马斯克宣布首例人类大脑芯片植入，为什么是里程碑事件？

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只要在大脑中植入一个小芯片，斯蒂芬·霍金就能比打字员或拍卖师更快地交流？

今天，特斯拉和脑机接口技术公司Neuralink的创始人埃隆·马斯克宣布，人类首次接受了脑机接口芯片植入手术，植入物恢复良好。

这是一个疯狂的人脑重建计划。自2016年成立以来，马斯克和Neuralink一直在等待这一时刻。四年前，他们成功地在三只小猪的大脑中植入芯片；三年前，Neuralink的原型被放在一只猴子的头上。

“手术本身并不难，优秀的外科医生也能做。”看到这个消息后，西湖大学先进神经芯片中心副研究员杨杰表示，“但这仍然是脑机接口领域的标志性事件。”

首次人类大脑芯片植入

和以前有什么不同？

Neuralink的首款脑机接口产品名为“心灵感应”。大脑被植入设备后，可以仅通过意念控制手机和电脑，并通过它们控制几乎所有设备。

手术机器人图片来源:Neuralink官网

这种产品的首批使用者将是失去肢体功能的人。“想象一下，斯蒂芬·霍金的交流速度可能比打字员或拍卖员还要快。这是我们的目标。”马斯克说。

关于植入器的当前状态，他说:“初步结果表明，神经元尖峰检测非常有希望。”

什么是神经元锋电位检测？杨杰解释说，神经元棘波是神经元在接受足够的兴奋性输入后产生的短电信号脉冲，通常用于传递信息和与其他神经元进行交流。

“Neuralink的芯片主要是检测大脑中神经元放电的尖峰信号，并通过处理这些尖峰信号来解读用户的意图。”

在杨洁看来，这种植入最终能否成功，取决于植入一段时间后是否安全，是否有排斥反应，是否有副作用，以及系统是否稳定运行。“这主要是关于安全性和功能性的。”

此前的信息显示，Neuralink脑机接口使用了柔性电极，可以减少大脑的排异反应，但要植入的电极数量是前所未有的，几乎是过去的10倍。

Neuralink脑机接口植入物的组成图片来源:Neuralink官网

近年来，全球有许多与脑机接口相关的临床试验。例如，2020年，浙江大学和浙二合作开展了针对72岁老年人的植入式脑机接口临床试验，让他们通过意念做一些简单的“动作”，比如喝可乐、吃油条等。

然而，这些实验更侧重于单点技术。“Neuralink的里程碑在于它掌握了脑机接口的技术链，并将这些单点技术整合在一起，形成了一个完整的系统，包括电极、芯片、系统、封装技术，以及临床。”

图片来源:Neuralink官网

也就是说，完整的体系形成后，将不再停留在论文或实验室层面，而是成为面向患者（消费者）的产品，进而形成产业链或新产业。

“你可以理解为你可以实现更多的功能，探索治疗更多疾病的可能性。”杨杰说，“对于截瘫、渐冻症、中风失语等患者。，它可以帮助恢复运动和语言功能。如果能成功，那绝对是积极的。”亚马逊收购米高梅

疯狂的人脑重建计划

始于100年前的微弱电信号。

许多人第一次听说“脑机接口”技术可能来自马斯克的Neuralink。

脑机接口，简单来说就是连接人脑与外界（计算机或其他外部设备）进行直接通信。

大脑中信息的处理依赖于神经元之间电信号的传输，而脑机接口的基本原理是读取或写入这种电信号来控制机器或影响大脑。

1924年，德国精神病学家汉斯·伯格在实验室首次采集到人脑中的脑电信号。正好是100年前。日前，腾讯发布《2024年数字技术十大前沿应用趋势》（以下简称《趋势报告》），排名第七的是“脑机接口正从医疗突破走向交互革命”。

根据不同的技术路线，脑机接口主要可以分为侵入式和非侵入式两大类。前者通过手术打开颅骨并将设备植入大脑，而后者则在头上戴着一个类似帽子的设备。还有一种介入类型，介于两者之间，通过血管将设备发送到大脑。但前两种更常见。

一般来说，离脑组织越深、越近，脑电信号越清晰、越准确，这是有创脑机接口的优势所在。然而，当异物侵入大脑时，很容易引起免疫反应，人体可能会在电极和神经组织之间生成疤痕组织，导致信号传输的衰减甚至消失。

不同的技术路线在准确性和安全性之间寻求平衡。相对而言，侵入式脑机接口的研发风险更大，技术要求和资金门槛更高。

根据《趋势报告》，未来10年，脑机接口技术最重要的落地场景将是医疗，主要用于神经调节、运动恢复和感觉代偿，涉及癫痫、帕金森病、阿尔茨海默病等疾病，部分技术将逐步用于人机交互，改变大众娱乐和工作方式。

来自有争议的动物实验

为抑郁症患者安装“外部开关”。

自2019年以来，Neuralink脑机接口的实验对象从小鼠到猪再到猴子，一步步接近人体。

虽然他们已经能够通过脑机接口加上条件反射训练，让猴子用思维打乒乓球，移动光标发送文本，但他们也付出了高昂的代价。此前，路透社曾曝光称，自2018年以来，Neuralink已经杀死了近1500只动物，其中包括280只猪、羊和猴子。

在经历了因涉嫌虐待动物而被调查、大脑植入设备测试的安全性受到质疑等争议事件后，去年5月26日，Neuralink终于获得了FDA的批准进行人体临床试验。去年9月，他们开放了临床试验患者的招募，因颈髓损伤或肌萎缩侧索硬化而瘫痪的患者有资格参加这项试验。

就在Neuralink苦苦挣扎的时候，在大洋彼岸的中国进行了一项脑机接口实验，这项实验最近被广泛报道。

2020年，患有抑郁症16年的中国年轻人吴在上海瑞金医院接受了一项特殊手术:在他体内安装了“大脑起搏器”。

它控制大脑中的两个电极。当吴晓打开“体外开关”时，他会立刻开心起来。当他打开和关闭时，对吴晓来说是“第二个天堂和第二个地狱”。

这也是国际上首次采用具有脑机接口功能、多靶点联合刺激的脑起搏器治疗抑郁症。它来自上海瑞金医院一项名为“脑机接口治疗难治性抑郁症”的临床研究项目。

目前，共有26人从无数登记的患者中被选中进行此类手术。从结果来看，患者的平均改善率在60%以上。

杭州，十几个人的团队

自四年前成立以来，它一直在做大脑芯片的研发。锤子pro2s发布会

在杭州，也有一个特殊的团队，四年来一直专注于一件事:开发集神经信号采集、处理和刺激为一体的芯片。鼎龙文化董事长

这个团队来自杨杰所在的西湖大学先进神经芯片中心，共有十余人。

去年11月，他们和浙江二院取得了新突破:结合深度学习算法和语言模型，共同实现了BCI的中文解码，一定程度上弥补了BCI科技在中文解码方面在国际上的空空白。

脑机接口全谱中文解码器的设计与性能

这项研究还表明，神经系统疾病患者将很快能够控制计算机通过思想生成中文句子，并重新获得沟通技能。

“各种脑部疾病会贯穿人的整个生命周期。自闭症、抑郁症、癫痫、帕金森病、阿尔茨海默病…他们中的许多人不能完全通过药物治疗。脑机接口最重要的应用之一是脑部疾病的诊断和治疗。”

杨杰以该中心正在进行的科研项目为例:“比如在癫痫患者身上，植入芯片可以实时监测大脑信号。当癫痫即将发作时，大脑会表现出独特的放电特征。芯片会监测这些特征，并立即向患者提供电刺激，以在火燃烧之前将其熄灭。”监测神经信号的活动被认为是预测神经疾病的可靠手段。

治疗帕金森病的传统医疗仪器效果很好，但体积庞大，使用困难，手术中存在风险。杨杰的最新研发成果是将所有功能集成到一块几平方毫米甚至更小的芯片上。

“它可以直接植入患者的颅骨，损伤更小，功耗更低。”杨洁说。

脑机接口是医疗中的第二大应用领域，用于受损功能的康复。通过大脑信号识别患者的意图可以帮助脊髓损伤和中风患者恢复失去的行动能力、语言能力和感知能力（视觉、听觉等。).在这方面，先进神经芯片中心也在与医院合作开展研究。

在杨洁看来，近年来国内脑机接口技术发展迅速，涌现出许多相关公司。“与国外相比，虽然各方面还有一些差距，但没有代沟。”只是现阶段在头上开个洞还是会让很多人“脑花”紧绷。

“肯定有心理障碍。因此，有创脑机接口的应用始于疾病的治疗，绝症（渐冻症、闭锁等。）、重度（高位截瘫等。），最后走向消费领域。这是我们认为的一条发展路线。”据他介绍，该中心正在与合作医院开展的项目预计将在未来五六年内惠及更多相关患者。

橘柿互动都市快报记者童报道

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