智東西(公眾號:zhidxcom)
編譯 | 心緣
編輯 | 漠影
智東西4月9日報道,今天上午,馬斯克創辦的腦機介面公司Neuralink放出一個3分28秒新影片,展示了一隻9歲的猴子用意念玩電子乒乓球遊戲。
這隻猴子的顱骨被植入了一顆晶片,能無線充電,猴子的外表看不出來任何異常。
馬斯克為此連發6條推文,說Neuralink的第一款產品將能使截癱患者用智慧手機的速度比有手指的人更快。
後續版本還能將訊號從大腦中的神經連線分流到身體運動/感覺神經元簇中的神經連線,使得截癱患者能再次行走。
馬斯克還發文稱:“很快我們的猴子就會出現在twitch & discord上了,哈哈。”
目前這一最新研究成果的相關論文尚未公佈,還沒有經過同行評議。
一、學會玩遊戲,就獎勵香蕉奶昔Neuralink最新展示的影片中,一隻名為Pager的猴子完全不用遊戲手柄,就能暢玩MindPong遊戲(一款模擬兩個人玩兵乓球的電子遊戲)。
在影片拍攝六週前,Pager腦內被植入了Neuralink的腦機介面裝置。
起初,研究人員教它用MindPong遊戲操縱桿來玩電子遊戲,並透過金屬吸管來喂美味的香蕉奶昔獎勵它。
在猴子大腦運轉時,腦機介面裝置會發出電訊號,傳輸其腦內活動的資料,以此來學習解釋和預測手部的動作。
經過不斷進行大腦學習訓練後,研究人員斷開操縱桿與計算機的連線,讓猴子繼續用操縱桿玩遊戲,此時猴子就已經開始用意念隔空操控了。
再到後面,猴子不用操縱桿也能玩遊戲,而且操作相當嫻熟。
二、把晶片嵌入運動皮層,預測手部動作和速度Neuralink正在開發一種完全植入顱內的、無線的、高通道數的腦機介面,目標是能使截癱患者能用意念快速便捷地使用計算機和移動裝置。
在用猴子展示其腦機介面技術前,Neuralink曾在小鼠、小豬身上分別做實驗。
這家2017年成立的初創公司,主攻侵入式腦機介面,在沉寂兩年後,於2019年7月宣佈已成功讓“一隻猴子透過大腦來控制電腦”,並展示了腦袋上插USB-C埠的老鼠如何將腦電波傳送到附近的計算機。
面向人類應用場景,Neuralink用比頭髮絲還要細的“線”,透過一個兩毫米的切口植入腦中,同時可以避開大腦血管,負責縫線的機器是一個可植入3072個電極的神經外科機器人。
2020年8月,馬斯克公佈Neuralink新進展,用小豬展示了植入其硬幣大小的腦機介面裝置Link V0.9如何實時讀取和處理小豬敏感的嗅覺訊號。
為了進一步探索基於手臂及手部的運動皮層腦機介面技術,如今,Neuralink的實驗物件換成了和人類更為接近的猴子。
在部落格文章中,Neuralink介紹說猴子大腦兩側運動皮層的手部及手臂區域中均植入了一個Link裝置,這樣它就能透過思考移動方向來隔空實時操縱游標。
運動皮層的許多神經元是定向調整的,在特定運動方向上比其他神經元更活躍,不同的神經元會被調到不同的運動方向。
透過對神經活動的不同模式與預期運動方向之間的關係進行建模,研究團隊構建了一個校準解碼器,能預測即將發生或預期運動的方向和速度。
如圖,黃色曲線展示了遊戲操縱桿的垂直速度,由解碼的神經活動產生。
當猴子將MindPong操縱桿向上移動,方向朝上的神經元會明顯提高放電率(藍色區域);而當猴子將向操縱桿向下移動時,朝下方向的神經元會提高放電率(紅色區域)。
Link裝置上執行的自定義演算法能自動檢測每個電極上的脈衝,以此分析運動神經元活動的不同時間特性,從而解碼神經訊號,輸出能控制計算機螢幕上游標運動的速度訊號。
三、鼠豬猴只是起點,終極目標是救治非健康人群在猴子身上,研究人員透過將神經活動對映到實際操縱桿運動來校準解碼器,但對於截癱患者似乎沒辦法這樣做。
BrainGate的先前研究表明,即便是截癱患者,其運動皮層中的神經元仍會根據運動意圖進行定向調整。當人們簡單地想象在滑鼠墊或移動滑鼠,或在觸控板上移動手指來控制計算機游標,就能校準解碼器。
在解碼器被校準後,人們只要在腦海裡想想如何移動游標,就能輸入電子郵件和文字資訊、瀏覽網頁,或者做任何其他能用計算機完成的操作。
最新部落格中,Neuralink稱其技術建立在數十年研究的基礎上,希望建立一個安全有效的、無線的、完全可植入的臨床腦機介面系統,並能實現自動化植入手術。
馬斯克曾提到侵入式腦機介面技術應具備三點特徵:一是精準控制時間和空間電場,二是不同大腦區域的電流範圍廣,三是長久不會對大腦造成損傷。
後續Neuralink團隊打算用Link透過其他方式幫助改善神經系統疾病和殘障人士的生活,比如幫癱瘓的人恢復控制四肢和身體活動的能力。此前馬斯克還曾說過,希望Link能解決焦慮症、抑鬱症、健忘症等各種大腦重要問題。
結語:距離真正規模化商用還有較長的路無論是用動物做腦機介面實驗,還是意念操縱計算機游標,都不是Neuralink的開創之舉。例如早在1977年,加州大學洛杉磯分校研究人員就曾用非侵入式腦電圖控制計算機游標走迷宮。
目前Neuralink主要攻堅的侵入式腦機介面技術更被看好在醫療健康領域的前景,畢竟很少有健全的人願意為了體驗意念操控而把腦袋鑽開。
相比之下,在日常生活場景中,非侵入式腦機介面技術的接受度通常更高。一些企業及研究機構正在探索非侵入式腦機介面技術與VR/AR裝置等電子產品的功能相結合。
當然,無論是哪類腦機介面技術,距離真正的落地普及還有相當長的路要走。
來源:Neuralink