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马斯克要给人脑装芯片!YES or NO
马斯克要给人脑装芯片!YES or NO? 原创 上海科技 上海科技
掀起了你的头盖骨,轻轻插上一块芯片
就能让你用意念控制各种电子设备!
这听上去是不是
像某个邪恶大boss干的坏事?
但这或许将是未来的脑机接口
对于那些因为神经损伤而瘫痪的人来说
通过脑机接口来实现机器辅助运动
将不再是科幻小说里的情节
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几天前,“钢铁侠”埃隆·马斯克宣布,目前正在等待美国食品药品监督管理局(FDA)的批准,期望明年在人身上使用脑机接口技术公司Neuralink的微芯片装置。
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小鼠、小猪、猴子,然后……人?
Neuralink是马斯克在2016年联合创立的科技公司。这家公司致力于开发可植入人类大脑记录并刺激大脑活动的微芯片。
生物的神经活动是以电信号为基础的,这也是芯片能够“跨界”到神经科学的根本所在。在实验室里,研究脑神经的科学家们早就习惯于把电极插入小鼠的脑部,用以研究神经活动。
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2019年7月,Neuralink发布了一款高带宽、高精度、低创伤的植入式柔性电极脑机接口系统,可以同时监测1024通道神经元的活动。其愿景是开发10万至100万通道的植入式脑机接口系统,从而全面地认识大脑。
2020年8月,3只小猪在接入了Neuralink芯片之后,它们的想法再也不是自己的了,而是被呈现在电脑上。
今年上半年,一只9岁的猴子用意念玩电子乒乓球游戏的视频引发轰动。
这只猴子的脑部被植入了Neuralink的脑机接口装置LINK V0.9。
LINK V0.9直径23毫米,厚度8毫米,差不多一个硬币大小。它能将大脑皮层中获取的实时信号,通过无线传输发送给外界。
“Neuralink在猴子身上运行良好,我们实际上做了很多测试,只是为了确认它非常安全可靠,我们也可以安全地取出Neuralink装置。”马斯克说,“我们希望明年在首批人类身上,也就是那些有严重脊髓损伤,如四肢瘫痪的人身上应用Neuralink装置。”
不用开颅也能植入脑电极
“脑机接口将是下一个信息技术的主战场。”中科院上海微系统与信息技术研究所研究员陶虎直言不讳地说。他和同事们正在这一领域深度探索。
脑机接口技术可粗略分为侵入式和非侵入式两类。前者指测量电极接触大脑,甚至插入大脑内部。后者不接触大脑,包括头皮电极帽、超声、核磁共振成像等技术。
“从原理上来说,越是贴近大脑,或进入大脑,它的信号质量越好。但损伤大脑的风险也越高。所以,不同的技术路线,就是在这两个方面寻求一个平衡点。”
神经外科手术中脑功能定位是目前脑机接口应用于临床的最大需求。“通过脑机接口能够减少脑部外科手术对大脑的损伤。曾经有一例上海病人,在被切除了脑胶质瘤之后,就不会说上海话了。医生也弄不清楚为什么,但切少了怕复发。那么,该如何定位?用电极是一个金标准,哪里出现信号异常,哪里就有病灶问题。”
问题在于,如今的神经外科手术的精度已经达到1毫米,但脑电极的精度却只有5毫米水平。目前,高质量的信号与低创伤难以兼得;脑电极不可降解,需要二次取出;脑电极无法长期在体稳定工作都挑战和制约着临床脑电研究。
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脑机接口实验室依托中科院上海微系统与信息技术研究所,主要从事脑机接口核心器件与关键技术研究,由陶虎研究员带头建立。
陶虎团队正在将蚕丝蛋白应用于脑电极植入。他们利用蚕丝蛋白可以把电极柔软的表面固化,方便植入,当植入完成后,蚕丝蛋白便会溶解,逐渐恢复之前的柔软。
“这样就可以避免开颅手术,只做一个微创植入,创口非常小,最终植入尺度小于输液针孔口径。”目前,该高通量柔性脑机技术国内领先,植入创伤、长期在体安全性等关键技术已经达到甚至部分超越了Neuralink。
风口来了?还有很长的路要走!
2016年“脑科学与类脑研究”被我国“十三五”规划纲要确定为重大科技创新项目和工程之一。以脑机接口为代表的脑科学及其应用,成为科学界和产业界关注的焦点。
5年前,盛大网络创始人陈天桥砸入10亿美元成立天桥脑科学研究院,投身脑科学的研究中。今年,字节跳动张一鸣留下一封卸任信,跨入“脑疾病”探索。
有数据显示,5年来,我国脑科学领域涌入了超百亿资金、100+家国内企业、90+科研机构。
尽管这个领域已经风风火火,但实际上,国内外脑机接口研究领域均面临一些尚未突破的前沿问题。
比如,脑机接口用于脑部疾病治疗,前提是把脑部疾病的致病机制和机理搞清楚。但人们对大脑的很多生物学机制都还没有搞清楚。
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此外,在应用上,除了“读”信号难,更难的是“写”信号。“脑机接口是个复杂的系统,它包括电极、芯片、算法、植入机器人,也包括临床、动物实验等。在这个系统中,我国在某些方面,如编解码、动物实验上有一定基础,或者说处于第一梯队,但电极、芯片、植入机器人、临床验证等方面差距较大,还缺乏原创性技术。”陶虎说,“虽然脑机接口的基础研究和应用方面进展迅猛,但总体上还处于这项研究的‘入口’处,脑机接口研究还任重道远。”
“上海科技”出品,转载请注明来源
作者:耿挺
编辑:许织、丸子同学
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原标题:《马斯克要给人脑装芯片!YES or NO》
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