神譯局是36氪旗下編譯團隊，關(guān)注科技、商業(yè)、職場(chǎng)、生活等領(lǐng)域，重點(diǎn)介紹國外的新技術(shù)、新觀(guān)點(diǎn)、新風(fēng)向。

編者按：馬斯克有著(zhù)非凡的推銷(xiāo)能力和創(chuàng )新執行能力。這讓他吹過(guò)牛一個(gè)接一個(gè)地實(shí)現。他的最新進(jìn)展是腦機接口技術(shù)公司Neuralink融醫療設備、腦外科、機器人技術(shù)、神經(jīng)科學(xué)和機器學(xué)習于一身的神經(jīng)植入物L(fēng)ink。這個(gè)東西現在能做什么？不能做什么？未來(lái)可能做到什么？針對這些問(wèn)題，身為科學(xué)家和工程師的Thomas Smith進(jìn)行了解讀。原文標題是：A Scientist and Engineer Explain Everything Elon Musk’s Neuralink Can (and Can’t) Do。篇幅關(guān)系，我們分兩部分刊出，此為上半部分。

劃重點(diǎn)：

從馬斯克的演示很難看出，他討論的是一種今天已經(jīng)實(shí)現的真正技術(shù)，還是仍然需要數十年才能實(shí)現的理想愿景

Link是帶有連接線(xiàn)植入到大腦的Fitbit，相對于現有植入物有了不少漸進(jìn)性的改良

Neuralink有可能利用這種設備為截肢者造出跟大腦相連的人造肢體，恢復觸覺(jué)

Link只實(shí)現了跟大腦皮質(zhì)表面的對接，無(wú)法解決記憶喪失、抑郁、焦慮、失眠、成癮等問(wèn)題

噱頭大于內容的技術(shù)演示？

8月底的時(shí)候，超過(guò)15萬(wàn)人觀(guān)看了腦機接口公司Neuralink演示最新技術(shù)的了網(wǎng)絡(luò )直播。由埃隆· 馬斯克（Elon Musk）創(chuàng )立的這家秘密的創(chuàng )業(yè)公司計劃用微型的大腦植入物將人類(lèi)與AI融合到一起。

觀(guān)看者享受到了自己最近記憶中最引人入勝、最奇特的一場(chǎng)技術(shù)演示之一，他們看到了神經(jīng)外科手術(shù)機器人，對活體大腦尖峰神經(jīng)元的實(shí)時(shí)刺激，以及穿著(zhù)定制的運動(dòng)外套的億萬(wàn)富翁偷偷地跟一頭塔姆沃思豬交談的奇特景象，看起來(lái)他似乎想哄它該上臺表演了（“來(lái)吧，Gertrude，我們這兒有好吃的！”）。

馬斯克是一位天才的表演者，以表演特技著(zhù)稱(chēng)，比方說(shuō)把自己的Tesla汽車(chē)發(fā)射到太空，賣(mài)真能用的火焰槍來(lái)給他的挖隧道企業(yè)宣傳。不過(guò)從這次他的舞臺效果很難看出，他討論的是一種今天已經(jīng)實(shí)現的真正技術(shù)，還是仍然需要數十年才能實(shí)現的理想愿景。Neuralink 還是一家極其復雜的公司，融醫療設備、腦外科、機器人技術(shù)、神經(jīng)科學(xué)和機器學(xué)習于一身。這使得了解它的技術(shù)變得更加困難。

我擁有約翰·霍普金斯大學(xué)認知科學(xué)（神經(jīng)科學(xué)和語(yǔ)言學(xué)）學(xué)位，在A(yíng)I方面有十年的經(jīng)驗。我的朋友，合著(zhù)者Chris Chiang（也來(lái)自霍普金斯）擁有生物醫學(xué)工程學(xué)位，在過(guò)去八年的時(shí)間里一直從事醫療設備領(lǐng)域的工作。馬斯克的演講甚至還沒(méi)有結束，我們就開(kāi)始開(kāi)始研究Neuralink的演示到底展示了什么東西了。它的技術(shù)的哪些部分對醫學(xué)是有用的？自上次的2019年他們分享設備的詳細信息以來(lái)，公司做出了哪些改變和犧牲？我們什么時(shí)候會(huì )實(shí)現心靈感應？這對計算機連接大腦的未來(lái)來(lái)說(shuō)意味著(zhù)什么？

不過(guò)從這次他的舞臺效果很難看出，他討論的究竟是一種今天已經(jīng)實(shí)現的真正技術(shù)，還是仍然需要數十年才能實(shí)現的理想愿景。

Neuralink技術(shù)的核心是Link，硬幣大小的植入物，馬斯克在演示中對Link的描述是“帶有連接線(xiàn)，植入大腦的Fitbit”。就像通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式充電的手機一樣，Link通過(guò)電磁感應充電，其厚度跟人的頭骨（8毫米）大致相當。Neuralink 用的是定制外科手術(shù)機器人來(lái)安裝Link。這種機器人在操作上有點(diǎn)像縫紉機。機器人會(huì )先在頭骨上鉆一個(gè)洞，然后將Link塞進(jìn)去，就像給酒瓶塞塞子一樣。然后再用設備把頭皮縫合起來(lái)，讓Link不可見(jiàn)。馬斯克在演示中曾打趣說(shuō)，自己腦袋上說(shuō)不定就已經(jīng)悄悄地裝了一塊Link。

Link的底部有1000多個(gè)細小電極，這些電極組織成了一根根的“線(xiàn)”，每根線(xiàn)大約是5微米寬——相當于人的頭發(fā)厚度的1/20。機器人會(huì )把這些電極插入到大腦的皮層表面，讓Link設備既可以讀取皮質(zhì)的電脈沖，又可以將信號“寫(xiě)入”到大腦當中。馬斯克稱(chēng)整個(gè)安裝過(guò)程（在演示時(shí)播放了一段簡(jiǎn)短的視頻）“不算太麻煩”。機器人會(huì )把一個(gè)接一個(gè)的電極快速地插入到活體大腦，并且會(huì )躲避血管以最大程度地減少出血。

Neuralink的機器人把電極線(xiàn)插入活體大腦。

讓機器人用縫紉針?lè )磸痛倘肽愕拇竽X似乎令人毛骨悚然，但Neuralink需要機器人這個(gè)外科醫生，因為L(cháng)ink的電極線(xiàn)很小，操作時(shí)必須避開(kāi)大量的細小血管，而且需要插入大量的電極。Neuralink的機器人的“手”甚至比最優(yōu)秀的人類(lèi)外科醫生的手還要穩定。手術(shù)期間，熟練的顯微外科醫師的手擺動(dòng)的最小距離約為50–100微米?？僧斈惆惭b的是5微米寬的電極時(shí)，這樣的擺動(dòng)幅度仍然太大。

為了讓植入過(guò)程對腦部造成的損傷最小化，也少不了機器人的幫忙。在植入Link的時(shí)候如果擊穿血管的話(huà)不僅會(huì )導致附近的神經(jīng)元萎縮，而且設備的信號質(zhì)量也會(huì )逐漸下降，甚至可能嚴重損害血腦屏障。避免這種情況尤為重要，因為血腦屏障被破壞是很多神經(jīng)退行性疾病的根本原因，比方說(shuō)阿爾茨海默氏癥，帕金森氏癥和多發(fā)性硬化癥。

Neuralink 聲稱(chēng)，這種植入手術(shù)大約需要一個(gè)小時(shí)，并且可以在不進(jìn)行全身麻醉的情況下在門(mén)診即可進(jìn)行。該公司還聲稱(chēng)這一過(guò)程完全是可逆的（但是，如果用戶(hù)取出設備的話(huà)，頭骨上會(huì )有一個(gè)洞）。馬斯克希望用戶(hù)能像我們今天升級iPhone一樣每隔幾年就對植入的Link進(jìn)行一次升級。

Link的可能性

這已經(jīng)帶來(lái)了一些引人注目的可能性，同時(shí)也可能會(huì )帶來(lái)一些令人擔憂(yōu)的風(fēng)險和挑戰。跟現有的神經(jīng)植入物（是的，這玩意兒已經(jīng)有了）相比，Link令人印象深刻。Link的競爭對手Utah Array是一種用于神經(jīng)植入物的系統（馬斯克在演示里面曾提到過(guò)）。這種系統通常要連接到頭骨上的一個(gè)笨重的盒子上，而且還需要外接大量硬件和電纜。此外，還必須由熟練的外科醫生來(lái)安裝（手術(shù)手冊有41頁(yè)厚）。

像Utah Array這樣的神經(jīng)植入物還存在重大風(fēng)險，包括在安裝手術(shù)期間至少有1％的中風(fēng)風(fēng)險，安裝后感染的風(fēng)險最高可達5％，這種風(fēng)險程度一般都需要臨時(shí)移除至少一部分植入物。由于Link是完全嵌入到皮膚下面并以無(wú)線(xiàn)的方式傳輸數據的，所以細菌可利用該設備慢慢感染大腦的渠道很少。

類(lèi)似Utah Array這樣的現有設備的電極也很笨重，而且通常必須安裝在大腦特定的一小塊區域內，還必須均勻覆蓋。相比之下，Link可以利用線(xiàn)纜把電極散步在多個(gè)相鄰區域內，這樣一次性能訪(fǎng)問(wèn)更多的大腦區域。Utah Array的電極也少得多——一般是256個(gè)，而Link的電極則為1000+。就像攝像頭傳感器的像素數量一樣，更多的電極意味著(zhù)更高的數據分辨率，并有可能更好地了解大腦的活動(dòng)。值得注意的是，相對于頭皮EEG等非侵入性的大腦解讀技術(shù)（探測活動(dòng)發(fā)生在頭皮而不是大腦），Link有著(zhù)更好的分辨率。

Neuralink的機器人的“手”甚至比最優(yōu)秀的人類(lèi)外科醫生的手還要穩定。

自從2019年那場(chǎng)演示以來(lái)，Neuralink對Link初始版本的訴求已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。剛開(kāi)始的時(shí)候，馬斯克曾打算讓Lin的電極延伸到大腦深處，進(jìn)入到類(lèi)似邊緣系統（有調節情緒功能，影響成癮和焦慮）等區域及其子系統海馬體（負責長(cháng)時(shí)記憶等功能）。不過(guò)，就像我們在演示所看到的那樣，他們的團隊這次只是局限在跟皮質(zhì)表面對接，這一區域位于大腦外表面，更容易打交道。

這意味著(zhù)馬斯克在演示里面承諾的很多治療方法和能力仍需要數年才能實(shí)現。如果沒(méi)法訪(fǎng)問(wèn)大腦深層區域的話(huà)，Neuralink就很難解決記憶喪失、抑郁、焦慮、失眠、成癮或者很多的中風(fēng)問(wèn)題，馬斯克吹噓的讓大腦“下載”新技能就更不用說(shuō)了。比方說(shuō)，像黑客帝國那樣把技能下載給大腦可能要能訪(fǎng)問(wèn)參與程序記憶形成過(guò)程的基底神經(jīng)節。但這種結構位于皮質(zhì)表面之下的大腦深處，目前這代Link很可能鞭長(cháng)莫及。

Neuralink 希望能夠治療的疾病。（失憶、失聰、失明、癱瘓、抑郁、失眠......）

盡管如此，皮質(zhì)表面也仍然有很多工作可以做。比方說(shuō)，初級軀體感覺(jué)皮質(zhì)位于大腦的頂葉上，Neuralink的設備很可能可以進(jìn)入到這一區域。它處理的是實(shí)現身體感覺(jué)的“輸入”，包括本體感覺(jué)（感受身體在空間的位置）、疼痛、觸摸以及溫度。同樣，初級運動(dòng)皮質(zhì)也可能是訪(fǎng)問(wèn)得到，這種皮質(zhì)控制肢體、軀干、眼睛及其他身體部位的移動(dòng)所需的“輸出”。這兩個(gè)區域在物理上跟身體的各個(gè)區域有映射關(guān)系，所以電極的放置會(huì )相對簡(jiǎn)單。

將這兩個(gè)區域的Link植入物連接起來(lái)可提供一些強大功能。比方說(shuō)，Neuralink有可能利用這種設備為截肢者造出跟大腦相連的人造肢體。假肢上的傳感器可以無(wú)線(xiàn)連接到Link，再將信號發(fā)送給初級軀體感覺(jué)皮質(zhì)，讓假肢有逼真的感覺(jué)。同理，Link也可以從初級運動(dòng)皮層讀取信息，并將這一區域的信號轉換為移動(dòng)假肢的指令。

最終結果會(huì )是患者可以用大腦控制的人造肢體，觸覺(jué)得到恢復，這對于精細運動(dòng)技能來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。實(shí)際上，其他的腦植入物已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。馬斯克的演示也暗示了這個(gè)方向。在演示中，植入例Link的豬在跑步機上行走，而屏幕上的圖形則根據從大腦讀取的信號顯示出豬腿部的預測位置，預測結果跟實(shí)際的運動(dòng)位置耦合得很好（盡管不是很完美）。Link的小尺寸、更高的分辨率以及無(wú)線(xiàn)功能有可能給患者帶來(lái)更好的精細運動(dòng)控制，更逼真的感覺(jué)，而且跟現有設備相比，還減少了外置盒子和電線(xiàn)。

也可以利用類(lèi)似的技術(shù)來(lái)繞過(guò)脊椎受損的神經(jīng)，恢復截癱患者的感覺(jué)和活動(dòng)。Neuralink 已經(jīng)暗示治療癱瘓會(huì )是這種技術(shù)在人身上的第一批應用。很有可能正是因為這種可能性及其潛在影響，導致美國食品和藥物管理局（FDA）為L(cháng)ink授予“突破性設備”的稱(chēng)號，這也讓Neuralink在FDA的審核流程上擁有了優(yōu)先權，并且擁有跟FDA額外的互動(dòng)方式，從而更快地收到反饋。

Link還可能跟皮質(zhì)表面的其他大腦區域（比方說(shuō)初級聽(tīng)覺(jué)皮層和初級視覺(jué)皮層）連接。這些區域分別包含聽(tīng)覺(jué)譜和視野的物理映射。這區域比大腦的感覺(jué)和運動(dòng)區域還要復雜，因此Neuralink 不大可能在不久的將來(lái)將圖像疊加到我們的視野當中，或在我們的腦海里播放音樂(lè )。但是，即便是現在這個(gè)版本的Link，也可能用一種生硬的方式刺激這些區域，從而產(chǎn)生只有你才能感覺(jué)得到的閃爍、聲音或色彩。這個(gè)可以用來(lái)通知你發(fā)生了某種事件，比方說(shuō)你手機收到了短信或者你的Tesla前方道路上即將出現路障。

稍微深入一點(diǎn)大腦的話(huà)，Link甚至有可能刺激接收與味覺(jué)相關(guān)的輸入的初級味覺(jué)皮層。當用戶(hù)吃西蘭花或其他健康但相對乏味的食品時(shí)，Link可以刺激味覺(jué)皮質(zhì)里面的甜味神經(jīng)元，讓人產(chǎn)生自己正在享用美味甜點(diǎn)的印象。這乍看之下似乎很愚蠢，但是對于在化療期間經(jīng)常難以吃飽癌癥患者來(lái)說(shuō)，提高胃口已被證實(shí)是一種行之有效的療法。

譯者：boxi。

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