脑机接口升级难 [复制链接]

导读

脑机接口技术的真正瓶颈，是人类对大脑的认知还处于盲人摸象的阶段

“每天做得最多的一件事就是洗头。有时一天要洗30多次。感觉当初这个领域的科学家尽在洗头了。”回忆起五六年前自己在哈佛大学脑科学中心读博士期间的经历，脑机接口初创企业浙江强脑科技有限公司（BrainCo）创始人韩璧丞印象最深刻的一件事，就是科研人员为了抹医用导电膏而不停地洗头。

抹医用导电膏是为了做脑电图（EEG）检查。科研人员将导电膏涂在医用胶带等表面，再涂抹到头皮上。洗头使电极与头部的接触面光滑，从而提升信号获取的效果。通过将电极放在头皮测量大脑产生的自发性生物电位，医学脑电图检查可以用于检测癫痫、特定精神疾病及脑肿瘤等疾病。这是一种常见的非侵入式“脑机接口”——被检查者不需要进行开颅手术，也不用在头皮上产生创面。

人脑的剖面从外到内依次是外层的头皮、头骨；头骨下有三层膜将大脑包裹起来，分别为硬脑膜、蛛网膜和软脑膜；再往内是大脑皮层和白质。脑机接口设备也按照侵入到脑部的层级被分为三类：除了非侵入的脑电图，皮层脑电图（ECoG）会穿过头骨但位于大脑皮层外，可置于硬脑膜外或硬脑膜下，属于半侵入式脑机接口；而侵入式脑机接口则需要将电极植入大脑皮层。

8月29日上午，美国明星企业家埃隆?马斯克（ElonMusk）召开新闻发布会，宣布旗下脑机接口公司Neuralink最新的研发进展。该公司展示了一款硬币大小的侵入式脑机接口设备，以及进行设备植入的手术机器人，团队将设备植入了一头名叫格特鲁德（Gertrude）的小黑猪脑中，让它在现场凭嗅觉识别出各个物体。同时，脑机接口连接着格特鲁德与嗅觉相关的神经元，每次当它“吸鼻子”时，猪脑发出的神经信号就会被实时捕捉到，并转化成数字信号。

据市场研究机构ValuatesReports的报告，年全球脑机接口市场规模估计为3.6亿美元，预计到年或达到38.5亿美元。因为手术安全方面的高门槛，目前这个市场上像Neuralink这样押宝侵入式脑机接口路径的是少数派，非侵入式设备是主流。不管是侵入式，还是非侵入式，机器学习算法方面的进展都能帮助我们更好地解码人脑的意图。

实际上，脑机接口技术的真正瓶颈，是人类对大脑的认知还处于盲人摸象的阶段。到目前为止，仍没有人能解释电信号和化学信号在神经元之间的传递是如何导致人们产生感觉、情感和决策的。

脑机接口升级路

在8月底Neuralink的发布会上，脑机接口植入手术完全由机器人自动执行，整个过程历时不到一个小时。通过电脑图像，手术机器人可以尽量避开脑部的血管。

多位业内专家向财新记者表示，马斯克这次展示的脑机接口原型机所运用的包括神经解码、手术机器人、无线传输、多信号频道等技术都是早已存在的，在单项技术上突破不大，但他提供了一个横跨脑机接口相关多个专业领域的“技术包”，使得侵入式脑机接口设备从实验室踏出了迈向市场的一步。“我们认为这不是一次脑科学的重大突破，而是脑手术的重大突破。”韩璧丞说。

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马斯克再度向世人展示了旗下前沿科技研发的最新进展。北京时间8月29日上午，美国企业家伊隆·马斯克（ElonMusk）召开发布会，宣布旗下脑机接口公司Neuralink的新进展，包括简化为硬币大小的Neuralink设备和进行设备植入的手术机器人。马斯克及其团队还将设备植入猪脑，现场展示猪脑的活动情况。

脑机接口是人或动物的大脑与外部设备间直接的连接通路。通过脑机接口技术，可以让原本需要神经传导的大脑信号通过另一种方式传递出来——转变成语言、文字，更可以转变成控制外接设备运动的信号。Neuralink公司是一家神经科技公司，由马斯克和其他八名联合创办者于年创办，负责研发侵入式脑机接口。

据年的示意图，Neuralink设备位于耳后，大小类似无线耳机，用于收集和发送大脑信号。今年更新的设备则简化成圆圆的硬币大小，并安置在颅顶部位。这款设备直径23毫米，厚度8毫米，拥有路连接，能够感应温度气压，并读取脑电波、脉搏等生理信号。马斯克称，新一代的Neuralink设备是完全无线的，使用感应充电，设备的电池续航时间为一整天，可以直接连接到佩戴者的智能手机上。

为什么全身瘫痪的霍金，每隔一段时间就可以发表一番高谈阔论？为什么下肢瘫痪的男孩，可以在巴西世界杯开幕式上开球？

通过脑机接口技术，可以让原本需要神经传导的大脑信号通过另一种方式传递出来——转变成语言、文字，更可以转变成控制外接设备运动的信号。

自从近一个世纪前，一位医生发现大脑的神经活动实际上是电信号的传递之后，科学家一直致力于解决如何把这些信号接收下来、解读出来，甚至复制出来，进而通过大脑电信号来控制电子设备。如果这个目标能够实现，人的意识就可以不再受限于脆弱的肉体。

“医学将成为前沿技术应用最大的场景。”国家卫生健康委副主任、中国科学院院士曾益新指出，目前中国在鼓励、推动科技创新发展的同时，也要
　　

曾益新是在月9日举办的第十届财新峰会“新健康·新动能”讨论中做出以上表述。年是新中国建国70周年，曾益新表示，与过去相比，人民健康水平已有大幅度提高，人口从70年前的5.4亿增长到目前的4亿左右，人均预期寿命从35岁增长到77岁，孕产妇死亡率及婴儿死亡率大幅下降，两项指标是全球公认的评价国家医疗卫生水平的硬指标。

此外，曾益新指出，中国医改成果显著，特色基本医疗卫生制度优势已有所显现，包括初步搭建中国特色基本医疗卫生制度框架，并建成全球最大的传染病疫情和突发公共卫生事件网络直报系统，“用相对较小的投入获得了较高的健康绩效。”曾益新说。