马斯克的『脑机接口』究竟是什么疯狂黑科技?

马斯克这两天又在科技界搞了一个大新闻,他投资的研究脑机接口的公司Neuralink公开了一种新型的“脑机接口”平台。相关成果并未发表论文,而是以白皮书和发布会的形式通过媒体发布。

一提到脑机接口,人们总会想起科幻作品中那些神话版的黑科技。大脑装上芯片,所有的知识通过脑机接口一键输入,省去10年寒窗苦读。机器设备直接读取人类大脑的信息,不要用户吩咐,自动完成家务。更夸张的是,人类能够直接将大脑中的信息全部输出,存入到模拟人脑的系统中,就相当于实现了“灵魂出窍”。这样即使在人的躯体死亡后,人还可以永久寄生在计算机系统中通过传感器继续观察这个世界。以后,后人也不用清明扫墓了,直接连上系统与前辈的“灵魂”对话。

有了这些构想的铺垫,看到“脑机接口”这个题目时,人们也很自然地想到科幻作品的场景,对马斯克发布的成果格外震惊。

↑↑马斯克发布的脑机接口白皮书

马斯克与Neuralink发布的白皮书一共12页。白皮书主要内容是描述一种脑机接口的平台。

脑机接口并不是新鲜事,在上世纪90年代初,美国已经有很多研究。现实的情况远没有想象的那样神奇。

人类在思考的时候,大脑中的神经元会产生各种电位的变化,通过传感器测量大脑负责运动的区域的电位变化,就可以得出电位变化与动作之间的关系。反过来,通过监测大脑的电位变化,也可以判断出人类期望的动作,进而可以操作机器。

比如,一位全身瘫痪的病人想夜间开灯,脑机接口可以读取病人大脑区域的电位变化,这个信号输入到处理系统,系统比对分析后,得到结果是病人想开灯,系统于是自动打开灯。

这就是一种意念控制的模式,目前在商业上,尤其在玩具行业已经有应用。常用于脑机接口的脑电信号主要包括:事件相关同步电位和去同步电位(ERS/ERD)、稳态视觉诱发电位(SSVEP)、慢皮层电位(SCP)、P300、μ节律、β节律等。

脑机接口关键难点在于如何精确感测大脑相关区域的电信号变化,主要有两种形式,分别是侵入式与非侵入式。

侵入式就是在头上打洞(听起来很恐怖),将传感器直接放到大脑的相关区域,这样测量的电信号最准确,当然这会导致大脑损伤,目前科学家主要是拿小白鼠做试验。

非侵入式就是传感器直接戴在头上,对人无伤害,但缺点是噪声太多,要精确地测得大脑的电信号变化难度太大,导致应用受到影响。

马斯克这次发布的成果就是一种侵入式脑机接口,这种脑机接口携带几千个微小的传感器,这样就可以更加精确地测得大脑的电信号变化。

但问题是要把这几千个微小的传感器放到大脑中,就要头上打几千个洞,想着就头疼。

↑↑密密麻麻的微小传感器(图片来自Neuralink)

为了将这数个个传感器打到头脑中,马斯克他们发明了一种缝纫机的植入机器,直接将这些微小传感器缝到脑壳中。

↑↑植入传感器的“缝纫机”(图片来自Neuralink)

这看上去有点像缝衣服,也有点像是植发,但是针是要打穿脑壳将传感器送到大脑中的。

看到这里,读者可能有点失望了。这种脑机接口依然是读取大脑的电位信息,像脑电图一样,只不过可以测量得更加精确。所以,期望通过这种脑机接口像科幻作品中描述的那样,直接读取大脑存储的信息,判断男朋友或女朋友在想着谁,那是不可能的,就如同医生不可能通过脑电图知道病人在想什么一样。而通过脑机接口输入信息到大脑当然就更加不可能,这些依然连门都没有。脑机接口的研究也不在这个方向,毕竟人类连自己大脑的奥秘还未搞清楚。

那么这种脑机接口可以用来干什么呢?

这实际上是一种医疗器械,主要目的在于解决全身瘫痪病人与外界互动的问题。

目前已经有很多机构在研究通过脑机接口控制外界设备,但主要方向是非侵入式的,侵入式的要应用还有不少难度,毕竟将传感器打穿脑壳会造成不可逆的大脑损伤,更别说其他方面的应用问题。

在脑机接口领域,其实斯坦福大学从十年前就开始布局一些列专利,在该领域处于优势地位。

↑↑斯坦福大学获得授权的脑机接口专利

作者:佑斌

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