Neuralink首次芯片植入人類大腦 馬斯克：未來用意念操作手機
1月30日消息，美國時間週一，埃隆·馬斯克（Elon Musk）在社交媒體X上宣佈，他的腦機接口公司Neuralink已經爲首位人類患者植入了大腦芯片。
馬斯克寫道：“昨天（美國時間週日），第一個人類接受了腦機接口（Neuralink）芯片植入，植入者目前恢復良好。初步結果顯示，神經元尖峰檢測很有前景。”（相關閱讀|業內解讀芯片植入人腦：檢測到神經元脈衝峰電位意味什麼）
馬斯克隨後發帖補充道，Neuralink的首款產品叫做“心靈感應”（Telepathy）。他解釋稱：“只需要動動思維，人們就可以通過Telepathy控制自己的手機或電腦，並通過它們操控幾乎任何設備。最初的使用者將是那些失去肢體功能的人。想象一下，斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）與人交流的速度將比打字員或拍賣師還快。這就是我們的目標。”
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Neuralink的大腦芯片旨在幫助癱瘓患者利用思維來操控電腦。該公司去年5月份表示已獲得美國食品和藥物管理局（FDA）的批准，可以進行首次人體試驗。
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去年年底，Neuralink表示正在招募因頸脊髓損傷或肌萎縮側索硬化症（ALS）而四肢癱瘓的志願者進行試驗。
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Neuralink已經在動物身上進行了大量實驗，但這些實驗引起了許多動物權利保護組織的關注和警惕，他們擔心這些實驗可能對動物造成不必要的痛苦和傷害。（小小）
此前報道
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埃隆·馬斯克（Elon Musk）正在爲其職業生涯中最重要的發佈活動做準備。但這次不是電動汽車或火箭科學，而是腦部手術。馬斯克旗下腦機接口公司Neuralink正在爲其首次臨牀試驗尋找志願者，這意味着其正在尋找願意讓外科醫生切除一塊頭骨的人，以便大型機器人在他們的大腦中插入許多電極和超細電線。當機器人完成手術後，頭骨碎片將被硬幣大小的計算機所取代。這臺機器的工作將是讀取和分析人的大腦活動，然後將這些信息無線傳輸到附近的筆記本電腦或平板電腦上。
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就此次臨牀試驗而言，理想的候選人是40歲以下、四肢癱瘓的成年人。這樣的患者可能會將Neuralink的植入物植入到他們的運動前皮層的手旋鈕區域，該區域控制着手、手腕和前臂。目標是證明該設備可以安全地從病人大腦的哪個部位收集有用的數據，這是Neuralink將人的思維轉化爲計算機可以理解的一系列指令的關鍵一步。
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幾家公司和研究團隊已經制造出可以幫助患者用思維執行基本任務的植入物，比如用光標點擊屏幕上的對象。但Neuralink的目標似乎更爲遠大。在過去的四年裡，從該公司的首次公開演示開始，它讓人覺得好像很快就會有無處不在的診所，任何人都可以進去接受約15分鐘的機器人手術，然後以人機混合體的方式出來。這些半機械人將能夠像《黑客帝國》中的基努·裡維斯（Keanu Reeves）那樣下載信息，或者將自己的想法上傳到存儲器中，甚至上傳到其他人的大腦中。馬斯克在2019年的首次演示中說：“這聽起來很奇怪，但最終我們將實現與人工智能的共生。”當時，該公司表示，人體試驗可能會在2020年開始。
設定不切實際的時間表是馬斯克最喜歡的管理技巧之一。值得稱讚的是，他最終實現了幾個不可能實現的夢想。但是，雖然火箭和汽車都很重要，但神經植入需要在完全不同的水平上達到完美。企業不會急於將大腦植入物推向市場，並期待最好的結果。
另外兩家公司，Synchron和Onward，在大腦植入及相關技術的人體試驗方面領先了Neuralink一年多。然而，與之前幾十年的漸進式研究（主要是學術研究）相比，Neuralink獲得了更多的關注，儘管並非都是稱讚。一些神經科學家表示，Neuralink是在炒作這項技術。動物權利組織指責該公司對猴子、豬和其他哺乳動物進行了殘酷的植入試驗。關鍵是馬斯克，他在網上日益狂躁和反動的形象，並沒有讓人覺得他是大規模生產精神控制設備的理想人選。
所有這些擔憂都是合理的。然而，Neuralink的試驗也令人感到興奮。該公司似乎在這個緩慢而穩定的領域取得了長足的進步，現在它已經制造出了世界上最強大、最受期待的大腦植入物。如果這款產品能達到預期效果，那麼以後的迭代就能奇蹟般地改善數百萬癱瘓、中風、盧伽雷氏症、聽力和視力喪失患者的生活。與此同時，Neuralink的超高知名度已經讓投資者開始尋找下一個Neuralink。
在馬斯克的推動下，Neuralink團隊在技術和雄心方面都取得了不菲的成就。隨着它們準備進行人體試驗時，成功的壓力是馬斯克以前都未曾遇到過的。畢竟，特斯拉用了很多年才能量產汽車，而SpaceX的前三枚火箭都發生了爆炸。Neuralink的特別項目主管希馮·齊利斯（Shivon Zilis）表示，說到大腦，“我們不能把前三個都搞砸，在這個領域，這不是我們的選擇。”
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大腦植入的現代歷史始於20世紀90年代的技術進步。通常情況下，思維使神經元以特定的模式放電，這些模式在大腦中在一定程度上保持着一致性。事實上，當某人想要移動他們的手臂和手指時，無論他們是否能移動它們，大致相同的神經元都會被激活。當人們想要移動鼠標光標點擊電腦屏幕上的某個地方時，大腦也會以類似的方式放電。說話也是如此：如果你能想到說某個字母或單詞，這會讓同樣的神經元被激活。即使你不能講話，一臺訓練有素的計算機也應該能夠辨別你的意圖。從理論上講，它可以替你說話。
挑戰在於找出神經元到英語詞典中對用的每一個詞條，這需要收集和研究大量關於許多人大腦信號模式的數據。爲了獲得最清晰的信號，你需要將傳感器放置在離神經元儘可能近的地方。有些研究人員試圖通過將他們的設備放在人的頭骨外來避免手術，但距離增加和干擾導致效果並不顯著。最精確的數據通常來自腦細胞旁邊的電極。
“長期目標是讓數十億人可以使用這項技術，釋放人類潛力，超越我們的生物能力”
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在過去20年的大部分時間裡，所謂的猶他陣列（Utah Array）始終被視爲最典型的大腦植入物代表。它是一個很小的方形硅片，可以放在孩子的指甲上。金屬絲從芯片的邊緣伸出，芯片的表面大約有100個剛性尖刺。爲了植入猶他陣列，外科醫生必須進行開顱手術，在患者的頭骨上切一個大洞，然後輕輕地將這些尖刺釘入大腦。這些電線則被連接到金屬端口上，在縫合後，金屬端口可以明顯地從頭皮上伸出來。術後，爲了使用這個設備，一個冰塊大小的電腦被連接到患者的頭上。
研究人員在猶他陣列植入方面取得了重大進展。他們用它來閱讀和翻譯癱瘓和其他疾病患者的大腦活動，利用這些信息創建的軟件可以讓病人與護理人員或其親人交流，也可以操縱機械臂拿起物體。問題在於這款硬件的設計過於笨拙，20多年來基本沒有改變。猶他陣列還需要大量訓練有素的人員操作的設備，以及大量的醫療護理，這使得它們主要侷限於研究實驗室部署。
2016年，馬斯克與七名科學家利用他提供的1億美元資金共同創立了Neuralink。事實證明，他的投資引人注目，他對這項技術的承諾，令風險資本家難以抗拒。自那以後，Neuralink已經籌集了超過5億美元的資金，其中包括今年的2.8億美元。這種關注也吸引了投資者關注其他腦機接口項目，包括長期存在的大學項目和較新的創業公司。研究公司PitchBook的數據顯示，去年有37家這樣的公司籌集了超過5.6億美元的資金。
這些企業中的大多數都有相同的首要目標：製造出一種可以離開實驗室的大腦掃描設備。理想的植入物將具有足夠的計算能力來記錄和輸入大量數據，並通過強無線信號傳輸數據。這一切都必須在使用盡可能少的電池電量的情況下完成，而且不能讓設備運行過熱，否則會刺激或傷害患者。除了硬件，腦機接口公司還需要機器學習軟件技能，並進行成千上萬次的測試。
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Neuralink的植入物隱藏於頭皮下方，與頭骨齊平。它還配備了足夠的計算能力，可以處理遠遠超出思維和點擊的工作。在不久的將來，這個想法將使高速打字和無縫使用光標成爲可能。Neuralink還在研究一種輔助脊柱植入物，旨在恢復癱瘓患者的運動和感覺。Neuralink聯合創始人兼工程副總裁DJ Seo表示：“公司的短期目標是建立通用的大腦接口，讓那些患有神經衰弱、醫療需求未得到滿足的人恢復自主。至於長期目標則是讓數十億人可以使用這種技術，釋放人類潛力，超越我們的生物能力。”
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儘管一些競爭對手已經在人體試驗方面領先於Neuralink，但該公司的原始技術最接近於成爲大腦中的通用計算機。這種植入物有1000多個電極用於收集大腦數據，而競爭對手的設備只有16個左右。Neuralink硬件集處理、通信和充電系統於一體，包括電池和信號放大系統。與此同時，競爭對手仍然必須通過電線將他們的植入物與心臟起搏器大小的笨重電池和放大器單元連接起來，這些組件通常要通過手術植入患者的胸部。Neuralink的電池可以持續使用幾個小時，並且可以通過定製的棒球帽在幾個小時內完成無線充電。
馬斯克最喜歡的另一項創新是將關鍵的製造業務內部化，這雖然增加了財務風險，但卻節省了時間。Neuralink甚至自己生產半導體芯片，這在醫療設備行業是極爲罕見的。該公司專門爲其低功耗，低熱量的需求量身定製芯片。在奧斯汀，Neuralink把一個酒吧變成了巨大的植入物生產線和測試中心。除了常見的銑牀、車牀和激光切割機外，這家工廠還配備了更多稀奇古怪的設備，比如冰箱大小的櫥櫃，裡面裝滿了合成腦液，可以加熱、冷卻和擠壓植入物，以模擬多年的磨損情況。
手術過程中的首要任務是避免在患者的大腦中產生任何出血或疤痕組織。爲此，Neuralink還製造了自己的手術機器人。這臺機器人是白色的，高約2.1米，底座穩定，呈立方體形狀，支撐着一個電子設備塔。
一旦人類外科醫生在患者的頭骨上切開一個洞，機器人就會執行一項極其精細的任務，將電極線插入大腦。這個機器人配有攝像頭、傳感器和一根微小的激光磨針，它在每根線的末端鉤成一個環。針頭一根接一根地將64根線（每根線有16個電極）推入大腦，同時小心翼翼地避開血管。考慮到每根線只有5微米粗，或者大約是人類頭髮直徑的1/14，任何人都不允許嘗試這種方法。爲了進一步避免損傷組織，這些線被設計得細長、柔韌而堅固，並被塗上一層特殊的聚合物，以防止它們在多年後變質。
Neuralink的十幾臺機器人在2021年對羊、豬和猴子進行了155次手術，2022年進行了294次。對於人類受試者來說，手術準備和開顱預計需要幾個小時，然後是大約25分鐘的真正植入過程。Neuralink聯合創始人兼工程副總裁DJ Seo稱：“過去兩年，我們一直專注於打造一款適合人類使用的產品，現在是時候幫助真正的人類了。”
在筆者的首次參觀期間，馬斯克敦促工程師們加快進度。他希望機器人能在更短的時間內完成手術，最好是在沒有人類外科醫生幫助的情況下完成。他還希望半導體專家忘記他們在學校學到的東西，嘗試更簡單的製造技術。他希望植入物看起來更光滑，使用壽命更持久，也許每個人都需要重新思考一切。馬斯克提前考慮了一系列設計，以免影響批量生產。他的這種態度似乎給了員工信心，讓他們相信他是對的。
馬斯克的管理風格有其優點，這幫助打造了世界上最成功的火箭公司和市值最高的電動汽車公司。當然，任何在谷歌上搜索過“Cybertruck車窗”的人都知道，他的初期計劃可能變得一團糟，而且工程師們的努力並不總能帶來理性的產品選擇。對此，馬斯克的解釋是：“我們需要在人工智能接管之前實現目標，時間非常緊迫！“
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Seo和馬斯克是Neuralink公司目前僅有的兩位創始人。另外6人是主動離職，或者是因爲對公司發展方向存在分歧。他們中的許多人後來創辦了類似的公司。Seo負責植入物和手術機器人的開發，傑里米·巴倫霍茲（Jeremy Barenholtz）是剛從斯坦福大學畢業兩年的計算機科學家，他已成爲該公司的首席執行官之一，併成功通過了美國食品和藥物管理局（FDA）嚴苛的審批程序。馬斯克繼續擔任聯席首席執行官。
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2022年7月，筆者參觀了該公司位於加州弗裡蒙特的總部，展示了其運營機制。馬斯克召集了高管和工程師，讓他們瞭解人體試驗的最新進展。團隊成員聚集在辦公室主工作區的一張長方形桌子前。這是一個很大的開放式空間，人們擠在電腦、機器人原型和測試設備前面。馬斯克身穿黑色西裝，手拿紅牛，站在桌子的最前面，開始詢問競爭對手的情況。在員工彙報最新情況時，他向他們拋出了一連串技術問題。他特別關注Synchron，該公司產品已經獲得監管部門批准，可以開始人體試驗。
Synchron的賣點是不需要切割頭骨的技術。該公司製造了一種叫做支架的小型產品，可以通過患者的血管系統滑入大腦血管。爲了獲得最佳信號，這種硬件不能直接與神經元對接，但癱瘓患者已經在用它來瀏覽網頁和發送WhatsApp消息。馬斯克說：“我們應該遠遠超過這個標準。他們目前正把我們甩在後面，明年我想迎頭趕上。”
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他的副手們同時做起鬼臉。巴倫霍茲的任務很複雜，他要向馬斯克解釋，FDA希望在該公司第一次手術完成後至少等一年，再嘗試更多人體植入試驗。對此，馬斯克的回答是：“不可接受。如果事情進展順利，你就會向FDA寫信，我保證他們會採取行動。這就像SpaceX獲得聯邦政府批准進行更多的火箭測試一樣！”
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在幾個月後的另一次“更新”會議上，馬斯克把目光投向了Onward，該公司生產緊貼脊柱的植入物。它的設備發送電脈衝，幫助肌肉恢復活力，使癱瘓的人再次行走。儘管他們的步態往往有些笨拙，但對於癱瘓的人和他們的親人來說，再次站立和行走就已經堪稱是奇蹟。
馬斯克當時也在準備進行重要的演示。Neuralink計劃宣佈，它已經開始研究自己的脊柱植入物，以與大腦植入物匹配。這一次，馬斯克似乎更激動了，更加努力地推進項目。
當然，所有這些都不是開玩笑的。工程師約瑟夫·奧多爾蒂（Joseph O’doherty）從容不迫地發表了一篇關於Neuralink早期脊柱技術進展的長篇演講，展示了一種植入物被用來刺激豬的腿讓它們在跑步機上行走的視頻。這個項目涉及大腦的不同部位、脊椎部分、刺突網格、關節角度、機器學習模型等。馬斯克沒有接受過正式的醫療培訓，但他始終在關注進展。他對如何調整植入物提出了建議，也許可以減少動物步態中的抖動情況。
他的想法有時與實際相去甚遠，但也經常切中要害。據芯片部門大腦接口主管扎克·泰德夫(Zack Tedoff)說，在一次視察之後，半導體工程師根據馬斯克的建議，重新調整了將線程連接到公司芯片上的工藝，使它們的製造速度提高了50%，缺陷也減少了。研究脊椎植入物的團隊又回到了繪圖板上，試圖讓他們的豬以更逼真的方式行走，而巴倫霍茲則開始住在辦公室裡，以滿足馬斯克的每一個要求。
事實證明，馬斯克對FDA的看法是正確的。Neuralink已經收到了數千名潛在患者的申請，該機構最近給它開了綠燈，批准其在2024年進行更多的植入試驗，而不許等待長達一年的評估期。Neuralink估計，每次植入手術將花費約10500美元，包括檢查、組件和人工費用，並將向保險公司收取約4萬美元。該公司預計五年內年收入將高達1億美元。Neuralink表示，計劃在2024年進行11次手術，2025年27次，2026年79次。根據提供給投資者的文件，手術數量將從2027年的499例增加到2030年的22204例。
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然而，在動物身上測試醫療設備並不是一件令人愉快的事情。在某種程度上，這種做法被視爲是科學祭壇上的一種動物祭祀，增加了它們的痛苦以期減少人類的痛苦。然而，Neuralink在對待動物實驗對象方面受到了特別審查，尤其是今年。多家媒體的報道詳細描述了動物手術併發症、副作用和長期痛苦，尤其是靈長類動物身上。報道稱，有些接受植入手術的猴子會搔抓、猛拽自己的頭，直到它們流血，或者表現得沮喪或痛苦，直到它們被安樂死。
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Neuralink承認它在探查性手術中犯了錯誤，儘管該公司將其歸咎於人爲錯誤，而不是設備問題。它強調，最令人不安的報告來自其早年，當時它還沒有在弗裡蒙特建立自己的測試設施，而且它已經竭盡全力在那裡提供更好的生活條件。管理Neuralink非人類測試對象、曾在加州大學舊金山分校負責實驗室動物福利的奧特姆·索雷爾斯(Autumn Sorrells)說：“我總能找到一種方法來保護我面前的動物。我們被稱爲‘殺手’和‘虐待動物者’，然後不得不來上班，依偎着一隻羊，確保它們度過美好的一天。這太難了。”她說，與其他實驗室相比，Neuralink的動物有更大的籠子、更多的食物和娛樂選擇以及更多的社交。
筆者看到同一羣恆河猴在弗裡蒙特住了三年，它們都在大腦的不同部位植入了植入物。這些設備可以被移除，其中一些已經升級爲更新的型號。其中17只猴子仍然活躍、健康，並在現場爲Neuralink提供大腦數據。三隻猴子退休進入了避難所，其中一隻在計劃中的臨終程序中被安樂死。
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在進入動物設施之前，你必須穿戴上手套、長袍、靴子、口罩和防護眼鏡，還會得到一份關於如何接近動物的簡報。在裡面，寬敞的圍欄裡擺滿了玩具、人造樹和遊樂場設備。音樂經常在整個設施中播放，電視就在手邊，播放的大多是自然節目。
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這些猴子的主要作用是證明設備和手術機器人都能按預期工作。當它們高興的時候，也會通過玩電腦遊戲來爲公司的思維翻譯器做貢獻。
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Neuralink有個滿是猴子的房間，它們坐在電腦前被讀取思維，這看起來比聽起來更奇怪。每天有幾個小時，它們盯着被推到籠子外面的筆記本電腦屏幕。它們可以選擇使用操縱桿和觸屏的遊戲（比如追蹤字母和拼寫單詞），也可以選擇依靠大腦控制點擊的遊戲。在一個例子中，一個35乘35的小盒子網格出現在屏幕上，然後一個盒子突然亮了起來。猴子的目標是通過思維將光標移動到點亮的盒子上。隨着時間的推移，猴子完成任務的速度會越來越快，預計人類也會如此。
Neuralink正開始將其動物試驗和大部分業務從加州轉移到得克薩斯州，在奧斯汀郊外的牧場上有個更新、更大的園區。這個地方有手術設施，有多個手術室、穀倉、病理學樓和一個科幻主題的員工酒吧。Neuralink表示，他們計劃爲靈長類動物建造一個室內外空間。如今，那裡有幾十只羊和豬。在最近的一次訪問中，這些豬都揹着裝有電池的小揹包，給它們頭上的貼片供電，讓它們的植入物充滿電。這些動物的圍欄裡也有按鈕，它們可以用鼻子按下按鈕，要求食物或到穀倉外面走走。
從鼻子按鈕到完成每年22000個人體植入手術還有很長的路要走。就像火箭出現故障一樣，一次手術失誤或植入物將化學物質泄漏到人的大腦中，都會讓這家公司倒退好幾年。除了保證基本的安全之外，這個設備還必須兌現馬斯鱷科的承諾。人類將能夠告訴世界關於植入物的事情，而猴子不能，包括它的極限在哪裡。到目前爲止，將功夫下載到你的大腦中，與邪惡的超級人工智能戰鬥，都還是科幻小說中的場景。Seo說，未來的植入物可能會有128個或更多的線程，Neuralink定製芯片的下一個版本將把電池壽命延長到11個小時。他說：“我們的目標是實現全天充電。”到那時，病人就可以在夜間通過枕頭裡的充電板給植入物充電。
對於馬斯克來說，所有這一切都很難實現。然而，如果他的努力得到回報，將在極大地改善許多人的生活方面發揮巨大作用。即使Synchron、Onward或其他公司成爲行業標準，馬斯克也應該得到一些榮譽。（小小）
