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马斯克Neuralink是什么?神秘的Neuralink将实现人脑连接机器?

2018-09-08  文明世界...

2016年夏天,一家名叫Neuralink的公司在美国加州悄然成立。而直到今年三月份,这家公司才突然进入公众视线。人们发现,大名鼎鼎的“现实版钢铁侠”,SpaceX和Tesla的拥有者埃隆·马斯克(Elon Musk),竟然也是这家公司的创始人之一。这家神秘的公司是做啥的?他们为什么这么引人关注?埃隆·马斯克的目标到底是什么?不急,我们慢慢八一八。

马斯克Neuralink是什么?神秘的Neuralink将实现人脑连接机器?

略显神秘的Neuralink,准备做些什么?图片来源:laptopmedia.com

Neuralink是做什么的?

Neuralink的工作内容可以概括为一点:他们试图研发一种技术,将人脑与计算机系统融合在一起。这种利用脑机接口实现的融合,将有助于治疗人类的脑部疾病。以及,很可能,使人类变得更加强大。

脑部是人类的神经中枢。作为人体最重要的器官之一,它承担着维系人类生存的基本任务。与此同时,几乎所有的高级神经活动都在脑部完成。如果将人体视为一台电脑,那么大脑就是这台“人类PC”的运算核心。普通的电脑可以通过外接硬盘、外接显卡、外接内存等方法提高性能,而有科学家认为,这样的“改良”同样可以适用于人脑。这种观点的产生,最终形成了研发脑机接口的动力。

脑机接口(brain-computer interface)是指创建在人类或动物脑与外部设备间的直接连接通路。被脑机接口串联的人脑能够与外部设备之间互相传送信号,交换信息。可以预料,当这一技术发展到一定程度,人们就能够通过“外挂”外部设备的方式,来提高生物体脑部的运算能力。而Neuralink想做的,就是研发出一个足够强大的脑机接口,治愈人类的脑部疾病,并赋予人脑更强大的功能。

为了更好地完成自己的目标,Neuralink的团队包括多名业界知名的科学家。比如加州大学旧金山分校生理学教授菲利普·萨佩斯(Philip Sabes),波士顿大学生物学教授蒂莫西·加德纳(Timothy Gardner),都受雇于Neuralink。他们的经验和研究成果对于Neuralink无疑有重要意义。

脑机接口的研究到什么程度了?

虽然听上去很科幻,但实际上,对于脑机接口的探索在二十世纪六七十年代就已经开始了。最早的研究者致力于探索动物(主要是猕猴)的运动皮层与肢体运动之间的关系,美国国立卫生研究院(NIH)的科学家早在1977年就发现,猕猴能够学会控制初期运动皮层上单个神经元的放电频率。而随后不久,约翰·霍普金斯大学的科学家也找到了猕猴上肢运动的方向与运动皮层放电模式的关系。

九十年代以来,人们对脑机接口的研究快速发展。到2008年,匹兹堡大学神经生物学家安德鲁·施瓦茨(Andrew Schwartz)宣称他们创造的脑机接口可以被猴子用来操纵机械臂给自己喂食。这也标志着脑机接口的发展已经容许人们将动物脑与外部设备直接相连,并使得外部设备执行特定的功能。

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安德鲁·施瓦茨团队的脑机接口让猴子得以操纵机械臂为自己取食。图片来源:motorlab.neurobio.pitt.edu

在人脑上又怎么样?

或许你没当回事,但能够与我们的头脑直接或者间接相连的外部设备,其实早已存在。最为人所知的例子就是脑电图(EEG)了。这一仪器在头皮处感受人类脑部活动产生的生物电,并放大成可供分辨的脑电信号。某种意义上来讲,当你在接受脑电图检测时,你的脑就已经与这台庞大的机器相连在一起了。广义上讲,这也是一种“脑机接口”。

目前,人们依据脑机接口与大脑的联系紧密程度,将脑机接口分为三类:

侵入式脑机接口:当你选择这样的脑机接口,那么你就要面对机器直接插入大脑灰质的命运。这类脑机接口能够获得高质量的神经信号,但与此同时也带来严重的免疫排斥。目前,这种设备主要被用作治疗使用。科学家利用侵入式脑机接口重建病人的特殊感觉,恢复瘫痪病人的运动功能。

目前主要的成功案例来自一名叫做威廉·多贝尔(William Dobelle)的科学家。1978年,多贝尔在以一名盲人的脑内植入了68个电极组成的阵列,这一尝试使得盲人产生了光幻视(又称眼内闪光,是视网膜受到刺激时产生的感觉)。在随后的调试中,接受这种治疗的盲人能够在有限的视野内看到低分辨率,低刷新率的点阵图像。2002年,接受新一代系统治疗的患者恢复了更多的视力,甚至可以在研究中心附近驾车慢速前行。同一阶段,在恢复运动功能方面,脑机接口研究也取得了显著的进展。

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双目失明的延斯(Jens Naumann)在仿生眼的帮助下得到了一定程度的视力。这样的系统用眼镜上的摄像头、腰间的电脑处理器和植入脑部的微电极阵列三部分组成。图片来源:jensnaumann.green-first.com

部分侵入式脑机接口:即那些植入颅腔但位于灰质之外的脑机接口。这其中最典型的例子是“皮层脑电图”(ECoG),是将与常规脑电图相似的电极直接植入大脑皮层。华盛顿大学的科学家曾利用这个技术让一名少年病人能够只靠脑电玩《太空侵略者》(也就是我们熟悉的“小蜜蜂”类游戏)。但研究者同时指出,利用基于皮层的脑电图实现超过一维的运动很困难。

非侵入式脑机接口:顾名思义,这是指那些不需植入脑部即可发挥作用的脑机接口。脑电图就是其中最典型的应用。除此之外,脑磁图(MEG)和功能性核磁共振成像(fMRI)都是非侵入式脑机接口的例子。目前,非侵入式脑机接口主要内容收集人类脑部活动数据进行研究,反向利用这些脑机接口作用于人脑进行治疗目的的尝试不多。德国图宾根大学的科学家在1990年代曾利用脑电图对瘫痪患者进行治疗,但受限于脑电图易受噪音干扰以及难于学习的特性,这一技术最终并未在治疗领域走得更远。

看了这些前人的研究成果,你可能会意识到,尽管Neuralink目标远大,背后又有大名鼎鼎的创始人,但他们并非这一领域的先行者——至少,它不是最早踏入这一领域的公司。许多公司早已由于各种各样的目的踏入了脑机接口的研究和应用领域,在Neuralink成立许多年以前。

有哪些与Neuralink类型相近的公司,他们又做了什么? Cyberkinetics公司就是脑机接口领域的先行者之一。他们早在2005年已经试着利用脑机接口来让病人完成对机械臂的控制,那也是全球首个用侵入式脑机接口来恢复部分运动功能的案例。

1997年成立于美国加州的NeuroPace也是早期就加入脑机接口应用研发的公司之一。他们研发了一种被称为“RNS系统”的大脑活动监测装置,这一装置被用来作为治疗癫痫患者的方案。当识别癫痫患者的病症即将发作时,被植入侵入式脑机接口会发送脉冲来抑制这种冲动,进而缓解患者的痛楚。

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用于治疗癫痫的RNS系统装备示意图。图片来源:businesswire.com

2008年在美国匹茨堡成立的Cerêve公司将自己的脑机接口设备应用于对抗失眠。他们近日刚刚获得了新一轮融资来支持自己的研究。

位于美国匹兹堡的创业公司Neurable致力于医疗领域以外的脑机接口应用研究。他们利用脑电图技术来记录人类的大脑活动并进行分析数据,利用这些数据,他们试图研发一种脑机接口来使得用户可以直接利用“意念”完成对外部设备,比如玩具和汽车,的操控。

而另一家公司BrainCo则致力于利用外部的脑机接口与可穿戴设备来对人类进行“训练”,通过神经反馈的方式改善一部分人们注意力不集中的问题。

根据埃隆·马斯克本人以及Neuralink放出的消息来看,Neuralink目前的主要研究领域与NeuroPace类似,都是进军医疗领域,利用脑机接口来对抗癫痫、重度抑郁甚至帕金森综合症等目前难解的神经疾病。如果他们能够证明自己设备的可靠和安全性,他们将向更远的未来出发。而这里面就包括那些利用外接设备强化人脑计算和认知能力的脑机接口。

埃隆·马斯克为什么关心脑机接口?

这样的问题,除了马斯克自己之外,恐怕没有人知道正确的答案。但一个传播非常广的说法是,这名硅谷巨人希望通过这种方式来对抗越来越强大的人工智能(AI)。

在过去的三年中,马斯克多次表达自己对人工智能发展过快的担忧。他的担忧不仅仅写在他接受的或大或小的采访中,也表现在自己的实际行动中。在DeepMind造出围棋打遍天下无敌手的AlphaGo之前,马斯克就已经是DeepMind的投资人了。但他表示,自己的这笔投资并非为了财富回报,而是为了提醒自己时刻警惕人工智能的发展。

他对人工智能的恐惧也使得他与谷歌联合创始人拉里·佩奇(Larry Page)的关系产生了裂痕。在他眼中,这家不停创新的公司,最可能创造出人们意想不到的“邪恶之物”,使得AI最终失控。人们猜测,正是由于对AI所持的态度,最终促使埃隆·马斯克走入脑机接口这一领域。在许多科技公司正醉心于创造出不可战胜的人工智能时,他准备站出来让人类具备对抗AI的能力——通过另一部分技术。

当然,硅谷也有评论认为,马斯克的动机远不如自己声称的那么伟大——防备AI威胁也好,帮助人类也罢,都是为了将自己所持有的公司粉饰成“正义”的一方,并获取更大的利润。真实情况是怎样的?没有人知道。

在传统工业的眼中,埃隆·马斯克是一个离经叛道的怪人。在特斯拉横空出世之前,没有人认为电动汽车将会成功进入市场。在SpaceX崛起之前,人们更不认为低成本火箭能成大器。这一次,马斯克还会再一次证明自己吗?面对未来关于伦理的争议,Neuralink还能站得住脚吗?没人知道。但这注定,会是一个不同的时代。

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