“脑机接口”距离人类再近一步

敖显奎

你真的很难忽视“脑机接口”的存在，因为它的成功对人类的生活方式将是“颠覆式”的。硅谷明星马斯克再度成为科技圈的焦点，不久前他旗下的神经科学公司Neuralink宣布了成立以来的一项重要成果——一个可扩展的高带宽脑机接口系统。该系统由一个类似缝纫机的机器人和一些粗细只有4至6微米、比人类头发丝还细的线路组成。Neuralink的目标是在瘫痪患者体内中植入脑机接口设备，使他们能够用大脑控制手机或计算机。

这个设备与大脑连接的电极数量是FDA批准的、用于帕金森氏病患者装置的1000倍。他希望，未来，植入脑机接口芯片的过程可以像眼科的准分子激光手术一样简单。据了解，Neuralink将寻求美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，最早于2020年开始对人类进行临床试验。

电机尺寸突破性的“缩小”

脑机接口的最终目的是要将以细胞为基础单位的大脑，和以晶体管为基础单位的电脑连接起来，如此才有了完整解读大脑信号的可能。不过这一要求也恰恰成为了这门技术发展的“门槛”，要想解读大脑，必须在技术上突破与大脑细胞连接的电机的尺寸。传统半导体技术2毫米边长的正方形底座上可以放上100多个电极，但这个密度相比人脑中的860亿个神经细胞仍相距甚远。

此番，Neuralink公布的微电极阵列两个电极距离相差还达到了微米级别（100多微米），这已经比较接近实际的脑细胞大小了（神经细胞大概10-15um）。再提升2-4个数量级，便有希望完成脑机接口的终极任务。

接入方式仍然“血腥”

为了这台机器，Neuralink专门研制了一种接入脑袋的电线——柔性电线。这种电线宽度仅为4至6微米，对大脑损害小且能传输更多数据。Neuralink脑机接口系统共有3072个电极，分布在大约100根柔性电线上，每根电线都由一个定制的、类似缝纫机的外科机器人单独插入老鼠的大脑中。

为了把如此细微的电线精准地植入大脑，Neuralink研制了一款配套的神经外科機器人系统。它外形像是一个“缝纫机”，在高端光学设备的帮助下，“观察”头骨上人为制造的、4个直径为8毫米的微小孔洞，把电线“精准”植入大脑。配套这些装置的还有一块芯片，用于帮助传输数据。

在新能方面，该装置一次可以检测1000多个神经元的活动。不过，让人害怕的是在接入人类脑袋的过程中，它的方式还是略微血腥，利用钻孔的方式在头骨上打进去。未来，他们希望能以激光的方式替代。

这个系统已经对老鼠进行了动物实验。研究人员完成了至少19次手术，并在87%的情况下成功地放置了电线。马斯克还透露，Neuralink还与加州大学戴维斯分校的科学家合作，对猴子进行了实验，已经发现灵长类动物能够通过该系统来控制计算机。

Neuralink的神经外科主任Matthew McDougall博士还表示，该版本的设备“只适用于严重的未被治疗的疾病患者”。第一个临床试验将针对因脊髓上部损伤而完全瘫痪的人群，并将在患者的大脑中钻4个8毫米的孔，共安装4个Neuralink的植入物。这些植入物会记录大脑活动，将大脑信号传递给植入在耳后的一个小装置。该装置能够把数据传输到计算机。

10秒植入一根“柔性电线”

这个“缝纫机”的工作诸多细节也已公布，其中很多地方耐人寻味。这个机器一针一针的植入柔性电线的样子像极了缝衣服。负责刺入大脑的针尖先会穿进这个环，然后通过这个环拽着整根电线一起进入大脑，到达指定深度之后，针就会往回抽，然后把“头发丝”留在大脑之中。一根电线只需要一次穿刺，据了解，这个机器人10秒钟就能够完成一根电线的植入动作。所以在视觉上，它工作的时候不像真正的“缝纫机”那么快。

值得一提的是，这个刺穿的动作事实上也就是强行进入大脑的过程，想象一下我们即便是扯下一根头发都会感到疼痛，所以这个过程产生的刺痛感是毫无疑问的。这也是为何马斯克会强调在之后的实验中需要“麻醉”的原因。（编辑/侯帮虎）