埃隆·马斯克被誉为世界上最伟大的实干家。他可以提出疯狂的雄心勃勃的技术项目——比如火星探测的可重复使用火箭和横贯大陆快速运输的超级高铁隧道——人们只是认为他会成功。

因此,他的最新冒险——一家名为Neuralink的新公司——据报道将制造用于医疗和赋予健康人超能力的大脑植入物——让公众对即将到来的消费者友好型神经科技时代感到兴奋。

即使是在这一领域工作的神经科学家,他们非常清楚制造出能够通过医疗监管机构审查的工作大脑设备有多么困难,也感到了一种潜力。神经工程师托马斯·奥克斯利(Thomas Oxley)说:“埃隆·马斯克是一个愿意冒险并投入大量资金的人,所以看看他能做些什么将令人兴奋。”奥克斯利自2010年以来一直在开发一种医用大脑植入物(他希望在2018年开始首次临床试验)。

Neuralink仍然很神秘。一个篇文章中《华尔街日报》他宣布了公司的成立和第一批员工,同时还含糊地说了一些关于“大脑内的一层人工智能”的“大脑计算机”。网上亚博Ayabo2016

所以亚博真人yabo.at向专家询问了这个领域的可行性,以及马斯克可能的计划。不过,首先介绍一点背景知识。

马斯克确实给出了一些看似具体的细节在去年的一次会议上(视频摘录如下)。他说,他的神经花边将充当“皮层之上的数字层”。它的组成部分不一定需要脑部手术来植入;相反,这种硬件可以被注射到颈静脉,并通过血液进入大脑。

神经植入已经成为医学上的现实:约15万帕金森病患者接受了脑部手术,接受了脑深部刺激器,这种植入物通过脑组织的斑块向患者发送有规律的电脉冲,以控制患者的颤抖。研究人员现在正在试验这些类似起搏器的设备来治疗抑郁症和其他神经精神疾病。一些癫痫患者也有一种新型植入物它监测他们的大脑,寻找即将发作的迹象,并发出刺激的脉冲来阻止他们。

马斯克的神经花边可能会首先用于治疗某种疾病;否则,很难想象这项技术能获得监管部门的批准。但他的描述并没有让它听起来像现有的大脑刺激器,而更像是实验性的脑机接口(BCI),它记录大脑信号,并使用这些信息来控制外部设备电脑光标而且机械手臂.这些BCI植入物在给予瘫痪患者更多自主权方面表现出了巨大的希望,但还没有一种被批准用于临床。

现在,轮到专家了!

玛丽·卢·杰普森是最近创立这家公司的硅谷大佬Openwater开发非侵入性脑机接口用于成像和心灵感应(后者可以通过读取大脑中的思维模式来实现)。和马斯克一样,她对医疗应用和增强人的自然能力都很感兴趣。但她说,任何侵入性神经技术都会带来医疗障碍,即使它不需要切开病人的头骨。

据我所知,这种方法包括将硅颗粒(所谓的“神经花边”)植入血液。其中一个担忧是,在体内植入任何东西都可能导致意想不到的后果,”杰普森说。“例如,当红细胞因疟疾等疾病而变得更加僵硬时,即使是红细胞也会堵塞大脑的毛细血管。这种堵塞会减少甚至切断流向大脑部分区域的氧气。事实上,大脑毛细血管堵塞已被证明是阿尔茨海默病进展的主要原因。回到神经花边:我担心的一个问题是硅颗粒是否会导致任何堵塞。”

杰普森指出华尔街日报文章列出了几位据报道已被Neuralink聘用的神经科学家,但他表示这只是漫长过程中的第一步。“这很令人兴奋,但还处于萌芽阶段,”她说。

托马斯·奥克斯利是一个练习神经学家还有"支架"的发明者,一种神经探针通过血管输送到大脑所以他对马斯克可能正在开发的技术有很多想法。他是同步该公司正在开发这项技术,并计划于2018年在澳大利亚进行首次临床试验。

奥克斯利提出了他的支架,作为直接放置在脑组织中的典型电极的替代品。这些标准电极能够高保真地记录单个神经元,但坚硬的硅和金属结构会导致脑组织炎症,随着时间的推移,它们周围往往会形成疤痕组织。奥克斯利说:“向上移动血管的想法是避免直接穿透脑组织,从而避免损伤脑组织。”在奥克斯利的系统中,一根导管沿着静脉蜿蜒,将支架输送到滋养神经元的一根微小血管中。从那里,他们不能直接记录神经元的活动,但奥克斯利说,“不同类型的信号”可以通过正确的信号处理来破译。

一张由细丝网构成的圆柱形结构的照片,以及一名男子使用大脑中的支架记录神经信号并控制机械臂的插图。

插图:墨尔本大学

奥克斯利说,如果马斯克正在为他的神经花边研究类似的传输系统,我们不应该很快就能看到结果。他说:“医疗设备的发展需要很长时间,我们必须进行大量的科学研究才能达到我们现在的水平。”在过去的两年里,他的研究小组一直在绵羊身上研究开发一种导管输送系统,该系统可以在大脑的运动皮层区域可靠地定位一个操作记录系统。

同步的即将进行的临床试验将为瘫痪或肢体缺失的人测试支架作为BCI,他们将使用记录的神经信号来控制外骨骼和机器人假肢。奥克斯利说,这类设备有很大的潜在市场,包括患有中风、脊髓损伤、渐冻症、肌肉萎缩症和截肢的人。他指出,麦肯锡全球研究所2013年报告据估计,发达经济体中有5000万人可以从这种“机器人人体增强”中受益。因此,如果马斯克的Neuralink遵循与Synchron类似的技术路径,他将能够提出一个合理的商业案例。

至于血栓问题,奥克斯利说,神经科医生经常在病人的大脑中使用永久性支架来保持血管畅通。它们就像支架一样推动血管壁。他说:“我们知道如何用药物管理患者,以确保这些支架不会闭合。”

查尔斯·利伯而且Guosong香港为巧妙地将BCI植入大脑提供了另一种可能性。利,哈佛化学和工程学教授他和他的博士后洪教授正在开发一种“电子网格”,通过注射器注射到脑组织中,在那里展开与许多神经元接触。

一个塑料管的特写与一个卷起的网格内部,网格从尖端出现和展开。

图片来源:Lieber Research Group

利伯说:“这种网状电子器件可以通过注射器注射精确地定位到大脑的任何区域,并与神经组织形成无缝和稳定的接口,因为它的行为非常像我们试图研究的脑组织。”“网状电子器件造成的损伤或慢性免疫反应微不足道。”他的团队已经证明,网状结构在大脑中是稳定的,并且可以记录从单个神经元中提取

Hong补充说,网状电子设备既可以记录神经元,也可以刺激神经元,开辟了各种医疗应用。他说:“它将为通过深部脑刺激治疗帕金森病和阿尔茨海默病等神经系统和神经退行性疾病提供变革性的能力,并提供下一代脑机接口。”

聚合物电极点的特写。

图片来源:劳伦斯利弗莫尔国家实验室

尽管马斯克提到了神经花边作为“皮层上的数字层”,但这些研究人员并不认为马斯克的技术会像他们展开的电子网格一样。洪指出,“神经连接”公司首批聘用的三位神经科学家研究的是不同类型的大脑植入物。

啮齿动物脑组织的特写照片,上面覆盖着清晰的柔性电极层。

图片:加州大学旧金山分校

凡妮莎Tolosa劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一项研究灵活的聚合物探针看起来像小油纸;菲利普·萨比加州大学旧金山分校的教授试验了一种“微型ecog”阵列它覆盖在大脑的外部表面;而且蒂莫西·加德纳波士顿大学的研究碳纤维电极看起来像一捆捆的线。

特写的微型碳纤维与尖端在捆绑。

图片来源:波士顿大学

虽然马斯克对神经花边“层”的描述让Sabes的表层阵列听起来像是获胜的竞争者,但这样的设备不能通过颈静脉注射,并通过血管到达大脑的上表面。我们可能不应该从字面上理解他的作品——马斯克可能是在比喻将为人类大脑添加一层新的智能的技术。

米歇尔Maharbiz,一个加州大学伯克利分校电子工程教授他正在研究一种叫做“神经尘埃”的微型电极。这些听起来像是马斯克会感兴趣的东西;这个想法是,微小的无线电极可以分散在神经系统中,共同作用来记录信号。

该团队目前的技术版本是一个2.4立方毫米的设备,他们正在努力进一步缩小-首先到1毫米3.,最终降至50立方微米。最近,Maharbiz和他的同事证明了他们目前的神经尘埃可以从神经记录同时无线接收电力并发送数据。

神经的特写照片,上面有一个小小的电子装置。

图片:Ryan Neely

虽然Maharbiz不能说神经花边和神经尘埃是否有一些相似之处,但他知道,缩小自己的技术,使其小到足以在大脑中工作是一个巨大的挑战。“障碍是电路设计、材料、通信方案和电源的组合,”他说,并指出他的团队在小型化方面的工作是“一项困难的、多年的努力,将分阶段进行”。

Maharbiz说,为了使BCI在大脑的微小血管内工作,它必须在血管内放置大约100微米的电极,或者使用长微线连接到血管系统其他地方的更大的电子器件。

马斯克的神经连接团队显然在缩小设备、使其在大脑中安全传输和定位,以及弄清楚如何使用它来治疗严重的医学疾病方面面临着大量的技术挑战。一旦马斯克搞清楚了这一切——当然,他会的,因为他是一个实干家——他就可以转向面向公众的神经技术。然后,我们都可以获得bci,将我们的思想和命令直接传输到我们的智能手机和电脑上,提高我们的效率,打开美丽的新世界。

支架的发明者奥克斯利并不指望很快能看到神经连接团队的奇迹。但他还是很兴奋,他说马斯克愿意解决神经工程的重大技术挑战,这表明该领域已经成熟。“这是一个巨大的验证时刻,”他说。“脑机接口领域现在正在硅谷占据中心舞台,并被认为是下一个伟大的努力之一。”

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一幅照片拼贴,显示一名男子戴着脑电图耳机,同时看着电脑屏幕。
纳迪亚·拉迪奇
DarkGray

准备好:神经技术正在进入工作场所。神经传感器现在亚博排列五投注网站足够可靠和经济,可以支持商业试点项目,从工人的大脑中提取提高生产力的数据。这些项目并不局限于专门的工作场所;它们也发生在办公室、工厂、农场和机场。这些神经科技设备背后的公司和人员确信它们将改善我们的生活。但有一个严重的问题是,工作是否应该围绕大脑的某些功能,而不是作为一个整体来组织。

需要明确的是,目前可用的神经技术还远远不能读取思想。亚博排列五投注网站传感器检测到大脑不同区域的电活动,这种活动的模式可以广泛地与不同的感觉或生理反应相关,比如压力、注意力或对外部刺激的反应。这些数据可以被利用来提高员工的工作效率,而且,这项技术的支持者说,可以让他们更快乐。该领域最有意思的两家创新者是这家以色列初创公司InnerEye该公司旨在赋予员工超人的能力Emotiv这是一家硅谷神经科技公司,该公司正在为办公室工作人员(包括远程工作人员)提供一种可穿戴的大脑追踪设备。

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