馬斯克展示腦機接口新突破：已無損植入豬腦，可實時讀取信息…

2020年8月29日，Neuralink公司舉行了一場發布會，公司老闆馬斯克介紹了腦機接口最新成果：

將指甲蓋大的小晶片植入大腦，就可探測小豬神經元的活動，讀取腦部的大量信息。

這家Neuralink公司，究竟是何來頭？2016年夏天，一家名叫Neuralink的公司在美國加州悄然成立，大名鼎鼎的「現實版鋼鐵俠」，SpaceX和Tesla的擁有者埃隆·馬斯克（Elon Musk），是這家公司的創始人之一。這家神秘的公司是做啥的？他們為什麼這麼引人關注？埃隆·馬斯克的目標到底是什麼？不急，我們慢慢八一八。

Neuralink是做什麼的？

Neuralink的工作內容可以概括為一點：他們試圖研發一種技術，將人腦與計算機系統融合在一起。這種利用腦機接口實現的融合，將有助於治療人類的腦部疾病。以及，很可能，使人類變得更加強大。

腦部是人類的神經中樞。作為人體最重要的器官之一，它承擔著維繫人類生存的基本任務。與此同時，幾乎所有的高級神經活動都在腦部完成。如果將人體視為一臺電腦，那麼大腦就是這臺「人類PC」的運算核心。普通的電腦可以通過外接硬碟、外接顯卡、外接內存等方法提高性能，而有科學家認為，這樣的「改良」同樣可以適用於人腦。這種觀點的產生，最終形成了研發腦機接口的動力。

腦機接口（brain-computer interface）是指創建在人類或動物腦與外部設備間的直接連接通路。被腦機接口串聯的人腦能夠與外部設備之間互相傳送信號，交換信息。可以預料，當這一技術發展到一定程度，人們就能夠通過「外掛」外部設備的方式，來提高生物體腦部的運算能力。而Neuralink想做的，就是研發出一個足夠強大的腦機接口，治癒人類的腦部疾病，並賦予人腦更強大的功能。

為了更好地完成自己的目標，Neuralink的團隊包括多名業界知名的科學家。比如加州大學舊金山分校生理學教授菲利普·薩佩斯（Philip Sabes），波士頓大學生物學教授蒂莫西·加德納（Timothy Gardner），都受僱於Neuralink。他們的經驗和研究成果對於Neuralink無疑有重要意義。

腦機接口的研究到什麼程度了？

雖然聽上去很科幻，但實際上，對於腦機接口的探索在二十世紀六七十年代就已經開始了。最早的研究者致力於探索動物（主要是獼猴）的運動皮層與肢體運動之間的關係，美國國立衛生研究院（NIH）的科學家早在1977年就發現，獼猴能夠學會控制初期運動皮層上單個神經元的放電頻率。而隨後不久，約翰·霍普金斯大學的科學家也找到了獼猴上肢運動的方向與運動皮層放電模式的關係。

九十年代以來，人們對腦機接口的研究快速發展。到2008年，匹茲堡大學神經生物學家安德魯·施瓦茨（Andrew Schwartz）宣稱他們創造的腦機接口可以被猴子用來操縱機械臂給自己餵食。這也標誌著腦機接口的發展已經容許人們將動物腦與外部設備直接相連，並使得外部設備執行特定的功能。

在人腦上又怎麼樣？

或許你沒當回事，但能夠與我們的頭腦直接或者間接相連的外部設備，其實早已存在。最為人所知的例子就是腦電圖（EEG）了。這一儀器在頭皮處感受人類腦部活動產生的生物電，並放大成可供分辨的腦電信號。某種意義上來講，當你在接受腦電圖檢測時，你的腦就已經與這臺龐大的機器相連在一起了。廣義上講，這也是一種「腦機接口」。

目前，人們依據腦機接口與大腦的聯繫緊密程度，將腦機接口分為三類：

安德魯·施瓦茨團隊的腦機接口讓猴子得以操縱機械臂為自己取食。圖片來源：motorlab.neurobio.pitt.edu

侵入式腦機接口：

當你選擇這樣的腦機接口，那麼你就要面對機器直接插入大腦灰質的命運。這類腦機接口能夠獲得高質量的神經信號，但與此同時也帶來嚴重的免疫排斥。目前，這種設備主要被用作治療使用。科學家利用侵入式腦機接口重建病人的特殊感覺，恢復癱瘓病人的運動功能。

目前主要的成功案例來自一名叫做威廉·多貝爾（William Dobelle）的科學家。1978年，多貝爾在以一名盲人的腦內植入了68個電極組成的陣列，這一嘗試使得盲人產生了光幻視（又稱眼內閃光，是視網膜受到刺激時產生的感覺）。在隨後的調試中，接受這種治療的盲人能夠在有限的視野內看到低解析度，低刷新率的點陣圖像。2002年，接受新一代系統治療的患者恢復了更多的視力，甚至可以在研究中心附近駕車慢速前行。同一階段，在恢復運動功能方面，腦機接口研究也取得了顯著的進展。

雙目失明的延斯（Jens Naumann）在仿生眼的幫助下得到了一定程度的視力。這樣的系統用眼鏡上的攝像頭、腰間的電腦處理器和植入腦部的微電極陣列三部分組成。圖片來源：jensnaumann.green-first.com

部分侵入式腦機接口：

即那些植入顱腔但位於灰質之外的腦機接口。這其中最典型的例子是「皮層腦電圖」（ECoG），是將與常規腦電圖相似的電極直接植入大腦皮層。華盛頓大學的科學家曾利用這個技術讓一名少年病人能夠只靠腦電玩《太空侵略者》（也就是我們熟悉的「小蜜蜂」類遊戲）。但研究者同時指出，利用基於皮層的腦電圖實現超過一維的運動很困難。

非侵入式腦機接口：

顧名思義，這是指那些不需植入腦部即可發揮作用的腦機接口。腦電圖就是其中最典型的應用。除此之外，腦磁圖（MEG）和功能性核磁共振成像（fMRI）都是非侵入式腦機接口的例子。目前，非侵入式腦機接口主要內容收集人類腦部活動數據進行研究，反向利用這些腦機接口作用於人腦進行治療目的的嘗試不多。德國圖賓根大學的科學家在1990年代曾利用腦電圖對癱瘓患者進行治療，但受限於腦電圖易受噪音幹擾以及難於學習的特性，這一技術最終並未在治療領域走得更遠。

看了這些前人的研究成果，你可能會意識到，儘管Neuralink目標遠大，背後又有大名鼎鼎的創始人，但他們並非這一領域的先行者——至少，它不是最早踏入這一領域的公司。許多公司早已由於各種各樣的目的踏入了腦機接口的研究和應用領域，在Neuralink成立許多年以前。

有哪些與Neuralink類型相近的公司，他們又做了什麼？

• Cyberkinetics公司就是腦機接口領域的先行者之一。他們早在2005年已經試著利用腦機接口來讓病人完成對機械臂的控制，那也是全球首個用侵入式腦機接口來恢復部分運動功能的案例。
  
• 1997年成立於美國加州的NeuroPace也是早期就加入腦機接口應用研發的公司之一。他們研發了一種被稱為「RNS系統」的大腦活動監測裝置，這一裝置被用來作為治療癲癇患者的方案。當識別癲癇患者的病症即將發作時，被植入侵入式腦機接口會發送脈衝來抑制這種衝動，進而緩解患者的痛楚。

用於治療癲癇的RNS系統裝備示意圖。圖片來源：businesswire.com

• 2008年在美國匹茨堡成立的Cerêve公司將自己的腦機接口設備應用於對抗失眠。他們近日剛剛獲得了新一輪融資來支持自己的研究。
  
• 位於美國匹茲堡的創業公司Neurable致力於醫療領域以外的腦機接口應用研究。他們利用腦電圖技術來記錄人類的大腦活動並進行分析數據，利用這些數據，他們試圖研發一種腦機接口來使得用戶可以直接利用「意念」完成對外部設備，比如玩具和汽車，的操控。
  
• 而另一家公司BrainCo則致力於利用外部的腦機接口與可穿戴設備來對人類進行「訓練」，通過神經反饋的方式改善一部分人們注意力不集中的問題。
  

根據埃隆·馬斯克本人以及Neuralink放出的消息來看，Neuralink目前的主要研究領域與NeuroPace類似，都是進軍醫療領域，利用腦機接口來對抗癲癇、重度抑鬱甚至帕金森綜合症等目前難解的神經疾病。如果他們能夠證明自己設備的可靠和安全性，他們將向更遠的未來出發。而這裡面就包括那些利用外接設備強化人腦計算和認知能力的腦機接口。

埃隆·馬斯克為什麼關心腦機接口？

這樣的問題，除了馬斯克自己之外，恐怕沒有人知道正確的答案。但一個傳播非常廣的說法是，這名矽谷巨人希望通過這種方式來對抗越來越強大的人工智慧（AI）。

在過去的三年中，馬斯克多次表達自己對人工智慧發展過快的擔憂。他的擔憂不僅僅寫在他接受的或大或小的採訪中，也表現在自己的實際行動中。在DeepMind造出圍棋打遍天下無敵手的AlphaGo之前，馬斯克就已經是DeepMind的投資人了。但他表示，自己的這筆投資並非為了財富回報，而是為了提醒自己時刻警惕人工智慧的發展。

他對人工智慧的恐懼也使得他與谷歌聯合創始人拉裡·佩奇（Larry Page）的關係產生了裂痕。在他眼中，這家不停創新的公司，最可能創造出人們意想不到的「邪惡之物」，使得AI最終失控。人們猜測，正是由於對AI所持的態度，最終促使埃隆·馬斯克走入腦機接口這一領域。在許多科技公司正醉心於創造出不可戰勝的人工智慧時，他準備站出來讓人類具備對抗AI的能力——通過另一部分技術。

當然，矽谷也有評論認為，馬斯克的動機遠不如自己聲稱的那麼偉大——防備AI威脅也好，幫助人類也罷，都是為了將自己所持有的公司粉飾成「正義」的一方，並獲取更大的利潤。真實情況是怎樣的？沒有人知道。

在傳統工業的眼中，埃隆·馬斯克是一個離經叛道的怪人。在特斯拉橫空出世之前，沒有人認為電動汽車將會成功進入市場。在SpaceX崛起之前，人們更不認為低成本火箭能成大器。這一次，馬斯克還會再一次證明自己嗎？面對未來關於倫理的爭議，Neuralink還能站得住腳嗎？沒人知道。但這註定，會是一個不同的時代。

參考資料：

1. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%84%91%E6%9C%BA%E6%8E%A5%E5%8F%A3
2. https://www.engadget.com/2017/03/27/elon-musk-neuralink-ai-cranial-computing/
3. https://www.wired.com/2002/09/vision/
4. http://www.pittsburghlive.com:8000/x/tribunereview/s_469059.html
5. http://www.neuropace.com/
6. http://www.businesswire.com/news/home/20170105005480/en/Cer%C3%AAve-Raises-38-Million-Fuel-Launch-Insomnia
7. http://neurable.com/
8. http://brainco.tech/
9. http://mashable.com/2015/05/12/elon-musk-fears-larry-page/
10. http://www.vanityfair.com/news/2017/03/elon-musk-billion-dollar-crusade-to-stop-ai-space-x

作者：S.西爾維希耶

編輯：Calo

文章內容在原文基礎上有補充

原名稱：馬斯克的新公司Neuralink，到底是幹啥的？

來源：果殼、中科院物理所