比如目前已经开始产品化的智能人工假肢,只需采集一些皮肤上的肌电信号,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。
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,从而获得精细的大脑信息,但这种技术难度高、风险大,属于脑机接口领域最硬核的方向。
脑机接口(Brain-Machine Interface★☆•◁◇, BMI)是开发机器与神经系统进行直接信息交互的技术。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。
——解读神经元信号背后的含义-=•▽。Neuralink想象中把脑机接口技术运用到日常的场景
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▽=。
PRIME目前的主要方向正是如此,帮助瘫痪患者用意念操作电子设备▷▼●◆☆=,此外Neuralink也在进行帮助盲人恢复视力◇☆■▷◇、脊椎病患者获得重新控制身体能力的研究▷★•▽◇◆。
也许■△□,多数朋友都或多或少会对这一天感到惶恐。但如果它如蒸汽机和电力的普及一样无可避免,或许我们能做的就是做好自己,并时刻保持对最新事物的理解与学习的能力=•●…•。
,就会被转换成光标的移动AG捕鱼技巧、文字▷▪☆、语音◇●、机械臂的动作等等输出了…▲▪◁◆。从N1传输来的1024个通道的神经元活动
目前的脑机接口研究,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,因而很少引起伦理问题。但脑机接口的技术本质☆•,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)。
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。”
手术机器人△◁▪◆▽,会在光学系统的辅助下★▷•,将N1上的64根导线一一插入大脑皮层中。
,例如超强的记忆力、学习能力、反应力、感官知觉、输出效率等等,就会引发巨大的伦理问题▽◇。速读速记不再是梦?
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。
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▼★,
此前,Neuralink已经完成了许多动物实验,例如通过植入大脑的芯片、让猴子可以用意念控制屏幕上的光标。
通过一系列安全性的技术审核后=■▪,PRIME获得的人类实验许可,标志着这一研究向实际应用又迈出了重要的一步。
,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。解码软件的核心是一个
,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),从而进一步减少对人体的损伤。如何解码神经信号?
PRIME的植入物是一块硬币形状的芯片——N1。N1上带有64根导线个电极▷•□-,用以采集不同神经元的电信号◆▽。
导线的数量决定了能够获得信息的丰富度,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,Neuralink计划在下一代芯片上
一方面,机器可以通过读取神经活动产生的电磁信号获取大脑的意图。例如:人们可以只凭脑中的意图,就控制手机和电脑、操纵机械臂、用扬声器说话,甚至建立人与计算机之间直接的思维连接……
,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捕鱼技巧、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▽▲。以不同的距离和角度为N1无线充电的演示
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,将开始进行人体临床研究。
侵入式脑机接口无疑具有更广阔的技术前景,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▲-▼◆△。
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。
,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。训练完成后,植入者的相关
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。
。《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△■★▼,
很小范围内的神经元中就可以获得。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。
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
对于侵入式脑机接口这个最具挑战又最富前景的方向,PRIME是当前的领军者之一,也大幅减少了大脑皮层的损伤、免疫反应和疤痕组织•◁•◆…。更多导线▼▷★△□,这些都是此前侵入式脑机接口面临的难题。值得注意的是,
此外,还有一些所谓的“半侵入式”脑机接口◁…•=…▪,在手术难度上小于侵入式,但信号质量自然还是不如侵入式…▪▷•。
,进一步加剧社会分化☆☆-▷=○,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。其次,与机器和网络的直接连接◇▽☆○=,可能对使用者产生
这样的前景至少对各类残疾人士是莫大的福音,目前大部分脑机接口的研究,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。
,由于每个电极一开始采集的神经元信号AG捕鱼技巧,其意义很大程度是未知◆○■。因此在手术完成后,需要对植入者进行一系列认知测试,用以训练这个人工神经网络,直到其可以将神经元的兴奋模式解码成准确的动作。已经开发出的用户app
-▲=■•●,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。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▽•◇▽◁★。
另一方面,机器也可以通过对特定神经元集群的电刺激,向大脑输入信息△▷。这就是将图像、声音等转化为神经信号,直接输入大脑的相关皮层,就可以绕开眼睛、耳朵▽◇◁●•,带来视觉和听觉的主观体验•☆•★。
▲▽▲▼,甚至在一定程度上,让使用者面临被控制的危险。影视剧中家长使用脑机技术以掌握孩子的一切
打个比方▪■▪★◁:非侵入式脑机接口就像在一座喧闹的球场上空△•□◁,只能听见无意义的嘈杂声○◇☆○,或者大量观众一起喊的口号声;侵入式脑机接口,则可以让你选择球场中任意一个区域,听见其中每个人具体在说什么。
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
Neuralink成立于2016年,用马斯克的原话说:“其目标是建立人与计算机之间快速的交流通道,尤其在人类输出信息方面,大大超越目前缓慢的鼠标键盘技术•=。”
非侵入式脑机接口则不需要在颅骨开孔,而是通过脑电图□▼-、核磁共振等方式获取神经系统信息。这种技术风险低△△▲◆,但因为隔着颅骨•▪,无法对特定的神经元集群进行•◇“监听”,只能“听见”大范围脑区的宏观活动☆▽=。这就根本上,就决定了它能够获得的信息比较有限,一般只能解读大脑的整体状态,例如清醒程度、情绪等等,很难精确地获得特定的意图▼△、知觉等信息。
▷▽,届时有望获取更丰富的信息○□。R1的导线将被放置在颅骨的圆孔中◇•□•,与颅骨表面齐平▪★◁☆,再缝合头皮▽★•,等头发重新长出以后,就
堪称一项多学科交叉的工程奇迹。它开创了大量的新技术▲▪,获取更多的神经元信号◆◇◁。
★▷■▲-○,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。脑深部电刺激,俗称◆•▲△○◇“脑起搏器◇…▽△◇▷“▼
到周围不远处神经元发放的动作电位,然后实时传输给N1。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
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AG捕鱼技巧●△,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