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近日，馬斯克宣布，首個植入Neuralink大腦芯片的人類已經(jīng)完全康復(fù)，患者僅用意念，就可以控制鼠標(biāo)。Neuralink開創(chuàng)的腦機(jī)接口時代，終于來了！馬斯克離自己的星辰大海，又近了一步。

2月21日，馬斯克宣布，第一個植入Neuralink的人類患者，已經(jīng)可以通過思考移動計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)了！「進(jìn)展良好，患者似乎已經(jīng)完全康復(fù)，沒有我們所知道的不良影響。患者只需動動腦子，即可在屏幕上移動鼠標(biāo)。」

此前發(fā)布的演示

這個消息太炸裂了。從今天起，人類正式進(jìn)入Neuralink腦機(jī)接口時代！人類距離這樣的世界，還有幾年？

網(wǎng)友們紛紛高呼：「我們仿佛生活在科幻電影中，生活在馬斯克的時代，是多么幸運(yùn)！」

「他已經(jīng)創(chuàng)造了歷史?！?/span>

「相比之下，Vision Pro就顯得弱爆了。」

世界上首個接入Neuralink腦機(jī)接口的人類

這個消息，是馬斯克在社交媒體平臺X的Spaces活動中透露的。昨晚的活動中，有人向馬斯克提問了Neuralink首位人類患者的進(jìn)展。他的回答，讓現(xiàn)場一片驚呼——

今年1月，Neuralink將大腦芯片植入物，植入了第一位人類患者體內(nèi)。

此前馬斯克在X上宣布，人類第一例Neuralink植入手術(shù)已經(jīng)完成，患者恢復(fù)良好。神經(jīng)元脈沖監(jiān)測初期結(jié)果顯示，Neuralink的技術(shù)將非常有前景

一個月后，患者已經(jīng)完全康復(fù)，并且展現(xiàn)出了Neuralink所期待的神經(jīng)效應(yīng)。

下一個挑戰(zhàn)，就是讓患者向各個方向移動鼠標(biāo)，按住按鈕。

馬斯克表示，目前他們期待的進(jìn)步是，讓患者通過思考按下盡可能多的按鈕。

當(dāng)然，Neuralink的宗旨是治療疾病，并不是首先給普通人用的。

馬斯克在1月份表示，第一批被植入Neuralink芯片的人，是「失去肢體使用能力」的人，這樣，通過植入的芯片，他們就能僅憑意念來控制手機(jī)或電腦。Neuralink的目標(biāo)，就是讓霍金擁有比快速打字員更快的溝通速度。

馬斯克等待Neuralink植入人體的這一天，真的太久了。早在2016年，馬斯克就創(chuàng)辦了Neuralink。然而到了2023年5月，才正式獲得人體試驗(yàn)的資格。

此前，F(xiàn)DA曾多次拒絕Neuralink的人體試驗(yàn)，因?yàn)閾?dān)心芯片可能會過熱，對人腦造成損傷。此前，腦機(jī)接口僅在猴子、豬等動物身上植入，如今，終于接到人腦了?？梢耘cAI對話的超級人類，真的要來了嗎？

已經(jīng)有癱瘓的人，靠腦機(jī)接口康復(fù)

當(dāng)然，除了用意見控制電子設(shè)備外，Neuralink還有一個偉大目標(biāo)，就是治療疾病，比如癱瘓的人、漸凍癥患者，或帕金森癥患者。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被證實(shí)是可行的。

12年前，這名叫Gert-Jan Oksam的男子遭遇了一場車禍，由于脊髓損傷，他再也無法移動雙腿。如今，他已經(jīng)可以獨(dú)自行走100米。這是因?yàn)?，他的背部和大腦中植入了一些植入物，恢復(fù)了他的雙腿和大腦之間的聯(lián)系，讓他的脊髓恢復(fù)了功能。

瑞士NeuroRestore的研究人員稱，這個系統(tǒng)，在患者的大腦和脊柱之間，搭了一座「數(shù)字橋梁」。

放置在Oksam頭骨內(nèi)的手術(shù)植入電極，能夠?qū)⑺南敕òl(fā)送到他佩戴的天線耳機(jī)中。然后，這些想法在他的背包中被處理，轉(zhuǎn)化為命令。最后，他的意圖就被轉(zhuǎn)化為運(yùn)動，成為脊柱刺激。

當(dāng)然，也并不是說一植入芯片，系統(tǒng)就立刻能讓人恢復(fù)運(yùn)動了。除了腦部手術(shù)外，還需要花費(fèi)大量的時間訓(xùn)練，來校準(zhǔn)這個腦機(jī)接口系統(tǒng)，來適應(yīng)一個人獨(dú)特的思維過程。這項(xiàng)研究已經(jīng)登上了Nature。

論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06094-5?CJEVENT=215c0ea5d05511ee81b700340a18ba72

目前，全世界植入腦機(jī)接口的人，只有幾十人。此前在這個領(lǐng)域走在最前面的，是初創(chuàng)公司Synchron。

如今Neuralink也已正式將芯片植入人體。大家已經(jīng)瘋狂開卷了，腦機(jī)接口領(lǐng)域的下一個突破性成就，或許在不久后就會出現(xiàn)！比如，去年11月，馬斯克就透露Neuralink正在構(gòu)建一種視覺芯片，預(yù)計(jì)將在幾年內(nèi)完成。Neuralink表示：未來，我們希望恢復(fù)視覺、運(yùn)動功能和言語等能力，并最終擴(kuò)大人類體驗(yàn)世界的方式。

人類比AI太慢了，馬斯克要改造出「人類2.0」

其實(shí)要說起來，「治病」只是馬斯克找到的一個抓手，是一家商業(yè)公司對外最好的措辭。他真正的偉大愿景，是人類2.0。在他看來，人類遠(yuǎn)沒有自己認(rèn)為的那樣聰明。AI的輸出可能是十億字節(jié)的級別，但人類輸出的速度只有10字節(jié)。這樣下去，人類根本沒法和AI溝通了。因此，他的目標(biāo)是改造人類、升級人類，打造與AI對話的超級人類，也即人類2.0版本。

「AI和人溝通，就會像和我們與樹溝通一樣?！?/span>

根據(jù)馬斯克傳記者的長文，最近馬斯克和Neuralink團(tuán)隊(duì)正在加班加點(diǎn)，推進(jìn)計(jì)劃的實(shí)施。馬斯克覺得，必須要在能力上超越人類的人工智能出現(xiàn)之前，讓人類能夠通過腦機(jī)接口獲得更強(qiáng)大的智力，才能讓人類與人工智能和平相處。

雖然將人與AI/人與人的帶寬提高幾個數(shù)量級的理想很豐滿。然而Neuralink在現(xiàn)實(shí)中的融資情況并不順利——目前大部分投資來自馬斯克本人。

怎么讓大家理解Neuralink的偉大目標(biāo)？全員陷入苦思。

一年后，馬斯克看到了「神跡」——兩只豬在電信號刺激下移動雙腿的視頻，激動不已的他，在會議上討論其他神跡的可能。

如果能讓輪椅上的人重新走路，讓失明的人重新看到，讓失聰?shù)娜酥匦侣牭剑澜鐣ⅠR明白，Neuralink是多么偉大。

而現(xiàn)在，Neuralink終于邁出了第一步。這些硬幣大小的腦機(jī)接口在植入之后，將通過這些只有頭發(fā)絲1/40粗的連線與人腦相連接。

患者可以通過意念來接電話。

植入過程中，患者鬧上會開一個硬幣大小的口，讓后機(jī)器人將會把只有頭發(fā)絲1/40粗的連接線與大腦規(guī)劃好的位置連接起來。

專門開發(fā)的針頭系統(tǒng)，會保證將連線和大腦無損連接。據(jù)估計(jì)，每次植入手術(shù)的費(fèi)用約為10500美元，包括檢查、零件和人工費(fèi)，并將向保險(xiǎn)公司收取約40000美元。

Neuralink表示，計(jì)劃在2024年進(jìn)行11例手術(shù)，2025年27例，2026年79例。然后，根據(jù)提供給投資者的文件，手術(shù)數(shù)量將從2027年的499例增加到2030年的22204例。Neuralink預(yù)測，如果計(jì)劃順利的話，公司五年內(nèi)年收入將高達(dá)1億美元。

腦機(jī)接口揭示大腦秘密登Nature

在今天的Nature頭版上，更新了一篇關(guān)于「BCI設(shè)備正在揭示大腦的秘密」的文章。

移動假肢、操控虛擬角色說話、迅速打字——這些看似不可思議的技能，現(xiàn)在已經(jīng)被癱瘓患者通過BCI這一神奇的技術(shù)學(xué)會。這些患者僅憑「大腦想一下」，即可實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜操作。他們通過植入大腦的電極捕捉神經(jīng)活動，并將其轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的命令。

雖然BCI發(fā)展的初衷是為了幫助癱瘓患者恢復(fù)，但也為科學(xué)家們提供了一個獨(dú)特的視角——以前所未有的高分辨率探索人腦的奧秘。

利用腦機(jī)接口技術(shù)，科學(xué)家們已經(jīng)對大腦的基礎(chǔ)知識有了新的理解。這挑戰(zhàn)了我們對大腦結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)大腦區(qū)域的界限和功能，比我們以往認(rèn)為的要更加模糊。此外，這些研究還幫助研究人員弄清楚腦機(jī)接口本身是如何影響大腦的，并尋找改善這些設(shè)備的方法。

斯坦福大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Frank Willett表示，

「利用人類的BCI，我們有機(jī)會記錄許多大腦區(qū)域的單個神經(jīng)元活動，這是以前從未實(shí)現(xiàn)過的」。

而加州大學(xué)舊金山分校的神經(jīng)外科醫(yī)生Edward Chang則指出，

「這些設(shè)備能夠進(jìn)行長達(dá)數(shù)月乃至數(shù)年的連續(xù)記錄，這使得研究人員能夠深入探究學(xué)習(xí)過程、大腦可塑性以及需要長時間學(xué)習(xí)的復(fù)雜任務(wù)」。

100年前，大腦活動開始被記錄

大約100年前，人類大腦的電活動可以被記錄下來的想法首次得到支持。德國精神病學(xué)家Hans Berger將電極附著在一個17歲男孩的頭皮上，恰好因腦瘤手術(shù)而頭骨留有孔洞。他首次觀察到了腦振蕩現(xiàn)象，并將這種測量稱為「腦電圖」（EEG）。研究者們很快意識到，從大腦內(nèi)部進(jìn)行記錄可能更具價值。

Berger和其他人通過手術(shù)把電極放在大腦皮層的表面，來研究大腦并診斷癲癇。如今，植入電極進(jìn)行記錄仍是確定癲癇發(fā)作起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，這樣可以通過手術(shù)來治療這種病癥。

到了1970年代，研究人員開始利用從動物大腦深處記錄的信號來控制外部設(shè)備，這標(biāo)志著首個植入式腦機(jī)接口的誕生。

2004年，Matt Nagle因脊髓受傷而癱瘓，成為了第一個接受長期侵入式BCI系統(tǒng)的人。這個系統(tǒng)通過多個電極記錄他主要運(yùn)動皮層中單個神經(jīng)元的活動，使他能夠控制假手的開合，以及完成一些基本的機(jī)械臂任務(wù)。

此外，研究人員還利用EEG讀數(shù)——通過放置在人頭皮上的非侵入式電極收集——為BCI提供信號。這使得癱瘓患者能夠控制輪椅、機(jī)械臂和游戲裝置，盡管與侵入式設(shè)備相比，這些信號更弱，數(shù)據(jù)也不那么可靠。

迄今為止，大約有50人植入了BCI，人工智能、解碼工具和硬件的進(jìn)步推動了這一領(lǐng)域的快速發(fā)展。比如，電極陣列的技術(shù)變得更加先進(jìn)。一種名為Neuropixels的技術(shù)雖然還未應(yīng)用于BCI，但已在基礎(chǔ)研究中使用。這種由硅材料制成的電極陣列，每個電極比人類頭發(fā)還細(xì)，擁有近1000個傳感器，能夠檢測單個神經(jīng)元的電信號。

7年前，研究人員便開始在動物身上使用Neuropixels陣列，最近三個月發(fā)表的2篇論文展示了它們在回答一些僅限于人類的問題上的應(yīng)用，比如大腦如何產(chǎn)生和感知語音中的元音。

此外，BCI的商業(yè)應(yīng)用也在加速增長。就比如，前面提到的Neuralink在今年1月首次為人類植入了BCI。與其他BCI一樣，這種植入物能夠記錄單個神經(jīng)元的活動，但不同之處在于它能夠無線連接到計(jì)算機(jī)。盡管BCI的主要推動力是臨床效益，但在這個過程中，它們也揭示了一些關(guān)于大腦功能的意外發(fā)現(xiàn)。

大腦邊界并非明確

教科書往往將大腦區(qū)域描繪為，有明確的邊界或分隔。然而，腦機(jī)接口（BCI）的記錄揭示，實(shí)際情況并非總是這樣。

去年，Willett及其團(tuán)隊(duì)使用BCI植入物為一名運(yùn)動神經(jīng)元?。∥s側(cè)索硬化癥）患者進(jìn)行語音生成。他們希望發(fā)現(xiàn)，被稱為中央前回的運(yùn)動控制區(qū)的神經(jīng)元，會根據(jù)它們控制的不同面部肌肉（如下巴、喉、嘴唇或舌頭）而進(jìn)行分組。

然而，實(shí)際上，具有不同目標(biāo)的神經(jīng)元卻混雜在一起。Willett表示，「這種解剖結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜」。他們還意外發(fā)現(xiàn)，布洛卡氏區(qū)（Broca’s area）——被認(rèn)為在語言產(chǎn)生和發(fā)音中扮演重要角色的大腦區(qū)域，幾乎不包含關(guān)于單詞、面部動作或稱為音素的聲音單位的信息。Willett說，「發(fā)現(xiàn)它實(shí)際上并不直接參與語言產(chǎn)生，這確實(shí)令人意外」。

之前使用其他方法的研究已經(jīng)暗示了這一更為細(xì)致的情況。在2020年的一項(xiàng)關(guān)于運(yùn)動的研究中，Willett和他的同事們在2位運(yùn)動限制程度不同的患者中記錄了信號，這些信號集中在一個負(fù)責(zé)手部運(yùn)動的前運(yùn)動皮層區(qū)域。他們通過BCI發(fā)現(xiàn)，這一區(qū)域?qū)嶋H上包含了控制所有四肢的神經(jīng)編碼，而不僅僅是手部，這與之前的假設(shè)相悖。這一發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)了近90年來醫(yī)學(xué)教育中根深蒂固的觀念，即大腦皮層中身體各部位以拓?fù)鋱D的形式呈現(xiàn)。

Willett說，「這種現(xiàn)象只有在能夠記錄人類單個神經(jīng)元活動的罕見情況下才能觀察到」。

荷蘭烏特勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家Nick Ramsey團(tuán)隊(duì)，在對應(yīng)手部運(yùn)動的運(yùn)動皮層部位植入BCI時，也做出了類似的觀察。大腦的一側(cè)通常控制身體另一側(cè)的運(yùn)動。但當(dāng)被試試圖移動右手時，植入在左側(cè)大腦半球的電極卻同時捕捉到了右手和左手的信號，這一發(fā)現(xiàn)非常出人意料！

運(yùn)動依賴于高度的協(xié)調(diào)，大腦必須同步整個身體的活動。比如，伸出手臂會影響平衡，大腦需要調(diào)整身體各部分以適應(yīng)這種變化，這可能就是活動分散的原因。

Ramsey解釋道，「這類研究展示了我們之前未曾想到的巨大潛力」。對一些科學(xué)家而言，這些模糊的解剖邊界并不令人驚訝。

我們對大腦的理解基于平均測量，描繪出這個復(fù)雜器官的一般布局，意大利帕多瓦大學(xué)的信息工程師Luca Tonin說。個體之間的差異是必然的。

倫敦帝國學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家Juan álvaro Gallego說，「從細(xì)節(jié)上來看，我們的大腦各不相同」。

靈活的思維模式

BCI技術(shù)不僅推動了我們理解大腦如何進(jìn)行思考和想象，還揭示了大腦在這些過程中的神經(jīng)模式。

在荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)，計(jì)算神經(jīng)科學(xué)家Christian Herff及其團(tuán)隊(duì)，一直專注于研究大腦如何處理無聲的、僅在想象中發(fā)生的語言。為此，他們開發(fā)了一種能夠在參與者僅在心中默默說話時，就能實(shí)時生成語言的BCI植入裝置。這項(xiàng)技術(shù)捕捉到的大腦信號，與實(shí)際說話時的信號有著類似的區(qū)域和活動模式，盡管它們并不完全一致。這意味著，即使是那些無法通過傳統(tǒng)方式發(fā)聲的人，也能通過想象說話來操作BCI裝置。這就大大擴(kuò)展了使用人群的范圍。

讓人充滿希望的是，研究發(fā)現(xiàn)，即使癱瘓患者的身體無法作出響應(yīng)，他們的大腦仍然保留著說話或移動的能力。這說明，大腦有著強(qiáng)大的可塑性，可以重組神經(jīng)通路。

現(xiàn)在我們已知，大腦受到創(chuàng)傷或疾病的影響時，神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度會發(fā)生變化，神經(jīng)回路可能會重新配置，或形成新的連接。脊髓受傷的老鼠原本控制癱瘓肢體的大腦區(qū)域，可以控制仍有功能的身體部位。

現(xiàn)在，BCI的研究為這一領(lǐng)域帶來了新的視角！在匹茲堡大學(xué)，神經(jīng)工程師Jennifer Collinger團(tuán)隊(duì)，對一位脊髓受傷的三十多歲男性患者，植入了皮質(zhì)內(nèi)BCI。令人意外的是，Collinger的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，該患者大腦中控制手部的原始神經(jīng)圖譜得到了保留。當(dāng)他試圖移動手指時，盡管雖然手指并沒有移動，團(tuán)隊(duì)仍在運(yùn)動區(qū)域觀察到了活動。

在中風(fēng)的情況下，BCI就可以和其他方法結(jié)合使用，訓(xùn)練新的大腦區(qū)域，來接管受損區(qū)域的功能。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的神經(jīng)工程師José del R. Millán，正致力于在康復(fù)中應(yīng)用BCI誘導(dǎo)的大腦可塑性。Millán訓(xùn)練了14名慢性中風(fēng)患者。其中一個小組中，BCI連接到了功能性電刺激裝置上。當(dāng)BCI識別出被試嘗試伸展手部，便會刺激響應(yīng)肌肉。而對照組接收的是隨機(jī)電刺激，而非目標(biāo)化刺激。

結(jié)果顯示，BCI指導(dǎo)電療的被試，受損大腦半球內(nèi)部，運(yùn)動區(qū)域之間的連接性明顯增強(qiáng)！而對照組差異顯著。隨著治療進(jìn)行，小組成員逐漸能夠伸展雙手。

BCI對大腦的影響

在Millán的研究里，BCI促進(jìn)了大腦學(xué)習(xí)的過程。這種人機(jī)之間的互動循環(huán)是BCI的核心特征，使得直接控制大腦活動成為可能。參與者能夠?qū)W習(xí)如何調(diào)整他們的注意力，從而實(shí)時提高解碼器的輸出效果。

日內(nèi)瓦大學(xué)的神經(jīng)工程師Silvia Marchesotti團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)15名健康被試學(xué)習(xí)控制非侵入式BCI時，整個大腦的活動在對語言至關(guān)重要的頻段內(nèi)增加，并且隨著時間的推移變得更加集中。這可能說明，大腦在控制設(shè)備時變得更加高效，完成任務(wù)所需的神經(jīng)資源減少了。不過，總的來說，當(dāng)前BCI的研究范圍還很有限，主要涉及與運(yùn)動功能相關(guān)的大腦區(qū)域。而Neuralink的進(jìn)步，無疑給全世界腦機(jī)接口的研究，再打了一劑強(qiáng)心針。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/d41586-024-00481-2https://www.businessinsider.com/neuralink-elon-musk-first-human-patient-control-mouse-with-mind-2024-2