埃隆·马斯克旗下神秘脑科技公司发布精密神经植入设备

周二晚些时候，SpaceX和特斯拉公司魅力非凡且古怪的首席执行官埃隆·马斯克在加州科学院登台，宣布一项重大消息。这一次，他发布的不是新的火箭或电动汽车，而是一个用于记录大脑中数千个神经元活动的系统。马斯克以其典型的自信，谈到最早明年将这项技术应用于人脑。

这项工作是Neuralink公司的成果，该公司是马斯克于2016年创立的，旨在开发高带宽、可植入的脑机接口（BCI）。他说，最初的目标是使四肢瘫痪的人仅用思想就能控制电脑或智能手机。但马斯克的愿景远不止于此：他试图让人类与人工智能“融合”，赋予人类超人的智能——这个目标更多的是炒作，而不是实际的新技术开发计划。

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更实际地说，“目标是以比迄今为止更高的带宽数量级来记录和刺激神经元中的[称为]尖峰的信号，并使其安全，”马斯克在周二的活动中说道，该活动进行了直播。

昨晚发布的系统远未达到马斯克的科幻愿景。但它仍然标志着一项令人印象深刻的技术发展。该团队表示，他们现在已经开发出具有大量“通道”的阵列——多达3072个柔性电极——可以使用手术机器人（其一个版本在今年早些时候发布在bioRxiv上的预印本论文中被描述为“缝纫机”）植入大脑外层或皮层中。这些电极封装在一个小型可植入设备中，该设备包含定制的集成电路，并连接到大脑外部的USB端口（该团队希望最终实现端口的无线化）。Neuralink还计划让电极将信号写回大脑，以触觉形式或盲人视网膜的视觉刺激形式提供感觉反馈。*该公司在其公开的白皮书中报告了其在老鼠身上的神经接口的一些初步结果，目前正在加州大学戴维斯分校进行猴子实验。所有这些研究都尚未经过同行评审。

哥伦比亚大学电气与生物医学工程学教授肯·谢泼德说：“在这个领域做更多的工作很棒，我认为他们给予这种关注非常棒。”谢泼德参与了国防高级研究计划局（DARPA）的倡议，旨在开发一种柔性、可植入的无线芯片，该芯片使用大脑表面的电极记录多达一百万个神经元。谢泼德说，Neuralink专注于三个主题，这些主题对于任何未来的脑机接口技术都将非常重要：电极的柔性材料、使用集成电路技术实现电子元件的小型化以及与外部设备的完全无线交互。“他们在前两个方面取得了重大进展，”他说。但他补充说，挑战将在于缩小集成电路和探针之间的电气连接，并在不显着增加设备尺寸的情况下整合更多电极。“另一个巨大的挑战是监管，”他说，并指出在美国食品和药物管理局（FDA）看来，在这种规模的人体穿透电极的使用将面临重大障碍。

现有电极的一个大问题是，当大脑随着每次呼吸和心跳而移动时，它们会损伤血管系统。新设备旨在通过使用小型但刚性的针头来解决这个问题，该针头将柔性的、基于聚合物的电极“线”（每根线的宽度只有人类头发的十分之一）插入皮层，并注意避开途中的静脉或动脉。

脑机接口研究中神经记录的黄金标准可能是犹他阵列，它由一个刚性的、多达128个电极通道的网格组成。该阵列已成功应用于许多脑机接口，包括布朗大学研究人员及其同事开发的BrainGate设备。但它也会引起组织反应，可能导致由神经胶质细胞（大脑的支持细胞）组成的组织结疤，这可能会干扰记录信号的质量或损害脑细胞。另一个成功的设计是Neuropixel，这是一种由霍华德·休斯医学研究所的研究人员及其同事开发的探针，它在一个尖端或轴上包含近1000个记录位点，可以记录小鼠大脑中500多个神经元的活动。开发用于这种高密度神经记录的工具是奥巴马政府的“大脑研究计划”（BRAIN Initiative）的目标之一。

布朗大学教授、BrainGate团队的领导者之一利·霍赫伯格称Neuralink系统为“一种新颖而令人兴奋的”神经技术。“鉴于皮层内脑机接口在恢复脊髓损伤、中风、[肌萎缩侧索硬化症]、创伤性脑损伤或其他神经系统疾病或损伤患者的神经功能方面具有巨大的潜力，我很高兴看到[该公司]将如何将其系统转化为初步临床研究，”同样也是马萨诸塞州总医院和普罗维登斯退伍军人事务医疗中心的神经科医生的霍赫伯格补充道。

Neuralink声称其系统可以记录约1500或3000个电极的信号，具体取决于正在测试的设备版本。该公司声称，由于其电极更薄更柔韧，因此不太可能引起组织损伤。在活动中，马斯克表示，选择侵入式脑机接口（而不是检测大脑外部神经信号的脑机接口，例如脑电图）的原因是该公司希望记录来自单个神经元的信号。“我们看到、感知或思考的一切都是动作电位或尖峰，”他说。马斯克指出，最终目标是让Neuralink的设备能够为所有人使用，而不仅仅是那些患有严重神经系统疾病的人，并以类似于LASIK眼科手术的微创手术将其植入——尽管专家表示，实现这一目标还有很长的路要走。

该团队昨晚表示，该公司希望明年开始首次人体试验。然而，鉴于它仍然需要获得FDA的必要批准，这是一个极其雄心勃勃的目标。

该领域的其他人对这家在过去几年一直笼罩在神秘面纱中的公司能够展现出一些透明度感到欣慰。“每个人都很感激埃隆将他的力量投入到脑机接口领域，并提高了该领域的知名度，”Paradromics公司的创始人兼首席执行官马特·安格尔说，该公司也在开发高数据速率脑机接口，他也是DARPA项目的成员。安格尔对技术发展并不感到惊讶，他说这些成就建立在Neuralink高级科学家菲利普·“弗利普”·萨贝斯和生物工程师蒂莫西·汉森在他们都在加州大学旧金山分校工作期间的早期工作之上。他指出，这种基于聚合物的电极的挑战在于，当暴露于人体恶劣条件下时，它们的寿命不如其他无机材料。但他认为，Neuralink的微制造专家凡妮莎·托洛萨和她的团队在材料科学方面取得了一些令人印象深刻的进展。总的来说，安格尔说，“我看到公告中最重要的一部分是[愿意]开放并与社区互动。”

*编者注（7/18/19）：这句话在发布后经过编辑，以澄清视觉反馈将以皮层电刺激的形式出现，而不是视网膜。