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在你大脑里放上一堆传感器是什么感受?

 韩吾 2017-06-29


你有没有想过如果你将头脑控制的纳米微粒注入蟑螂的大脑会发生什么呢? 其实我们也不知道,但显然一些以色列研究人员认为这是一件很酷的事情 。 他们用 DNA 创建了一个纳米机器人,然后用一个可以被电磁信号激活的“锁”将药物锁在机器人中。 他们将纳米机器人注入了一只在电磁线圈内蟑螂的大脑,使其成为它自己身体的一部分。 然后,他们创建了一个算法,可以检测大脑是否处于活跃( 在做计算 )或休息的状态(听演讲)。当大脑开始计算的时候,纳米机器人将药物释放到蟑螂脑中。

这与神经尘埃( neural dust )有什么关系? 实际上并没有太大的关系,但是我们希望给大家展示一个舞台来带着大家看看现今技术的发展是如何让世人震惊的。 也就在前几天 ,加州理工学院的一个研究小组使用猴子大脑的电子信号来重建它所正在看着的脸 。 这个实验是否成功?图左边为真实的脸,右边为由猴子脑波信号重建的脸,你可以自己判断:


资料来源:科学美国人


那些研究人员使用猴子大脑中神经元的电信号来了解猴子如何识别人脸。虽然这项技术仍在实验室中,但这些实验显示了人类对大脑的研究越来越深入了。 现在我们已经打开你的神经元的大门了,让我们继续去探索神经尘埃。


什么是神经尘埃?

至少有一个人似乎知道即将到来的是 Elon Musk,他大胆并且思考我们的存在,例如他认为有一百万分之一的机会可以成功,他就会去做。 最近他还有一件事是这种“神经织网”的概念。 这是他在谈论“神经织网”时所设想的:


资料来源:反向


这其实是一个简单的概念,真正的“神经织网”是将人脑与电脑相连接的网格传感器。这和我们以前的文章中讨论过的 “脑机接口” 或叫做 BCI 十分相似 。Musk 先生觉得这对我们来说非常重要,因为他为了这个想法建立了一个名为Neuralink 的创业公司。



除了“ 开发超高带宽脑机接口以连接人和计算机 ”之外,人们对这个新的创业公司知之甚少。 这是硬件组建, 而像 Kernel 这样的创业公司正在开发可以让我们了解大脑的软件组件。 虽然“神经织网”与“神经尘埃”不一样,但概念几乎相同。

神经尘埃和“神经织网”相似,除了网格被个别的传感器代替。这种替代网格的传感器可以以灰尘粒子大小散布在大脑或者身体内。 在 2016 年夏天,伯克利工程师宣布,他们已经建成了第一个可以植入人体的尘埃大小的无线传感器 。 看看他们有多小:


资料来源:加州大学伯克利分校


这些传感器非常小的原因之一是它们不是由电池供电,而是利用可以穿透人体的任何部分的超声波。 虽然在这种情况下,神经尘埃被用作脑机接口领域,但神经尘埃也在治疗领域中有应用。


什么是生物电子学?

记得我们以前曾经说过的猴子是用来识别人脸的? 研究人员通过记录来自各个神经元的电活动来完成这个结果。 事实证明,当你休息你的身体可以产生100瓦特的电力( 这个电力足够为一个灯泡供电 )。 虽然这种电能被用来泵送你的心脏并且弯曲你的肌肉,但很多都只是通过身体发热释放了。 通过使用电子仪器测量这些电信号属于生物电子学领域,这是生物与电子学相融合的领域。

早在 2013 年,制药巨头葛兰素史克(GlaxoSmithKline)( NYSE:GSK )决定开始追求生物电子研发。 GSK 举办了一系列数百万名科学家团队的比赛, 以创建一个能够将单个器官记录、刺激和阻断神经信号的无线植入式装置 。 竞争的结果一定是非常有前途的,因为去年 GSK 决定为生物电子医学创业公司 Galvani Bioelectronics 注入一大笔资金。



大约在同一时间以前,在去年夏天以色列人在那只可怜的蟑螂脑子里瞎搞时,GSK 与 Verily Life Sciences( Google生命科学部门 )宣布成立一个共同创业公司( GSK持有55%,Verily持有45% )开发并将生物电子药物商业化。  Verily 和 GSK 都致力于投资超过7亿美元的风险投资。

根据 Fierce Biotech 于 2017 年 1 月的一篇文章,葛兰素史克(GSK)一直在提供一个庞大的信息数据库,提供关于神经如何影响器官和疾病的信息,他们期望“ 在 12 至 18 个月内准备好概念验证试验装置” 。 文章继续说:


“Galvani将在中国取得最终的监管部门批准之前建立商店,开始研究2型糖尿病和尚未命名的其他两种疾病,这些将会出现在自身免疫和内分泌紊乱领域。葛兰素史克公司董事长全球疫苗组和Galvani董事会主席Moncef Slaoui说道。”


他们发展的微小植入式装置将被放置在神经上以刺激神经的传播,并且可以在其他负面情况下阻止它们的传播。


什么是电化学

术语 “electroceuticals” 用于描述与 Galvani 正在开发的“生物电子医学”完全相同的东西。 我们可以完全省略 “electroceuticals” 一词,但它在媒体中却被使用。 所以,既然我们已经知道电子技术是什么,我们来看看除了 Galvani 之外的另一个机构。


SetPoint Medical 成立于 2006 年,目前已经拿到了 7860 万美元,由波士顿科学(Boston Scientific)和 GSK 等投资,用于开发可用于治疗患有衰弱性炎性疾病的患者的专有植入式生物电子设备,如克罗恩病和类风湿关节炎等等。 下面你可以看到他们正在开发的设备如何用于刺激迷走神经(vagus nerve)的各种原因:




今年1月,SetPoint Medical 公司在欧洲克罗恩病五个中心进行的一项试点研究中取得了积极成果 。

 埃里克·德雷克斯勒(Eric Drexler)在 1986 年的《创造引擎:纳米技术的未来时代》中首先谈到的这些微小的设备类似于人体的纳米机器人。在这篇文章中,我们专注于可以进入人体内部的微型设备,这将允许我们与外界的机器进行接口,是出于治疗原因,或者只是因为我们想要以思考的速度输入。



不想错过脑机接口的风口?


主讲人韩璧丞博士:

· 哈佛大学脑科学中心博士

· 脑机接口公司BrainCo创始人兼CEO

· 新型脑控义肢公司BrainRobotics创始人

· BrainCo与BrainRobotics双双入选全球最值得关注的十大脑机接口公司

· 哈佛大学Neural Control of Movement(class# 17080)课程讲师


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