展。“問題在于，你在朝著什么方向前進。如果你沒有一個明確的終點，你想投入多少錢就投入多少錢，你最終會進入到多個不同的范疇。”他說。專注于特定的醫(yī)療應用會使得公司能夠逆向運作，確定引入這類新技術(shù)所伴隨的未知挑戰(zhàn)和風險。
目前還不清楚Neuralink的“縫紉機”現(xiàn)階段會有什么真正的用途。舉例來說，帕金森病通常是對大腦中心的一小部分(丘腦下核和丘腦)進行治療——使用的是有4到6個深淺不一的硬電極的刺激器。
“現(xiàn)在，談到自己的設備時，他們說的非常模糊。他們談到96根電極線，但你能把它們推到那個區(qū)域嗎？”考文垂大學控制學教授凱文·沃里克(Kevin Warwick)問道。他說，目前用于治療帕金森病的刺激器是有效的，它也不需要成千上萬的連接。“在某種程度上，我們已經(jīng)擁有的技術(shù)近年來本來可以更進一步，比如BrainGate。如果他們現(xiàn)在有連接數(shù)超過超過1000個的電極線，那他們就有了更多的靈活性，但他們需要做實驗。”這就提出了一些問題：那些實驗將會帶來什么呢？Neuralink會如何將這項技術(shù)用于治療以外的領(lǐng)域呢？
Neuralink似乎有合適的人才團隊以及必要的資源和技術(shù)，但沃里克問道，“他們首先要嘗試和試驗的是什么呢？”
盡管馬斯克關(guān)于讀心計算機的設想可能還有很長一段路要走，但要獲得FDA的支持，并在未來幾年開始在人體上進行試驗，就必須把重點放在這項技術(shù)的醫(yī)療用途上。馬斯克的團隊表示，他們將與斯坦福大學的杰米·亨德森(Jaimie Henderson)等神經(jīng)外科醫(yī)生展開合作，進一步打造臨床設備。亨德森是癲癇治療專家，也是Neuralink的顧問。
該公司目前的重點或許是將一種針對癱瘓、帕金森病等疾病的治療設備推向市場，但馬斯克似乎有著更加宏大的計劃。去年，他在Joe Rogan Experience播客上表示，這項終極技術(shù)將會讓人類能夠“有效地和人工智能融合在一起”。
沃里克認為這個想法并非天方夜譚。“在這一點上，我百分之百認同他，升級人類的潛力是巨大的。”他說道，“但我想要他親自去試一試。他泛泛而談，但他自己并沒有做過任何的實驗。”