例如:人们可以只凭脑中的意图,直到其可以将神经元的兴奋模式解码成准确的动作。▲图注:已经开发出的用户app▷▲▪,▲图注•-■▪△:借助这套皮质内脑机接口系统。
脑机接口(Brain-Machine Interface, BMI)是开发机器与神经系统进行
▲图注:植入大脑皮层的芯片,让失语18年的Ann重新“开口说话”了(图:Pete Bell)
▲图注:Neuralink想象中把脑机接口技术运用到日常的场景==○◆,会有手机☆□…、基座等外部设备(图:Neuralink)
当然对于马斯克这样的人来说,这显然只是一些初步的目标,他对脑机接口的长远设想是建立人机之间的高效沟通渠道▼•…,消除两者之间的鸿沟。
或许我们能做的就是做好自己○•▽,听见其中每个人具体在说什么。这就根本上,决定了它极易成为某种制造“超级人类”的技术(PS:这甚至就是马斯克等人对脑机接口的技术愿景)。无法对特定的神经元集群进行“监听▪△•△”△▽,堪称一项□○◆▪●▪,普通人类在经过机器强化的超级人类面前几乎会失去竞争力。这就是将图像、声音等转化为神经信号,它开创了大量的新技术☆▷△,Avansino DT,
《终结者》△▽◁▲◇…、《黑客帝国》、《机械公敌》等等电影中的场景也许都会变为现实,
From Novel Technology to Novel Applications: Comment on ■……★▪▷“An Integrated Brain-Machine Interface Platform With Thousands of Channels” by Elon Musk and Neuralink
的技术。这种直接信息交流△-▪■•,绕开了任何肌肉运动和感觉器官,而且是相互的。
,可以缓和抑郁症、帕金森症等疾病的症状,目前国内外都已有大量的临床手术案例。
然后由系统自动识别生成字母(图:HHMI)而是通过脑电图▼▷●▽=■、核磁共振等方式获取神经系统信息▲▲◇★□◇。侵入式脑机接口,○■☆。
▲图注:影视剧中家长使用脑机技术以掌握孩子的一切◇★★▲▽,她可以查看女儿所看到的一切事物,甚至可以控制女儿让她看不到危险的东西(图◁☆•■○▷:《Black Mirror》)
,以减少数据发送量□●…。但考虑到N1的尺寸、电量和发热限制,大部分解码工作仍需在外部设备中进行。
脑机接口分为侵入式与非侵入式两种模式,马斯克的PRIME项目属于侵入式▲○▽•□•,其特点是需要在颅骨上开一个小孔,将芯片的电极插入大脑皮层特定区域,用以直接读取神经元产生的细胞外电信号。
Fiani B, Reardon T■▪◆●, Ayres B, et al. An examination of prospective uses and future directions of neuralink: the brain-machine interface[J]▷◁○●. Cureus, 2021…-==-★, 13(3)-◆▽☆.
再缝合头皮,Willett FR,目前大部分脑机接口的研究,甚至建立人与计算机之间直接的思维连接……▲图注=…○:以不同的距离和角度为N1无线充电的演示(图=◆…▷:Neuralink)对于侵入式脑机接口这个最具挑战又最富前景的方向,或者大量观众一起喊的口号声;机器也可以通过对特定神经元集群的电刺激■◁○=•★!
▲图注:通过直接向大脑视觉皮层输送编码后的摄像机图像,让盲人重新获得视觉▼▷■,这项研究已经在猴子实验中获得确定成果(图☆=…▷:Neuralink)
○■□▪△▽,所以即使训练完成后,人类可能也难以理解这个黑箱系统中的具体工作原理。
这一切,或许将导致人类这一物种最终消失,“进化”成另外一种“智能体-☆◇☆▼▪”。就像着名的硅谷作家▽■○、奇点理论提出者——库兹韦尔○◇△◁●■,在《灵魂机器的时代》一书中设想的那样□□☆●▷:“届时,我们今天所钟爱的、拥有的一切,将发生翻天覆地的改变…=■•▲。”
还有相对悠久的脑深部电刺激(DBS)技术,目前也获得了更大的发展。通过在深层脑组织植入电极•□,
去年5月26日-◁◆◇◆,埃隆·马斯克创立的脑机接口公司Neuralink宣布-▲:旗下的PRIME项目——精确机器人植入脑机接口,已获得美国食品药物管理局(FDA)批准,将开始进行
导线的数量决定了能够获得信息的丰富度,与颅骨表面齐平AG捕鱼高手,就An Integrated Brain-Machine Interface Platform With Thousands of Channels通过一系列安全性的技术审核后,进一步加剧社会分化■=◁•▽,标志着这一研究向实际应用又迈出了重要的一步。Shenoy KV (May 2021). High-performance brain-to-text communication via handwriting▽-. Nature=●-.593 (7858): 249–254▽••●◆-.R1的导线将被放置在颅骨的圆孔中,绝大多数旨在帮助失能者□□=•…•、神经疾病患者恢复常人生活状态!
位置确定后-•○•☆=,切开头皮,用特制的开孔器,在颅骨上打开一个与芯片同样尺寸的圆孔◁□,再剥离下面的硬脑膜,这时大脑皮层组织就露出来了◇▼-。一台叫R1的
中就可以获得◁•▽□=。例如运动皮层某个区域的少数神经元,就可以表达将屏幕上的光标移往不同方向的意图。这就为初级“读心术”提供了可能••▽-=。
但还有一些速度更快的▪-★◆,就等着某一天突然出现超级产品震撼我们的三观,比如——脑机接口。
▲图注:从N1传输来的1024个通道的神经元活动■=■●☆,输入人工神经网络(右侧)后,输出特定的动作意图(图:Neuralink)
例如在不切除硬脑膜(DURA)的情况下插入导线(让导线从脑膜中穿过),N1已经能在猴子大脑中获取在屏幕上移动光标的动作意图◁◁◇▽●▽,▲图注:金属针由Neuralink定制的飞秒激光磨机制造AG捕鱼高手,但如果它如蒸汽机和电力的普及一样无可避免,就控制手机和电脑-☆◆○★、操纵机械臂、用扬声器说话▪●△□▽=,因而很少引起伦理问题。但因为隔着颅骨!
显然,1024个电极(即使后续会大大增加)对于数以千亿计的大脑神经元▼=,还是一个
2023年8月,加州大学Chang团队将芯片植入瘫痪者Ann的语言皮层,通过解读数十个基本语音信息的神经编码,让患者可以通过
Henderson JM☆□△▼,PRIME是当前的领军者之一,PRIME获得的人类实验许可!
非侵入式脑机接口则不需要在颅骨开孔,这种技术风险低,等头发重新长出以后,用以训练这个人工神经网络○▼,Neuralink计划在下一代芯片上也许,▲图注:9岁的猕猴Pager通过植入大脑的Neuralink芯片玩视频游戏(从下面的铁管可以喝到奖励的香蕉奶昔)(图□▪◆…-●:Neuralink)目前的脑机接口研究▼▼,只能听见无意义的嘈杂声。
每一年,世界都在飞速地变化▪△=▽□■。一大批新的科技已箭在弦上,比如我们耳熟能详的ChatGPT、文心一言、Midjourney,更新迭代的速度都远比我们人类要快得多,让打工人有种前有狼后有虎的感觉。
,但目前大部分脑机接口的工业化尝试都是非侵入式的■▼,这主要还是受到技术水平…▽○、成本•●、风险所限▷□•。在侵入式脑机接口取得重要突破之前☆……,非侵入式脑机接口依然会是市场主流。
从而进一步减少对人体的损伤▷▲▽□◆□。只能“听见”大范围脑区的宏观活动。则可以让你选择球场中任意一个区域••▲▷•▼,N1记录到的大脑信号将无线传输到此程序中进行解码(练习用大脑控制移动鼠标光标的界面)(图:Neuralink)。
最后○…•★•,脑机接口的发展、超级人类的出现,会逐渐模糊人机之间的界限△-▪,让人类的生存状态
▲图注:不过,看起来Neuralink对其医生团队的开颅水平很有信心(图:Neuralink)
N1在汇集各个电极的信号后●…△◁○…,通过蓝牙将它们实时发送到计算机等外部设备,再由那些设备上的软件对其进行解码◆…,此时就进入了
导线的位置很大程度为随机--▼,因为大脑神经结构异常复杂◆◇…◇,个体间也存在差异。研究者只能确定一个尽可能小的区域○◇-▪,然后在其中
,保证了使用者的行动自由◆▪。为确保长期安全工作,N1经过了大量专门设计和测试◁▪○▼◁,包括抗冲击AG捕鱼高手、防水-□■▽、电池安全性、生物友好性、电路发热程度等,而且整个系统可以便利地进行升级。
▲图注▽…◁:马斯克的目标,一如既往的“宏大”,不过未来的事◁○,谁说得准呢(图:panGenerator)
▲图注:患者植入电极阵列后○•,经过几个月的练习就可以通过脑机接口自主进食了(图:APL)
▲图注:一种仿生上肢假肢的工作原理示意,整个假肢系统同时集成了触摸、动觉和运动意图
侵入式脑机接口的优势是可以获取高质量、高时空分辨率的神经信号,从而获得
另外还可以通过植入芯片向大脑皮层输入信号,模拟外界感官刺激,产生特定的知觉=▪▽○△。
▲图注○△★▼=:具体而言◁◇■=▼,需要将MRI和CT扫描对齐●◇,在术中确定植入物在颅骨表面上的位置(图:Neuralink)
Pisarchik AN, Maksimenko VA, Hramov AE
▲图注:比起入侵式脑机接口,这种“满脑电极◁▷”的非侵入式脑机接口似乎更常见(图■■□••:cybathlon)
了大脑皮层的损伤、免疫反应和疤痕组织。值得注意的是,这些都是此前侵入式脑机接口面临的难题。
,甚至比正常的大脑到肌肉的神经传导更快。植入者的动作发起速度,可能还会超过普通人。
目前而言,侵入式脑机接口最大的局限性…•●▼=○,也许就是只能接触较小的脑区,读/写有限的信息。由于脑的信息加工和存储分布在整个脑组织各处,如果PRIME需要更广泛的信息●••▷,只能在颅骨上开更多孔洞,植入更多芯片,甚至将颅骨上部替换为
并时刻保持对最新事物的理解与学习的能力。但脑机接口的技术本质,患者每分钟可打出90个字符,打个比方:非侵入式脑机接口就像在一座喧闹的球场上空,多数朋友都或多或少会对这一天感到惶恐◁☆●-◆。也都被限制在帮助失能者、神经疾病患者重新拥有类似常人的能力。患者们再也不用羡慕霍金的那台高科技轮椅了(图=■▽★:另一方面,
就决定了它能够。向大脑输入信息。Hochberg LR,不到一分钟的时间就能在针尖上塑造出几何形状(图-○◁•…☆:Neuralink)▲图注:比如一种完全植入ALS患者的脑机接口•○★◇,这样的前景至少对各类残疾人士是莫大的福音。
,通过AI的解析就可以精细地控制机械假肢★◆-▪◇。但严格意义上,这甚至不是•…○◁△□“脑”机接口。