來源：互聯網白話
隻要在大腦植入一顆小小的芯片，史蒂芬·霍金溝通速度比打字員或拍賣師更快？
今天，特斯拉同時也是腦機接口技術公司Neuralink創始人的埃隆·馬斯克宣佈，人類首次接受腦機接口芯片植入，植入者恢復良好。
這是一項瘋狂的人類大腦改造計劃。從2016年成立至今，馬斯克和Neuralink一直在等待這一刻。四年前他們成功在三隻小豬腦子裡植入了芯片；三年前，Neuralink原型機被戴在了一隻猴子頭上。
“手術本身並不難，優秀的神外科醫生就可以搞定。”看到這個消息後，西湖大學先進神經芯片中心副研究員楊傑說，“但它依然是腦機接口領域具有裡程碑意義的事件。”
首例人類大腦芯片植入
和之前有什麼不同？
Neuralink的首款腦機接口產品名為“心靈感應”，大腦植入設備後，隻需通過意念就能控制手機、電腦，並通過它們控制幾乎所有設備。
手術機器人 圖片來源：Neuralink官網
這款產品的首批使用者將是失去四肢功能的人。“想象一下，（如果植入腦機接口設備）斯蒂芬·霍金的溝通速度也許能比打字員或拍賣師更快。這就是我們的目標。”馬斯克說。
對於植入者目前的狀態，他表示：“初步結果顯示，神經元尖峰檢測很有希望。”
什麼是神經元尖峰檢測？楊傑解釋，神經元尖峰是神經元在接收到足夠的興奮性輸入後，產生的短暫電信號脈沖，通常用於傳遞信息和與其他神經元進行通信。
“Neuralink的芯片，主要就是檢測到大腦內神經元放電的尖峰，並通過處理這些尖峰數據，來實現對用戶意圖的解讀。”
在楊傑看來，這次植入最終成功與否，就要看植入一段時間後是否安全、有無排異反應、有無副作用，系統是否穩定運行等，“主要還是安全性和功能性兩個方面。”
之前有信息顯示，Neuralink腦機接口采用了柔性電極，能降低大腦的排異反應，但需要植入的電極數量是史無前例的，差不多是過去的10倍。
Neuralink腦機接口植入物的構成 圖片來源：Neuralink官網
這些年，全球與腦機接口相關的臨床試驗並不少。比如，2020年，浙大和浙二合作的為72歲老人進行植入式腦機接口臨床試驗，使之通過意念可做一些簡單的“動作”，像是喝可樂、吃油條等。
不過，這些試驗更多聚焦在單點技術上。“這次Neuralink裡程碑意義在於，它本身掌握了腦機接口的技術鏈，把這些單點技術全面整合起來，形成一個完整的系統，包括電極、芯片、系統、封裝技術、臨床等。”
圖片來源：Neuralink官網
也就是說，完整系統形成後，它就不再是僅停留在論文或者實驗室層面，而是可以成為面向患者（消費者）的產品，進而形成一個產業鏈或者是新的行業。
“你可以理解為能實現更多功能，探索治療更多疾病的可能。”楊傑說，“對於高位截癱、漸凍癥、中風失語等患者來說，能幫助恢復運動、語言等功能。如果能成功，是絕對的利好。”
瘋狂的人類大腦改造計劃
始於100年前微弱的電信號
很多人第一次聽說“腦機接口”這項技術，可能就來自於馬斯克的Neuralink。
腦機接口，簡單來講，就是將人腦與外界（計算機或其他外部裝置）實現連接，進行直接通信。
大腦對於信息的處理，靠的是神經元之間電信號的傳遞，而腦機接口實現功能的基本原理就是讀取或寫入這種電信號，來控制機器或者影響大腦。
1924年，德國精神科醫生漢斯·伯格在實驗室裡首次在人類的大腦裡采集到腦電信號。距今剛好100年。前些天，騰訊發佈了《2024數字科技十大前沿應用趨勢》（以下簡稱“趨勢報告”），排在第七位的，就是“腦機接口從醫療突破邁向交互革命”。
按照不同的技術路線，腦機接口主要可分為侵入式、非侵入式兩大類。前者通過手術打開顱骨，把設備植入腦中，後者則是在頭上佩戴一個類似帽子一樣的設備。還有一種介入式，介於兩者之間，將設備通過血管送入大腦。不過前兩者更為常見。
一般來說，越深入和靠近腦組織，腦電信號就越清晰和準確，這是侵入式腦機接口的優勢。但外來物入侵大腦，容易引起免疫反應，人體可能會在電極和神經組織間生成疤痕組織，導致信號傳輸的衰減甚至消失。
不同的技術路線，就是在精準度和安全性兩個方面尋求一個平衡點。相對來說，侵入式腦機接口的研發風險更大，技術要求和資金門檻也更高。
根據趨勢報告，未來10年，腦機接口相關技術最主要的落地場景還是醫療，主要運用於神經調節、運動恢復和感官補償，涉及癲癇、帕金森、阿爾茨海默等疾病，部分技術也會慢慢用於人機交互，改變大眾娛樂和工作的方式。
從充滿爭議的動物實驗
到為抑鬱癥患者安上“體外開關”
2019年至今，Neuralink的腦機接口實驗對象從老鼠到小豬，再到猴子，一步步向人體靠近。
雖然他們已經可以通過腦機接口外加條件反射的訓練，讓猴子用意念打乒乓，移動光標發送文字，但也因此付出了昂貴的代價。之前，路透社曾曝光了Neuralink自2018年以來，在實驗過程中殺死了接近1500隻動物，其中包括280隻豬、羊以及猴子。
在經歷因涉嫌虐待動物被調查、腦部植入設備試驗安全性遭質疑等爭議事件後，去年5月26日，Neuralink終於拿到FDA的批準可進行人體臨床試驗。去年9月，他們開放了臨床試驗患者的招募，因頸部脊髓損傷或肌萎縮側索硬化癥而癱瘓的患者有資格參加這項試驗。
在Neuralink艱難前進的同時，在大洋彼岸的中國，也開展了一次腦機接口試驗，近期被廣泛報道。
2020年，患抑鬱癥16年的中國小夥吳曉天在上海瑞金醫院接受了一次特殊的手術：在體內安裝了一個“腦起搏器”。
它控制著裝在大腦中的兩條電極，當吳曉打開“體外開關”，就能瞬間開心起來，一開一關，對吳曉來說，就是“一秒天堂一秒地獄”。
這也是世界首次用具有腦機接口功能的腦起搏器，多靶點聯合刺激治療抑鬱癥。來自於上海瑞金醫院一個叫 “腦機接口治療難治性抑鬱癥”的臨床研究項目。
目前，一共有26人從無數報名的患者中被挑選出來做了這樣的手術。從結果來看，病人的平均好轉率在60%以上。
杭州這個十幾個人的團隊
成立四年來都在做大腦芯片的研發
在杭州，也有一支特殊的團隊，4年以來，專攻一件事：研發神經信號采集、處理和刺激一體化的芯片。
這支團隊來自於楊傑所在的西湖大學先進神經芯片中心，總共有十多個人。
去年11月，他們和浙二醫院又有了新的突破：結合深度學習算法和語言模型，共同實現了腦機接口中文解碼，一定程度彌補了國際上漢語解碼腦機接口技術的空白。
腦機接口全譜漢語解碼器的設計與性能
該項研究也預示著，神經系統疾病患者很快就能通過意念來控制計算機生成漢語句子，重獲交流能力。
“各種腦疾病會貫穿人的整個生命周期。自閉癥、抑鬱癥、癲癇、帕金森、阿爾茨海默病……很多無法完全靠藥物治療。腦機接口最重要的一個應用，就是對腦疾病的診斷和治療。”
楊傑以中心正在開展的科研項目舉例：“比如在癲癇病人身上，植入芯片可實時監測腦信號。當癲癇即將發作，大腦會表現出特有的放電特征。芯片監測到這些特征，隨即給病人大腦一個電刺激，在火還沒燒起來時就把它撲滅。”監測神經信號的活動，被認為是一種可靠的神經疾病預測手段。
傳統治療帕金森的醫療儀器，效果雖好但體積較大，不易使用，而且手術存在風險。楊傑他們最新的研發成果，是將所有功能集成到一個幾平方毫米甚至更小尺寸的芯片上。
“可直接將它嵌入患者顱骨，損傷更小，功耗也更低。”楊傑說。
腦機接口在醫療的第二大應用領域，是用於受損機能的康復。通過大腦信號識別患者的意圖，可幫助脊髓損傷、中風等患者重新獲得失去的行動能力、語言能力和感知能力（視覺、聽力等）。這方面，先進神經芯片中心同樣正在與醫院合作開展研究。
在楊傑看來，國內腦機接口技術這幾年發展迅速，已湧現出眾多相關公司。“跟國外相比，雖然各方面還有一些差距，但不存在代差。”隻不過現階段，在腦袋上開一個洞，這個操作還是會讓許多人“腦花”一緊。
“心理障礙肯定是有的。所以，侵入式腦機接口的應用，最先從治療疾病開始，絕癥（漸凍癥、閉鎖癥等）、重癥（高位截癱等），最後走向消費領域，這是我們認為的一個發展路線。”據他透露，中心正在和合作醫院進行的項目，未來五六年內有望讓更多相關病患受益。