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马斯克Neuralink并无科学进展、只是重现经典实验?

马斯克的 Neuralink 其实没有太多科学进展,更多是工程实现的进步,历史上有很多实验室做过类似实验。” 说到马斯克最近公布的 Neuralink 新进展,优脑银河 CEO 魏可成如是告诉 DeepTech。

“他的展示在技术上并无太大进步,但是引发了公众关注。” 华中科技大学人工智能与自动化学院教授伍冬睿表达了类似观点。

BrainCo 创始人韩璧丞也认为:“这是工程上的巨大突破,但就实验本身来说,十几年前已有诸多脑机接口实验室实现过。”

当地时间 1 月 31 日,马斯克在外媒采访中透露,Neuralink 计划造出一只能玩电脑游戏的猩猩。据悉,该公司已找到合适的无线传感器,并将其植入猩猩大脑中。

图 | Neuralink 的实验室(来源:Neuralink 官网)

后续,Neuralink 计划在另一只猩猩大脑中植入芯片,并让这两只猩猩进行精神层面的互动,比如让猩猩们在大脑中模拟打乒乓球。

图 | 右侧为 Neuralink 的电极(来源:Scientific American)

“这将是一件非常酷的事情!” 马斯克说,“我们在外表根本看不出芯片植入在这只快乐的猩猩的哪个部位。并且,在未来几个月里,我们还会有进一步的试验进展要公布。” 他还表示,Neuralink 正与 FDA 进行接触,并称“如果一切顺利的话,在今年晚些时候,我们可能会开始进行初步的人体试验。”

图 | 马斯克推特

那么,马斯克是否会 “一切顺利”?业界专家均认为,目前 “尚欠东风”。

难在信号获取和解读

韩璧丞指出,马斯克目前做过的展示,此前在实验室都做过。比如,2003 年,杜克大学米格尔・尼科莱利斯(Miguel Nicolelis)实验室,曾给猴子大脑植入芯片,来让其控制电脑光标。2012 年,浙江大学也做过一则实验,给猴子大脑植入芯片后,猴子可通过控制机械臂来抓取食物。

图 | 浙江大学给猴子植入芯片的实验

魏可成认为,Neuralink 的核心局限在于,它采集的是大脑局部信号,目前很难通过局部信号来反推整个系统。这件事不解决,就不算取得科学进展。

他说多年来,全球没有几家机构能从脑电解读出大范围、有意义的信息。采集到的信号究竟代表着什么?是 Neuralink 要解决的关键问题。

这很像盲人摸象,用局部信息去反推大象的全貌,难度着实颇大。因此,当下马斯克只能做局限性的、基于神经机制的简单应用,比如解决运动有关的神经信号传递、脊髓神经通路受损等问题。

就 Neuralink 来说,除需要做开颅手术之外,更让人担心的是,当把芯片植入人脑后,如果出现不良反应,就得重新做手术。此外,用于人体时还会面临伦理和法律问题。

伍冬睿也提到了这一点,他说:“植入式芯片会引发胶质细胞结痂现象,进而导致电极信号质量严重下降甚至丧失,所以不是一劳永逸的,因此可能需要不断重新植入。因此消除或减小芯片的排异反应,是侵入式脑机接口系统大规模应用必须考虑的问题。”

韩璧丞则指出,人脑比人体复杂得多,因此大脑信息很难被采集和被解析。就马斯克本次所讲,也许 Neuralink 距离应用稍近了一些,即能把芯片植入到猩猩,但这依然比较有限,比如只能在大脑神经受损时使用。至于马斯克所说的 “可交流思想”,他认为再过三十年都难以实现。

前文的尼科莱利斯也曾公开表示,马斯克那些太过玄幻的说法,“我一个字都不同意。”他还说:“我本人作为脑机接口技术的创造者,可以说,像科幻电影和小说里提到的,通过脑机接口完全实现意念控制,是不可能的,这没有科学依据。我很遗憾,马斯克做出这样错误的说法。这种说法无助于我们领域的科学发展。”

图 | Neuralink 官网称“我们正在设计第一个神经植入物,它将使您可以在任何地方控制计算机或移动设备”

对于马斯克选择猩猩作为实验动物,魏可成表示,这看似比上次的猪更 “高级”,但也只是猩猩大脑稍微复杂一些,和 “遛猪” 没有本质区别,因为读取的信号仍是同一个信号。而想使用在人体上,仍然道阻且长。

图 | 马斯克志在做侵入式脑机接口技术(来源:Neuralink)

另据悉,Neuralink 短期内旨在解决大脑和脊柱损伤问题,长期目标是实现人体和 AI 共生。对于该长期目标,韩璧丞认为这是有可能实现的,人脑有几百亿个神经元,可做的事情非常多,但是人身体上的 639 块肌肉和 206 块骨头,极大限制了大脑功能。

Neuralink 后期如果使用侵入式脑机接口,确实可以增强人类大脑带宽。以 2020 年马斯克的 “遛猪” 展示为例,当时猪头上插了两个电极。事实上,其愿景是把针插入到人脑中。

但是人脑往往是集群工作,而非在垂直区域工作,因此需要大片人脑区域的配合。故此,想用侵入式方法增加大脑带宽,需要开十几个洞,而这一过程非常难以实现。

因此,韩璧丞认为,Neuralink 并没有发明医术,也没有拓宽脑科学的新知识,只是做了一个全新的手术,并把大脑手术变得更方便快捷,其使用的芯片、传感器和电极都比以前更好。而这种设备升级,可帮助采集到更多侵入式脑信息。

图 | Neuralink 的手术机器人

此前领域内采集到的数据较少,且都是瘫痪等重度疾病患者的数据,健康人的数据十分匮乏。由于缺乏健康人数据,美国神经科学家菲尔・肯尼迪(Phil Kennedy)甚至锯开头颅、并埋入电极,为此他差点“失去神志”。

让健康人做实验非常困难,没有充分理由和特殊情况,很少有人愿意做被试。而在此前,也已出现志愿者被侵入式手术感染的案例。

脑机接口手术的不同之处在于,其他手术如癫痫切除术,做完后就会缝合,但这种手术是插在患者头上、且处于半敞开状态,消毒要求非常高。

就算将来技术变得更成熟,其最终能解决的问题范围,也还有待观察。

为何马斯克选择侵入式?

脑机接口技术,通常分为侵入式、非侵入式和半侵入式。对于非侵入式技术,魏可成表示,该方法是在头部戴上电极,通过头皮来采集信号,无需做任何手术,但痛点在于头皮能戴的电极数一般不超过 100 个,因此信号的空间分辨率很差, 可靠性比较有限。

和侵入式技术一样,半侵入式技术也要破开大脑,但不会破得特别深,破完后把电极植入进去,所以其信号可靠性比非侵入式更佳,但同样存在空间分辩率差的问题。

韩璧丞说,侵入式技术,因为需要开颅,因此有很大的感染风险。马斯克所做的是侵入式技术,这种需要在大脑上打洞,洞的深度一般为几公分、直径为两三厘米,洞内植入带有上千个电极的芯片后,就能查询上千个信号,由于电极密度极大,因此是工程上 “非常了不起的工作”。但是人脑神经元的数目呈百亿级,采集 1000 个点的信号,从空间分辨率来说,仍是九牛一毛。

其实不用马斯克的方法,也能实现类似效果,比如用非侵入式方法,也能采集到头部运动信号,并将信号传递到肢体。概括来说,Neuralink 的优点在于可以做得更可靠,但魏可成认为这没有本质上的提升。

为何中国没有脑机接口独角兽?

伍冬睿告诉 DeepTech,马斯克个人的传奇经历和巨大魅力,使其成为很多人心中的未来科技开拓者和引领者,并对他做的方向深信不疑,虽然这也导致人们对该领域抱有过高期望,但整体来讲利大于弊。

图 | 2020 年“遛猪”时,马斯克站在手术机器人面前

魏可成说,脑机接口行业已经存在多年,只是过去鲜有媒体和资本关注,也没有颠覆性的发展。2020 年马斯克 “遛猪” 之后,由于其个人影响力巨大,该技术也开始蹿红。

伍冬睿认为,不仅国内没有脑机接口独角兽,国际上也尚未出现独角兽,主要原因在于脑机接口仍然是新兴技术,待完善的地方较多。

据公开信息来看,目前有可能成为全球独角兽公司的有 Neuralink、NeuroPace、MindMaze、Kernel 等,这些公司大多面向神经调节和康复医疗,以侵入式脑机接口技术为多,解决的问题更接近 “刚需”,如治疗其他方式无法治愈的癫痫等。

而国内的脑机接口研究,主要以非侵入式为主,重点关注于神经康复领域,不过目前尚无杀手级应用。

魏可成认为,脑机融合领域一定会出现独角兽企业,而且会在 1-2 年里出现,并且大概率会在中国先出现。他说:“杀手级应用已经存在,我见过,只不过目前大家还不知道而已 “。

韩璧丞说,作为一项被科学家探索多年的实验室技术,其依然属于小众技术。因此,该行业永远不会成为劳动密集型产业。他说自己的公司已成立六年,但想招到合适的人才依然非常难。因为全球顶级脑机接口机构只有几家,就算国内大厂想做,他们也不知道从哪儿招人,至于有的声称自己熟悉脑机接口,可能也是自学的。

据公开消息,国内并非没有大厂 “染指” 脑机接口,华为、腾讯、阿里等均有涉足,盛大创始人陈天桥还成立 “陈天桥雒芊芊脑科学研究院” 以资助学术界的脑科学研究。

“脑机接口之所以未被提高到绝对高度,是因为相比癌症等治疗需求,后者有着十分重要的伤害性需求。科学和科研,一般会集中火力去做解决人类刚需的‘救火’型研究,比如新冠疫苗,一年左右就研制出来,这背后集合了很多力量。”韩璧丞表示。

而脑机接口技术,是一种让人类变得更好更强的长寿性技术,需要长期坚持投入,才能看到里程碑成果。

魏可成则直言,中国需要马斯克这样的人,这才是真正有情怀的企业家,他的驱动力不是为了赚钱,而是推动人类的发展。希望中国在未来也能出现以驱动人类发展为使命的企业家。