诺兰·阿博的颅骨中植入了一块计算机芯片，大脑中植入了一个电极阵列。但作为 Neuralink 脑机接口 (BCI) 的首位用户，阿博表示，如果不是记得自己做过手术，他不会知道硬件在那里。“如果我失去了记忆，醒来后你告诉我我的大脑里植入了一些东西，那我可能不会相信你，”这位 30 岁的亚利桑那州居民说道，自 2016 年的一次游泳事故以来，他的颈部以下就瘫痪了。“我对它没有任何感觉——除非有人去实际按压它，否则我无法察觉它的存在。”
Neuralink 芯片在物理上可能并不显眼，但阿博表示，它对他的生活产生了巨大的影响，让他能够“重新与世界建立联系”。他于一月份接受了机器人手术，在 Neuralink 首次获批的人体试验中植入了 N1 植入物，也称为“Link”。
BCI 已经存在了几十年。但由于亿万富翁技术专家埃隆·马斯克拥有 Neuralink 公司，该公司受到了格外关注。这项技术重新引起了公众的兴趣，这项技术可以显著改善四肢瘫痪患者（如阿博）以及患有其他残疾或神经退行性疾病的人们的生活。
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BCI 记录大脑中的电活动，并将这些数据转化为输出动作，例如打开和关闭机械手或点击电脑鼠标。它们的设计、侵入程度和捕获的信息分辨率各不相同。有些使用完全外部的脑电图 (EEG) 阵列放置在受试者头部上方来检测神经元的电活动。另一些则使用放置在大脑表面的电极来跟踪神经活动。还有皮层内设备，它们使用直接植入脑组织的电极，尽可能接近目标神经元。Neuralink 的植入物属于这一类。
卡内基梅隆大学的机械工程师和神经科学家道格拉斯·韦伯 (Douglas Weber) 表示，捕捉神经活动就像试图记录挤满体育场的人群中两个人的闲聊。为了听到比人群喧嚣更多的声音，你需要靠近说话的人。“你离说话者越远，对话就越混杂和混乱，”他解释道。Neuralink 将电极穿入大脑中控制运动的运动皮层，将“传感器紧贴着正在交谈的各个神经元放置”。
Neuralink 并非首家这样做。一种名为犹他阵列的设备——一种微小的矩形硅钉网格——是皮层内 BCI 的标准电极系统。它由犹他大学生物工程学教授理查德·诺曼 (Richard Normann) 在 20 世纪 90 年代开发；2004 年，马修·内格尔 (Matthew Nagle) 成为第一个使用犹他阵列 BCI 通过意念控制光标的人。Neuralink 的设计借鉴了先前的微丝研究，也不是第一个用细而柔韧的细丝网络（沿其长度分布着电极）取代刚性犹他阵列的设计。
然而，Neuralink 所做的是将多项进步浓缩到一个可植入的皮层内无线设备中。“他们似乎将我所见过的所有最佳技术都融合在一起了，”匹兹堡大学生物医学工程师和副教授詹妮弗·科林格 (Jennifer Collinger) 说道。
数据转化为行动
Link 的圆形电子中心枢纽连接着 64 根超细丝，总共包含 1,024 个电极。这大约是犹他阵列电极数量的 10 倍（尽管多个犹他阵列已被植入到同一个人的大脑中）。Link 通过蓝牙传输来自大脑的压缩神经数据，并且针对用户独特神经模式调整的算法将这些数据转化为行动。
阿博表示，他在植入手术后一周内就能够移动数字光标。他通过两种方式做到这一点。一种是他所描述的“尝试性运动”——或者只是用意志力让瘫痪的肢体做它不再能做的事情。通过启动他手部肌肉的运动（他说这仍然可以产生轻微的摆动）并进行用手使用鼠标的心理动作，他可以毫不费力地在屏幕上移动光标。“这非常直观，”阿博说道。
他还发现，看着光标并想象它要走的路径，就能让他在屏幕上导航。他称之为“想象运动”。他两种方法都用，通常结合使用。第一种方法在身体上更费力一些，而第二种方法则需要更多的精神集中。但这两种方法都允许多任务处理：阿博可以在操作电脑的同时交谈或吃饭。
在植入植入物之前，如果阿博想使用电脑，他会通过语音命令或在触摸屏上移动嘴棒来操作（这需要有人帮助他进入位置）。但有了 BCI，阿博表示他能够做得更多——更快、更独立、更舒适。布朗大学、马萨诸塞州总医院、哈佛医学院和 VA 普罗维登斯医疗保健系统的神经重症监护医师和神经科学家莱igh·霍赫伯格 (Leigh Hochberg) 表示，使用最好的 BCI“应该感觉像健全人自愿运动一样自然”。霍赫伯格进行了多项 BCI 人体试验和研究，并与 Neuralink 和其他公司分享了他的研究成果。* 霍赫伯格表示，他有时会通过受试者对用户体验的描述程度来衡量设备的工作效果。“如果我们的参与者无法准确告诉我们他们刚刚做了什么，”他说，“我们就知道我们走对了路。”
Neuralink 声称，阿博在 BCI 光标控制方面打破了记录，并达到了每秒八比特，这是一个结合了速度和准确性的衡量标准。（Neuralink 发布了其光标控制基准，一个方形点击任务，如果您想将您的能力与阿博的能力进行比较。）阿博表示，他一次使用他的设备数小时，用于浏览网页、发送短信、滚动社交媒体、导航应用程序，也许最重要的是——玩电子游戏。在线国际象棋和世界建设策略游戏《文明 VI》一直是他的最爱。
他说，该设备有一个不可避免的缺点：它需要定期充电，这会中断他的游戏会话。为了给他的植入物充电，阿博戴上一顶带有嵌入式无线充电器的帽子——这与许多研究环境中仍使用的插入式 BCI 相比是一个很大的变化。否则，他说，使用 Link 大部分时间都是无缝的——除了二月份它几乎停止工作的时候。
线程回缩
手术后大约一个月，阿博植入物的功能大幅下降。起初他以为是软件错误，但 Neuralink 团队很快通知他是硬件问题。据阿博称，Neuralink 对电极信号的分析显示，他 85% 的植入物线程“回缩”或移位。Neuralink 在 5 月 8 日的博客文章中首次公开报告了这个问题，此时距离检测到挫折已过去数月。（Neuralink 没有回复《大众科学》关于线程回缩的问题。）
“这真的很难接受，”阿博说道。“我刚刚开始全身心投入其中。我已经达到了这个高点。一个月后，[感觉就像它] 就要崩溃了。”
韦伯指出，这种失望和焦虑的可能性是人体 BCI 研究中“最大的风险”之一。“想象一下第一次经历脊髓损伤的压力。现在想象一下不得不再次经历这一切，”他说。
阿博表示，通过调整系统的算法以响应仍在传输数据的电极，Neuralink 能够恢复他植入物的大部分功能。此后，他在视频演示中展示了他的光标实力，并表示他已恢复到打破速度记录的状态。但一些修复需要创造性的解决方案。Neuralink 工程师创建了一个系统，阿博可以通过将光标悬停在屏幕上 0.3 秒而不是点击来进行选择。“我们计划回到我发起单次点击的状态，”他说。但这尚未实现。
该公司也没有发布关于阿博体验的正式科学报告。剑桥大学生物电子实验室负责人、工程师乔治·马利亚拉斯 (George Malliaras) 表示，这限制了目前对该技术的了解程度。马利亚拉斯指出，尚不清楚线程回缩的原因或程度，它们的位置是否继续移动，或者剩余的线程是否已稳定。“我们必须等到论文发表并提供数据，”他说。
与此同时，美国食品和药物管理局已批准 Neuralink 继续进行临床试验，并在另一个人体内植入第二个设备的计划。正如《华尔街日报》首次报道的那样，该公司将尝试通过将 N1 的线程植入比阿博病例更深的位置（八毫米对三到五毫米）来解决回缩问题。“这是一个值得测试的策略，假设它不会改变安全性，”韦伯说道。“如果 FDA 认为不合适，他们就不会这样做，所以这一定是他们协议中已经批准的内容。希望它能解决问题。”
然而，阿博并没有因挫折而气馁。在他看来，他所经历的一切都有其目的：为了改进这项技术，造福他人。“这项研究的全部意义在于找出哪些有效，哪些无效，”他说。Neuralink 收集的每一条信息都增加了数据池，这些数据池可能有一天能够实现 BCI 研究人员最雄心勃勃的目标：恢复瘫痪肢体的运动或盲人的视力。“我尽量让我的期望保持务实，”他说。但 BCI 领域的基础似乎正在迅速变化。他很高兴成为首批体验者之一，并且他为下一个人能获得更好的体验而感到兴奋。
*编者注（2024 年 6 月 7 日）：此句在发布后经过编辑，以更好地阐明莱igh·霍赫伯格在脑机接口方面的工作与 Neuralink 和其他公司的关系。