人“機”時代即將來臨？Neuralink將進行腦機接口首例人體試驗

據(jù)外媒報道，馬斯克在法國巴黎舉辦的VivaTech活動上透露，旗下腦機連接技術(shù)公司Neuralink將在今年內(nèi)進行首例人體試驗 —— 將在一名四肢癱瘓或截肢患者植入設(shè)備，但并未透露將有多少患者接受試驗，以及試驗將持續(xù)多久時間。

今年5月25日，Neuralink在推特上發(fā)文稱它已獲得美國食品和藥物管理局（FDA）批準其針對人腦植入晶片的試驗申請，即將啟動其首次人體臨床研究，并且強調(diào)此為腦機連接技術(shù)重要進展。

人“機”時代的序幕？

最初在2016年，包括馬斯克在內(nèi)，一共由8人共同創(chuàng)立了Neuralink，目標(biāo)是研發(fā)超高帶寬的腦機接口系統(tǒng)，實現(xiàn)與人工智能的共存。

馬斯克曾在多個場合提及，創(chuàng)辦Neuralink的動力是想要加快人機的交互速度，他說：“我們已經(jīng)是半機器人了，手機、電腦就是你的擴展，手指的動作或者語音指令就是交互接口，但這種交互太慢了。”

2020年8月29日，馬斯克舉行了Neuralink腦機接口芯片發(fā)布會，推出了命名為Link V0.9的新一代腦機接口設(shè)備：較之初代的設(shè)備，新設(shè)備只有一枚硬幣大小，用手術(shù)植入頭骨，可以在睡覺的時候無線充電，充滿電能夠用一整天。同時，馬斯克在發(fā)布會上宣布，這種芯片已實現(xiàn)無損植入豬腦，并實現(xiàn)成功應(yīng)用。

腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI）技術(shù)形成于20世紀70年代。發(fā)展至今，腦機接口技術(shù)已經(jīng)成為一種連接大腦和外部設(shè)備的實時通信系統(tǒng)，不依賴于大腦正常的外周神經(jīng)和肌肉輸出通路，而是在人或動物的大腦與計算機或其他電子設(shè)備之間建立起通訊與控制連接?？梢园汛竽X發(fā)出的信息直接轉(zhuǎn)換成驅(qū)動外部設(shè)備的命令，并代替肢體或語言器官實現(xiàn)與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制。

腦機接口按照接入方式分為“侵入式”和“非侵入式”，按照傳輸模式分為單向和雙向?！扒秩胧健笔菍⒛X電波檢測電極植入大腦，這樣采集到的腦信號強且穩(wěn)定，但會對植入的生命體造成創(chuàng)傷。Neuralink技術(shù)就屬于“侵入式”。

Neuralink的植入物實際上包括多個芯片、一個無線電池和其他電子設(shè)備，它們封裝在一個大硬幣大小的設(shè)備中。植入物還連接著許多直徑5微米的細導(dǎo)線，這些線用于插入大腦組織，在那里檢測腦神經(jīng)信號。

來自植入物的信號通過藍牙發(fā)送到BCI并由其解碼，被植入Neuralink設(shè)備的患者將學(xué)習(xí)使用Neuralink的應(yīng)用程序來控制它，然后將能夠通過藍牙連接來控制外部設(shè)備。例如，這將允許一個人控制屏幕上的光標(biāo)或移動機器人肢體。

Neuralink作為一家商業(yè)化公司，馬斯克應(yīng)該還是希望將腦機接口打造成一個普通大眾都樂于接受的商業(yè)化產(chǎn)品，就像當(dāng)初摩托羅拉的工程師馬丁·庫帕發(fā)明了商業(yè)化手機。

“硬幣”的另一面

在此之前，Neuralink已經(jīng)分別在豬仔、猴子等動物進行試驗。雖然Neuralink標(biāo)榜在豬仔順利成功連接腦電波，但在猴子身上的試驗卻造成不少受試對象死亡，因此Neuralink當(dāng)時面臨不少社會譴責(zé)。

而這也掀開了全球范圍內(nèi)，狂熱腦機接口賽道的另一面 —— 安全問題和倫理問題帶來的陰影始終揮之不去。

早前，F(xiàn)DA擔(dān)心Neuralink設(shè)備可能造成的人體影響，因此拒絕批準其所申請人體試驗。之后FDA確定了Neuralink可在美國開始人體試驗之前必須解決的“數(shù)十個問題”：其中該機構(gòu)表示存在大量的安全隱患，包括腦機芯片的電線可能會移動到受試者大腦的其他區(qū)域。遷移的電線會引起炎癥，損害大腦關(guān)鍵區(qū)域的功能并導(dǎo)致血管破裂，遷移問題也會削弱設(shè)備的有效性，導(dǎo)致手術(shù)移除的風(fēng)險。

FDA還提出了關(guān)于是否可以在不損壞腦組織的情況下移除該設(shè)備的問題，此外還表示擔(dān)心該設(shè)備可能會過熱，也有可能會損壞組織。在電池安全方面，F(xiàn)DA也存在擔(dān)憂，如果設(shè)備中與電池電流相連的任何組件出現(xiàn)故障，電流就有可能損害腦組織。

對生物體實驗的倫理標(biāo)準較高，這是腦機接口應(yīng)用研究過程中的主要障礙，尤其是侵入式腦機接口技術(shù)，無論是人體試驗還是動物試驗都有較大風(fēng)險。

安全始終是腦機接口技術(shù)發(fā)展面臨的一大阻礙。侵入式腦機接口相當(dāng)于物理的波形可以直接與大腦之間的生物電形成共振，從而產(chǎn)生很好的交互和使用，精度較高；非侵入式腦機接口在不侵入生物組織和大腦的前提下進行信號的交互，保證了機體的完整性，但也必然導(dǎo)致信號收集或者說交互性和實時性變差。

值得注意的是，侵入式腦機接口設(shè)備的材料是否能長期在人體內(nèi)而不對神經(jīng)系統(tǒng)起到副作用，這也是腦機接口上游亟待解決的問題。目前世界各國對腦機接口的研究都還只是個案，現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化的設(shè)備，距離真正技術(shù)應(yīng)用還有一定距離。

因此，即便Neuralink證明將裝置植入人體是相當(dāng)安全的，但可能仍需花費數(shù)年，甚至超過10年以上時間才能獲得商用許可。原因在于Neuralink先前以動物試驗失敗爭議，加上用于連接大腦設(shè)備仍可能會有對人體產(chǎn)生不良影響隱憂。

我們還是很難相信，一個普通消費者會為了這款產(chǎn)品去做“開顱手術(shù)”。從最基本的生命安全問題到個人隱私問題，再到信號來源及其所帶來的自主權(quán)問題，從原理到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化成本，至少要比原型機本身高幾個數(shù)量級。

在技術(shù)沒有突破性、顛覆性的進展背景下，確實面臨著兼顧信號好和安全的兩難選擇，進而導(dǎo)致應(yīng)用的效果以及商業(yè)化開發(fā)的潛力受到影響。

而在腦機接口整體的商業(yè)化落地過程中，除了要解決技術(shù)的問題，包括安全倫理與靈敏性的兼顧。還需要注重成本，即便有了好的技術(shù)路線，但受限于成本也很難在短時間內(nèi)大規(guī)模使用，如果只能限定在特定場景，那么商業(yè)化本身就立不住。

最后就是法律法規(guī)的問題，目前的監(jiān)管體系還未觸碰到腦機接口領(lǐng)域，但未來腦機接口技術(shù)是一定要發(fā)展的，相關(guān)的法律法規(guī)監(jiān)管規(guī)制也要跟上，如此才能規(guī)避掉這種所謂的道德風(fēng)險以及倫理風(fēng)險。

在大規(guī)模商業(yè)化落地面前，一些以為很久以后才需考慮的問題，或許現(xiàn)在就要提上日程了。

企業(yè)爭相入局

盡管面臨著一定的爭議，但不可否認的是，腦機接口技術(shù)正在全球領(lǐng)域成為一個新的風(fēng)口。據(jù)國際市場研究機構(gòu)IMARCGroupe的數(shù)據(jù)，全球腦機接口市場規(guī)模在2021年已達到了15億美元。該機構(gòu)預(yù)測，到2027年，全球腦機接口市場規(guī)模將達到33億美元。

元宇宙的爆火更讓人們猜測，腦機接口將會成為元宇宙的終極形式。作為下一代人機交互技術(shù)面向風(fēng)口，企業(yè)爭相入局。

不久前，華為剛剛與天津大學(xué)公開了一項名為“人機交互方法、人機交互裝置及存儲介質(zhì)”的新專利，也就是腦機接口技術(shù)。

隨著相關(guān)技術(shù)的日趨成熟與商業(yè)化落地應(yīng)用，未來更有望形成萬億級市場規(guī)模。我國作為全球最大的消費市場，腦機接口產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間和潛力巨大。

腦機接口是實現(xiàn)腦與設(shè)備連接和信息交換的橋梁通道，是腦機融合的關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，是元宇宙重要的底層技術(shù)，是未來人工智能的現(xiàn)實基礎(chǔ)。科技巨頭紛紛布局腦機接口賽道，誰率先取得研發(fā)突破，誰就掌握了產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)權(quán)，就可以對外“定標(biāo)準”“卡脖子”。

不可小覷的競爭對手

Neuralink現(xiàn)在還面臨著其他方面的巨大壓力。截止目前，Neuralink其中6位聯(lián)合創(chuàng)始人均已陸續(xù)出走。除了馬斯克，就剩下一位植入工程師Dongjin Seo。

去年被爆出來離職的聯(lián)合創(chuàng)始人Paul Merolla，強項正是腦機最核心的關(guān)鍵“類腦芯片”。腦機接口設(shè)備芯片，需要滿足巨量計算任務(wù)之下的低功耗要求，而類腦芯片正好符合這一場景的應(yīng)用。

2016年底，Merolla離開IBM，以聯(lián)合創(chuàng)始人的身份，正式加入成立不久的Neuralink，負責(zé)Neuralink腦機接口設(shè)備的芯片設(shè)計。在加入Neuralink五年后，Merolla悄無聲息的離開，還是在Neuralink人類實驗沒有實質(zhì)性進展，商業(yè)化落地毫無眉目的時候。

但與Neuralink遲遲無法“落地”不同，Synchron在21年7月便完成了美國首例腦機接口設(shè)備的接入手術(shù)。

腦機接口賽道入局者諸多。除了馬斯克的Neuralink外，比爾蓋茨以及貝佐斯投資的腦接機口公司Synchron是當(dāng)前世界范圍內(nèi)受關(guān)注的另一家腦機接口公司。Synchron也是在尋求將大腦植入物商業(yè)化方面走得最遠的公司之一。

雜志JAMA Neurology今年1月發(fā)表了一項為期一年的研究，研究對象是四名患者，這些患者將該公司的Stentrode通過血管插入大腦運動皮層。胸部的天線傳輸它收集的大腦數(shù)據(jù)。

根據(jù)研究，患者沒有健康問題，能夠發(fā)送短信、電子郵件和在線購物。該技術(shù)可以幫助癱瘓患者“恢復(fù)我們認為理所當(dāng)然的事情，比如給親人發(fā)短信或開燈，”Synchron創(chuàng)始人Tom Oxley表示。

除了Synchron這個強勁的對手外，還有其他許多新星出現(xiàn)。猶他州的貝萊德神經(jīng)科技Blackrock Neurotech公司，近二十年來一直在測試大腦植入物，并表示其設(shè)備已幫助癱瘓的人控制肢體、假肢和設(shè)備，該公司正在努力獲得FDA的批準。

在得克薩斯州奧斯汀，Paradromics希望開始人體試驗，最早將于明年上半年推出自己的設(shè)備Connexus直接數(shù)據(jù)接口，植入腦組織的微小電極捕獲并傳輸神經(jīng)信號，然后將其解碼并通過安裝在胸部皮膚下的發(fā)射器發(fā)送到外部設(shè)備。

這項技術(shù)可能看起來像是科幻電影中的東西，但它已經(jīng)在發(fā)生了。Paradromics創(chuàng)始人馬特·安格爾 (Matt Angle) 表示，美國有超過150,000人植入了一種稱為深部腦刺激器deep brain stimulators的大腦植入物，用于治療帕金森氏癥等運動障礙引起的震顫。

如果你想植入是為了玩任天堂游戲機Switch，那么這可能是一個糟糕的選擇。但如果你得到它是因為你患有肌萎縮側(cè)索硬化并且你失去了與家人交談的能力，那真的是一個很容易做出決定。