脑机共鸣:Neuralink与未来人类智能的新篇章

脑机共鸣:Neuralink与未来人类智能的新篇章

基本介绍

Neuralink是一家私人脑机接口公司,由埃隆·马斯克(Elon Musk)在2016年共同创立、位于美国加利福尼亚州旧金山郊区的弗里蒙特。该公司致力于开发高带宽、可植入的脑机接口(BMI)。旨在将人脑与计算机或其他电子设备连接起来。Neuralink的长远目标是帮助人类克服疾病和残疾,提高认知能力,最终实现人类与人工智能的和谐共存。Neuralink的技术目标是能够读取和写入大脑信息,以此来帮助治疗各种神经疾病,如帕金森病、癫痫和各种形式的瘫痪。

重要里程碑与实验突破

1.2019 年,该公司推出了第一个植入式脑机接口设备,该设备将 1,024 根电极线植入到大脑的某块区域,采集大脑活动的电信号,并通过无线传输的方式将信号传导到终端设备。

2.2020年,Neuralink 公布了硬币大小、电池供电的 N1 芯片植入计划,并展示了其成功采集了猪的大脑电生理信号。

3. 2020年8月28日在Neuralink举办的发布会上展示公司在脑机接口领域的最新技术和实验成果,特别是在三只猪身上进行的实验。这些猪分别展示了不同的实验阶段:

  • 未植入设备的猪(Joyce):作为对照组,展示了一只没有植入任何Neuralink设备的健康猪。
  • 已植入设备但后来被移除的猪(Dorothy):这只猪先前植入了Neuralink的设备,但在演示之前该设备被移除,目的是证明Neuralink设备的植入是可逆的,且移除设备后不会对动物产生长期负面影响。最后的实验结果是Dorothy的行为和健康状况与未植入设备的小猪相似,表明设备的移除并未对其造成显著的负面影响。
  • 植入Neuralink设备的猪(Gertrude):第三只猪植入了Neuralink的设备,演示了该设备能够实时监测和记录其大脑活动。演示中,当Gertrude的鼻子接触到物体时,Neuralink设备捕捉到并显示了相应的大脑活动信号。这证明了Neuralink设备能够实时监测和记录大脑活动,展示了技术的潜力和实用性。
根据马斯克的说法,植入物足够准确,可以读取猪的大脑信号,以确定神经活动将如何移动动物的关节。通过无线神经植入物,我们实际上能够预测猪体内所有四肢的位置。
最初,Neuralink设想将植入物放在耳后。但是现在该公司表示,植入物将足够小,可以插入到头骨的顶部,从而使其在头发下几乎不可见。
植入物将通过蓝牙以及可能的其他设备(例如鼠标和键盘)与你的智能手机对话,使你能够根据自己的想法控制每个产品。这将涉及读取你的大脑信号以确定你要执行的操作,然后将这些操作转换为计算机命令。

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为了安全有效地外科手术植入植入物,该公司依赖于机器人,该机器人也在演示中得到了展示。该机器可以在不刺穿血管的情况下将复杂的线状电极准确地放置在你的大脑中,而不会造成明显的损害。该机器人旨在在不到一个小时的时间内完成每次手术。该过程还有望实现无痛,无需麻醉。在完成动物试验后,Neuralink公司将开始进行人体试验,首次临床试验将针对因颈脊髓损伤而导致的截瘫或四肢瘫痪的患者。首次试验的计划是招募一小部分此类人员,以测试该技术的有效性和安全性。该发布会完整视频点这里。

4.2021年4月8日发布视频展现了Neuralink脑机接口技术的进展,其中展示了一只名为Pager的猕猴使用脑机接口技术来玩视频游戏。

 

该视频中的猴子名为Pager,一只9岁的猕猴。

Pager大脑中植入了Neuralink的脑机接口设备。这些设备通过超薄的线缆连接,能够记录大脑的活动并将数据传输到外部计算机系统。

Pager被训练使用一个操纵杆来控制计算机屏幕上的光标。通过将光标移动到屏幕上特定的位置,Pager可以获得奖励(通常是果汁)。在这个过程中,Neuralink设备记录了Pager大脑中与手部移动和控制相关的神经活动。

在Pager学会了如何使用操纵杆之后,研究人员移除了操纵杆,并让Pager仅通过思考相同的移动指令来控制屏幕上的光标。Neuralink设备继续读取Pager的大脑活动,这次是将思考动作转换成光标的移动,而不再依赖于物理的操纵杆。

实验结果表明Pager成功地通过其思考来控制光标,并在游戏中达到目标,从而获得奖励。这证明了Neuralink设备能够解读大脑信号,并将这些信号转换为电子设备的控制指令。这项实验展示了Neuralink脑机接口技术的高度精确性和潜在的应用价值,尤其是对于运动能力受限者通过思考来控制外部设备的可能性。

5.BCI的脑机接口的最初目标是让患有运动感知疾病的人——如肌萎缩性侧索硬化症(ALS)或遭受中风后遗症的人——通过他们的思想进行交流。为了实现这个最终目标,Neuralink进行了一系列灵长类动物实验。而在2022 发布会上,一只猴子在它面前的屏幕上进行了“意念打字”的演示,可以看到,屏幕上缓缓出现了“welcome to show and tell”的字样。

 

这主要是基于“运动想象”的方式实现意念控制键盘输入。可以看到猴子正在临摹数字,而植入式设备将采集到的脑电信号解码到了对应的临摹数字,通过这样长期的训练,在脱离临摹这个运动后,猴子变可以紧靠意念实现数字的输出。

 

另外,在数据处理方面,Neuralink通过预处理数据输入深度学习网络输出猴子的字母输出以及书写方向输出,且转化效率从2021年的3.0的bit-rate到达2022年的7.1bit-rate。

 

可见,Neuralink设备将神经元信号转化为可以被计算机解释的数据。马斯克希望该设备有一天能成为主流,允许人类和机器之间的信息传输。他一直认为,人类只有在类似计算机的增强功能的帮助下,才能跟上人工智能所取得的进步。

Neuralink 已经跃跃欲试,将植入物瞄准身体的其他部位。除脑机接口之外,活动期间,马斯克还透露了除脑机接口之外的两大产品的工作。它正在开发可以植入脊髓并有可能恢复瘫痪患者运动能力的产品,以及一个视觉感应区的植入物,旨在改善或恢复人类视力。

6.2023年5月,马斯克旗下脑机接口公司 Neuralink 宣布,该公司已获得美国食品药物管理局 (FDA) 的批准,将启动其首个人体临床研究。这意味着,Neuralink 将把他们的设备植入人类的大脑中。

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7.2023年9月19日,据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网报道,“neuralink”公司19日宣布,该公司已获得独立评审委员会的批准,可以开始针对瘫痪患者的大脑植入物的首次人体试验

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8.2023年11月,Neuralink为其首个临床试验寻找志愿者,受试者需同意让外科医生切除一块头骨,以便让一个机器人把一系列电极和超细电线接入大脑。当机器人完成工作后,失去头盖骨的部分将被覆上一块25美分硬币大小的计算机芯片,这块芯片要留在那个地方好几年。其目的是分析和读取受试者的脑活动,然后将信息以无线传输的方式送至附近的笔记本电脑或平板电脑。

 

9.2024年1月30日,埃隆·马斯克在社交媒体平台X上宣布,在1月29日,人类首次接受脑机接口(Neuralink)芯片植入,植入者恢复良好。

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10.2024年2月20日,埃隆·马斯克在社交媒体上表示,首位植入“神经连接”(Neuralink)大脑芯片的人类患者似乎已完全康复,其成功地利用意念控制了电脑鼠标。

面临的困难和挑战

  • 高精度电极设计:开发能够精确读取和刺激大脑活动的微小、高密度电极是一个巨大的挑战。这些电极必须足够小以减少对大脑的损伤,同时具备高度的生物兼容性和长期稳定性。

  • 安全有效的植入方法:开发一种既安全又有效的方法来植入这些设备,同时最小化对大脑组织的损伤,是一项技术难题。Neuralink正在开发一个高度精密的机器人手术系统来解决这一问题。

  • 数据处理和解码:大脑产生的数据量巨大,如何有效地捕捉、传输、处理和解码这些数据,以实现实时、准确的脑机交互,是另一个技术挑战。

  • 设备的长期稳定性和可靠性:确保植入的设备长期稳定地工作,不会随时间退化或引发身体排斥反应,对于患者的健康和设备的可靠性至关重要。

  • 2022年2月据报道,美国医师医药责任协会(Physicians Committee for Responsible Medicine,简称PCRM)宣布将向负责监管实验用动物的美国农业部提出申诉,指控马斯克的Neuralink公司和加州大学戴维斯分校(简称UC Davis)在2018年至2020年间对Neuralink的23只猴子进行侵入性和致命的大脑实验,违反了《联邦动物福利法》
  • 2022年3月3日,DoNews消息(李文朋)一家名为 PCRM 的非营利机构指控 Neuralink 公司虐待动物:整个脑机接口实验项目共涉及23只实验猴子,其中15只已经死亡。
  • 2022年12月5日消息,马斯克的脑机接口企业神经连接公司(Neuralink)因为涉嫌虐待动物,可能违反动物福利原则而正遭到美国联邦部门的调查。据悉,神经连接公司自2018年以来,共杀死约1500只动物,包括280多只羊、猪和猴子。
  • 2023年2月,美国运输部正在调查埃隆·马斯克的脑机接口公司Neuralink,此前一个动物权利组织投诉称,他们收到的email显示,这家初创公司在运输可能有害的材料时没有遵循适当的程序。
  • 2023年3月消息,“神经连接”公司(Neuralink)脑机人体试验申请遭到FDA的拒绝。

Neuralink 并不是唯一一家尝试使用脑机接口进行创新的公司,与此同时,其他开发脑机接口的公司也在如火如荼地开展工作。其中之一,Blackrockh Neurotech在 Neuralink 推出之前很久就在推动该领域的研究,现在正在等待 FDA 批准其商业 BCI。另一家公司Synchron也获得了突破性设备的称号,它已开始将电极植入患者体内以进行早期可行性研究。还有两家公司的目标是在 2023 年进行首次人体测试:ParadromicsPrecision Neuroscience,这两家公司由 Neuralink 的创始成员之一 Benjamin Rapoport 共同创立。不过,Neuralink 在人体试验方面的缓慢进展并没有阻止它的发展。2021 年 7 月,该公司又筹集了2.05 亿美元的资金,远远超过流入其他 BCI 公司的资金。同时,相比其他公司,Neuralink的高性能N1传感设备数据处理能力也是最瞩目的。

积极影响与公众评价

  1. 医疗创新和潜在益处

    • Neuralink的技术被视为神经科学和医疗领域的一大创新,有潜力治疗帕金森病、癫痫、抑郁症以及各种神经退行性疾病和受损的神经功能。
    • 对于运动障碍患者,如截瘫和肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者,Neuralink技术提供了一种恢复交流能力和一定程度自主性的希望。
  2. 认知能力扩展

    • 公众对于Neuralink能够扩展人类认知能力、提高学习效率和信息处理能力的前景感到兴奋。
    • 这种技术的应用被认为可能开启人类新的探索和创造潜能,如提高艺术创作能力、科学研究和解决复杂问题的能力。

负面影响与公众评价

  1. 伦理和隐私担忧

    • Neuralink技术引发了伦理和隐私方面的担忧,特别是关于大脑数据的安全性和保密性。公众担心,未来可能出现未经授权访问或滥用个人思想和记忆的情况。
    • 此外,还有关于意识和自主性的哲学讨论,例如,如果大脑直接与机器连接,那么什么构成了人类的“自我”和自由意志。
  2. 社会不平等和分化

    • Neuralink技术的高成本和可能的限制性访问引发了关于加剧社会不平等的担忧。人们担心,只有少数人能够负担得起这种技术,可能导致“增强”的人类和“非增强”的人类之间的分化。
    • 这种技术的广泛应用可能导致就业市场和社会结构的根本改变,引发对未来工作和社会角色的担忧。

公众和专业社群的反应

  • 科学和医疗专业社群:科学家和医疗专业人士对Neuralink的技术给予了一定程度的认可,但也强调了进行更多研究和试验以证明其安全性和有效性的重要性。
  • 技术和伦理学者:技术观察家和伦理学者则更加关注技术发展的长期影响,强调需要制定相应的伦理准则和政策来引导这项技术的健康发展。
  • 广泛公众:普通公众对Neuralink及其技术的态度混合。一方面,有对未来潜能的期待和好奇;另一方面,也有对未知后果和潜在风险的担忧和恐惧。

总之,Neuralink及其脑机接口技术在社会上引发的影响是复杂且多维的,涵盖了从巨大的医疗潜力到深刻的伦理和社会问题。随着技术的进一步发展和应用,这些讨论和评价可能会继续演变。

Neuralink的未来展望

Neuralink的技术和研究在未来有着广阔的应用前景,其潜力不仅局限于医学领域,还可能深远地影响我们的工作、学习、甚至日常生活方式。

医学应用和治疗

  • 治疗神经性疾病:Neuralink技术最直接的应用是在医学领域,特别是为那些患有神经性疾病(如帕金森病、癫痫、抑郁症)的人提供治疗。这项技术有潜力恢复失去的感觉和运动能力,甚至治疗目前难以治愈的疾病。
  • 辅助残障人士:通过改进脑机接口技术,Neuralink可能帮助残疾人士控制外部设备,如轮椅、计算机和机械假肢,从而提高他们的生活质量和自主性。

认知扩展和人机融合

  • 增强认知能力:长期来看,Neuralink的技术可能被用于扩展正常人的认知能力,比如提高记忆力、学习效率和信息处理速度。
  • 深化人机交互:未来,Neuralink技术可能实现更加直观和高效的人机交互方式,使人类能够与计算机和网络世界更加紧密地融合。

伦理和社会挑战

  • 面临的挑战:随着技术的发展,Neuralink也需要解决伴随而来的伦理和社会挑战,包括隐私保护、数据安全、身份认同以及社会不平等等问题。
  • 规范和政策:未来可能需要新的法律、伦理准则和政策来指导脑机接口技术的发展和应用,确保技术进步同时保护个人权利和社会福祉。

结语

在科技的边界上,Neuralink不仅是一场对未知的探索,也是人类对自我能力极限的挑战和扩展。它代表着对更健康、更互联、更智能未来的无限向往,承载着治愈、连接和超越的希望。面对技术进步所带来的众多挑战和机遇,Neuralink的旅程提醒我们,科技的最终目的是服务于人类,提升生活质量,拓宽我们的视野,以及深化我们对生命本质的理解。

随着Neuralink和类似技术的不断发展,我们被赋予了前所未有的机会,去重塑医疗、交流和认知的未来。但这同时也要求我们以前瞻性的思考和负责任的行动,来面对伦理、社会和法律方面的挑战。在这一切中,对人类福祉的深切关怀和对科技潜力的审慎利用,将是引导我们走向更加光明未来的灯塔。

如同探索宇宙给予我们无限的想象空间一样,Neuralink的探索开启了大脑深处的奥秘,预示着一个在认知、理解和能力上更加进步的新时代。在这个新时代里,我们不仅将治疗昔日不可治愈的疾病,还将解锁人类潜能的新维度,共同创造一个更加健康、智慧和互联的世界。

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THE END
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