埃隆·马斯克的脑机接口项目获助力,神经医学或将迎来加速发展

神时经 2024-11-26 02:51:20

近日,特朗普当选美国总统的消息在中文互联网成为热门事件,在与民主党哈里斯的竞争中,特朗普取得压倒性胜利与Neuralink公司创始人马斯克的推波助澜关系密切。众所周知,马斯克最初是民主党的拥趸,作为美国新权贵,他的各种科技项目都因与旧利益集团发生冲突而被以各种理由延缓,而他的改弦易辙,或许部分原因来自于特朗普承诺未来政府将对其科技项目加大支持力度。特朗普上任美国总统后,马斯克或成为美国政府效率部部长,这可能会加快其公司在脑机接口(BCI)项目上的研发进程。

马斯克对BCI应用的宏大设想

就在上个月,2024年美国神经外科医师学会年会召开,马斯克受邀在会议上发言,并讨论了BCI相关的话题。

图1 美国神经外科医师学会年会官网海报(来源:CNS官网)

手术操作与成本控制:Neuralink的手术未来将全部由机器人操作,植入过程只需10 min,费用控制在5000美元左右,若大量生产,植入物价格可能与苹果手表或智能手机的价格大致相同,在1000美元到2000美元间。马斯克还提到:“未来,普通人植入一个BCI芯片像购买一个苹果手表一样简单。”这可能会加速BCI技术向平民化推进,惠及更多神经疾病患者。

技术应用与疾病治疗:马斯克认为BCI技术有望解决绝大多数疾病或大脑问题,包括帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、早期阿尔茨海默症等神经系统疾病,还可消除背部和颈部疼痛,提高人们清醒时的幸福感以及睡眠质量。

图2 马斯克的推文截图(来源:马斯克的推文)

技术发展与未来愿景:马斯克提到,Neuralink公司还计划在2026年前实现1000个大脑芯片的植入,未来可能通过Neuralink实现全脑接口,极大地扩展人类的认知和交互能力,并且还打算通过可替换的植入设备,确保技术的持续升级和普及,以提升人类与人工智能的协同能力,应对数字超级智能带来的风险,最终实现人机共生。

马斯克的BCI项目研究进展

BCI技术在全球范围内的研究进展存在差异,不同国家和地区在技术路线、研究重点和产业化程度等方面各有特点。美国在BCI领域有多家处于世界领先地位的公司和研究团队,马斯克的Neuralink就是其中之一。

早在2019年7月,该公司就公布了在小鼠上进行实验的成果,此后该团队不断优化技术,并于2021年4月展示了让一只名为帕格的猕猴通过脑机交互,在无游戏操纵杆的情况下,仅用大脑意念控制电脑玩MindPong游戏的实验结果。2022年,公司的一段视频显示一只猴子能够通过脑机接口在屏幕前“意念”打字。

图3 猴子通过意念操控电脑(来源:Neuralink公开在互联网上的视频截图)

2023年,Neuralink公司首次人体临床试验获得美国食品药品管理局批准。2024年1月28日Neuralink公司进行了首例BCI设备人体移植。首位被试者Noland Arbaugh在植入后能进行日常活动,但一段时间后出现接线从运动皮层缩回的问题,影响信息传输速率,目前其情况已稳定,BCI性能也已恢复。

图4 Noland Arbaugh植入BCI后的情景(来源:每日邮报dailymail.co.uk)

第二位被试者Alex曾是汽车技术员,同样因脊髓受伤失去行动能力。为避免“线程回缩”问题,Neuralink优化了手术操作和流程,Alex在将BCI连接到计算机的5 min后,便学会了用意念控制光标的移动,目前已学会使用BCI操作CAD制图软件、设计3D打印充电支架,还能玩游戏,且未观察到“线程回缩”问题。

Neuralink公司的下一代产品“盲视”(Blindsight)于2024年9月18日获美国食品药品监督管理局的突破性医疗器械认证。该产品有望帮助失去双眼和视神经的人重见光明,长远来看期望能实现远超常人的视觉体验。

图5 blindsight原理图(来源:lumenlearning.com)

Neuralink计划使BCI能够与物理世界互动,如控制机械臂或轮椅来独立进食和移动;正在扩展参与者使用数字设备的控制选项,包括解码多个点击和多个同时移动意图,以提供完整的鼠标和视频游戏控制器功能,还在开发算法以识别手写意图以便残障人士更快地输入文本。

BCI的进步带给神经医学的影响

美国脑机BCI的进步是世界脑机接口技术发展的一环,它带给人类的助益是惠及普罗大众的,BCI的研究进步可能会给神经医学带来多方面的影响,包括但不限于:

(1)推动医疗领域的变革,为神经系统疾病患者带来新的治疗希望和康复途径,如可使患者能够通过意念控制假肢从而回复运动能力;

(2)让无法口述的患者将思维转化为文字或语音输出,实现言语交流;

(3)协助医生评估“植物人”等意识障碍患者的意识状态;

(4)实时监测癫痫患者大脑的电活动以预测癫痫发作;

(5)为焦虑症、抑郁症等精神性疾病患者提供新的治疗方式。

BCI技术的成熟,还将促进神经科学、人工智能、材料科学、生物科学、医学工程等相关产业的发展。然而,BCI技术的广泛应用仍面临诸多挑战,如大脑运作机制的复杂性仍有待深入研究,技术的安全性和可靠性需要进一步验证,相关规范和标准体系也有待建立和完善。

撰稿|易飞扬

编辑|杨沛然

审核|于丽水

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