2024年 9月 17 日，馬斯克所擁有的腦機接口公司Neuralink 宣稱(chēng)，他們用于恢復視力的實(shí)驗性植入裝置“Blindsight”，成功獲取了美國食品藥品監督管理局（FDA）突破性醫療器械的認證。

       你能夠想象失明患者再次“看清”世界的那一刻嗎？Neuralink 公司正在促使這個(gè)美夢(mèng)變?yōu)楝F實(shí)。“Blindsight”的技術(shù)借助腦機接口（BCI），徑直將視覺(jué)的信息傳遞進(jìn)大腦，令失明的人重新獲取對光影的覺(jué)察，在科技迅猛進(jìn)步的當下，馬斯克的腦機接口技術(shù)猶如一顆閃耀的明星，點(diǎn)亮了盲人世界那些漆黑的角落，給他們賦予了超乎尋常的力量，重新塑造了希望和光明。視覺(jué)能力的缺失，對盲人來(lái)講，是生活里難以逾越的重大阻礙。然而腦機接口的誕生，帶來(lái)了本質(zhì)性的轉變。

       一、“Blindsight”-全新的治療方案

       簡(jiǎn)單來(lái)講，“Blindsight”借助微型電極對大腦的視覺(jué)皮層予以直接刺激，視覺(jué)皮層乃是大腦里處理視覺(jué)信息的關(guān)鍵部位。常規的視覺(jué)恢復手段往往依賴(lài)于眼睛或者視神經(jīng)的正常運作，然而對于那些完全喪失這些器官功能的患者而言，此類(lèi)方法毫無(wú)效果。而“Blindsight”這一開(kāi)創(chuàng )性技術(shù)直接把外部信息轉變成大腦能夠識別的神經(jīng)信號，避開(kāi)了眼睛和視神經(jīng)，再度激活與視覺(jué)相關(guān)的神經(jīng)通道，直接和大腦進(jìn)行交流，為失明患者給予了一條全新的恢復路徑，使盲人的大腦能夠覺(jué)察和領(lǐng)會(huì )外界的視覺(jué)信息。

       設想一下，盲人能夠經(jīng)由腦機接口“見(jiàn)到”周邊的環(huán)境，辨識物體的形狀、尺寸和位置，判別走過(guò)的是熟悉的街道還是陌生的地方。他們能夠獨自地行進(jìn)，不再依賴(lài)他人的引領(lǐng)與協(xié)助。能夠閱讀書(shū)籍，觀(guān)賞藝術(shù)作品，用“眼睛”去領(lǐng)略這個(gè)多彩的世界的吸引力。腦機接口不但賦予了盲人行動(dòng)方面的自由與獨立，更是在心靈層面賜予了他們極大的安撫和激勵。長(cháng)期處于黑暗之中的他們，重新獲取了與世界交流和互動(dòng)的本領(lǐng)，不再感覺(jué)孤立無(wú)依。這種由沉淪到崛起的變化，讓他們重新?lián)碛凶孕?，擁有勇氣去追逐自身的?mèng)想，達成自我價(jià)值。

       當前，該技術(shù)所提供的視覺(jué)較為模糊，近似早期的黑白電視圖像，不過(guò)未來(lái)的期許是提升至高清視覺(jué)，乃至超越正常人的視覺(jué)。這項技術(shù)被 FDA 稱(chēng)作“突破性設備”，但是要達成這一目標，依舊面臨許多挑戰，例如怎樣提高圖像的分辨率、確保設備在大腦中的長(cháng)期安全性，以及處置數據隱私等問(wèn)題。

       二、回溯Neuralink的研究進(jìn)程

       2016年，埃隆·馬斯克（Elon Musk）創(chuàng )立了Neuralink，研究對象為腦機接口技術(shù)。腦機接口是將極小的電極植入大腦，利用電流讓電腦和腦細胞“互動(dòng)”，實(shí)現“人腦與機器交互”。

       2019年，Neuralink首次宣布在猴子（Pager）身上測試其設備；然而美國食品藥品監督管理局（FDA）以安全風(fēng)險為由拒絕了Neuralink的人體試驗申請。

       2020年，Neuralink公布了硬幣大小、電池供電的N1芯片植入計劃；他們展示了一頭植入其設備的豬，并對設備進(jìn)行了一些設計更改。

       2021年4月，Neuralink演示了一只植入設備的猴子玩“乒乓”游戲的視頻。

       2023年5月，FDA批準Neuralink設備進(jìn)行人體試驗，該公司啟動(dòng)首 個(gè)人體臨床研究。

       2023年9月19日，Neuralink公告稱(chēng)，開(kāi)始首次人體臨床試驗的招募，招募的對象為因頸脊髓損傷或肌萎縮側索硬化癥（ALS，也稱(chēng)為“漸凍癥”）而四肢癱瘓的人。

       2024年 1月 30 日，馬斯克公布了首例人類(lèi)成功實(shí)施腦機芯片植入手術(shù)的消息，而患者的恢復情況堪稱(chēng)良好。腦機接口具備極其重大的意義，其能夠幫助那些無(wú)法自主運動(dòng)的人重新獲得行動(dòng)能力，同時(shí)也能夠達成超越自身生理機能的作用。首位參與的人員叫諾蘭·阿博（Noland Arbaugh）。諾蘭在2016年的一次游泳意外中受傷，致使四肢癱瘓，其生活由此發(fā)生了轉變。借助 Link ，手術(shù)后的諾蘭很快就能夠憑借意念控制鼠標光標，能夠瀏覽互聯(lián)網(wǎng)、觀(guān)看直播、與朋友一同玩在線(xiàn)電腦游戲等等，并且所有這些均可在躺著(zhù)的狀態(tài)下完成。在手術(shù)之前，諾蘭若想使用電腦就得依靠“口桿（mouth stick）”這樣的輔助器具，這種器具需要護理人員予以安裝，并且諾蘭只能站著(zhù)用嘴來(lái)操作，不但影響正常說(shuō)話(huà)，時(shí)間久了還會(huì )引發(fā)肌肉疲勞、壓瘡之類(lèi)的不適狀況。

       在首次研究會(huì )議中，諾蘭就打破了人類(lèi)腦機接口光標控制的世界紀錄，達到4.6BPS，隨后更是達到了8.0BPS。BPS又叫每秒比特數，是光標控制速度和準確性的標準度量。BPS越高，表示光標控制越好。不過(guò)，諾蘭在使用Link一個(gè)月后遇到了植入物功能大幅下降的問(wèn)題，原因是85%的電極線(xiàn)縮回或移位。盡管通過(guò)調整算法恢復了部分功能，但這表明該項技術(shù)仍需進(jìn)一步研究和改進(jìn)。諾蘭接受的是Neuralink的N1植入物，也稱(chēng)為“鏈接”（the Link）。該設備有1024個(gè)電極，分布在64根導線(xiàn)上。為了將這些柔軟的導線(xiàn)順利插入受試者的大腦，Neuralink還開(kāi)發(fā)了一種手術(shù)機器人。

       2024 年7月， Neuralink公司成功地把第二枚腦機接口芯片植入到了一位人類(lèi)患者體內，同時(shí)宣稱(chēng)移植手術(shù)十分順遂。Neuralink的第二位參與者叫Alex ，其在術(shù)后的次日便辦理了出院，且康復流程也頗為順利。在脊髓受傷以前，他是一名汽車(chē)技術(shù)員，主要從事各類(lèi)車(chē)輛以及大型機械的修理工作?？紤]到諾蘭的實(shí)際狀況，為了減少電極線(xiàn)日后回縮的概率，Neuralink施行了一系列舉措，涵蓋了降低手術(shù)期間腦部的運動(dòng)幅度以及縮小植入物跟大腦表面的間隔等。

       依照8月所公布的最新動(dòng)態(tài)，自 Link與電腦連接的瞬間開(kāi)始，還不到 5分鐘，Alex就能夠憑借意念來(lái)操控光標移動(dòng)；在短短數個(gè)小時(shí)當中，他于 Webgrid任務(wù)（一款用于測試計算機控制精準度的游戲）里呈現出來(lái)的速度與準確度，已然超越了過(guò)往運用其他輔助技術(shù)所能達到的最優(yōu)水平。就在第一天，他就打破了先前運用非Neuralink 設備腦機接口進(jìn)行光標控制的世界記錄。

       另外，當下 Alex還開(kāi)發(fā)了兩項新的技能，自身能力獲得了拓展。首先，熱衷于制作的他在 Link 的協(xié)助下，初次試著(zhù)運用計算機輔助設計（ CAD）軟件 Fusion360，給他的 Link充電器設計出了一個(gè)定制支架，并且通過(guò)3D 打印技術(shù)使之成為現實(shí)。其次，在玩《反恐精英2》（CS2）這類(lèi)射擊游戲的時(shí)候，他可以做到同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)和瞄準操作。脊髓受傷以后，他玩射擊游戲需要依靠一種被稱(chēng)作 Quadstik 的設備。這是一種“嘴控”操作的設備，上面裝設著(zhù)吸氣式壓力傳感器、用于點(diǎn)擊的唇位傳感器，然而該設備存在的問(wèn)題是僅有一個(gè)操縱桿，不支持玩家同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)和瞄準，例如從移動(dòng)變換到瞄準時(shí)，需要先松開(kāi)操縱桿、接著(zhù)吹吸另外一根管子，這嚴重影響了游戲體驗感。有了 Link以后， Alex能夠將 Link與 Quadstick聯(lián)合使用，實(shí)現同時(shí)移動(dòng)和瞄準，從而獲得更順暢、更直觀(guān)的游戲體驗。

       Neuralink 公司稱(chēng)，他們會(huì )持續和 Alex 合作，對他的技能范圍加以探尋和拓展，期望達成更多的可能性。

       2024年9月17日，腦機接口公司Neuralink宣布，公司已獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）對“盲視”（Blindsight）項目的突破性醫療器械認證。

       三、振奮人心：腦機接口手術(shù)讓難以發(fā)聲的“漸凍癥”患者重新說(shuō)話(huà)?

       除了憑借大腦皮層活動(dòng)來(lái)操控鼠標，腦機接口還能夠將大腦中想要表述的句子轉變成語(yǔ)音，替那些無(wú)法發(fā)聲的患者進(jìn)行表達。凱西·哈勒爾（Casey Harrell）在 40歲之際呈現出肌萎縮側索硬化癥（amyotrophic lateralsclerosis, ALS）的癥狀，在后續的 5年時(shí)間里，他慢慢四肢癱瘓，并且出現了極為嚴重的構音障礙，說(shuō)話(huà)時(shí)音量微弱、發(fā)音含糊不清。大名鼎鼎的物理學(xué)家史蒂芬·霍金也曾患上這種疾病，其又被稱(chēng)作“漸凍癥”。

       通常情況下，旁人難以聽(tīng)懂哈勒爾所講的內容，與他最為熟悉的人平均每分鐘能夠理解6.8個(gè)詞，而他運用頭部控制的鼠標每分鐘能輸入 6.3 個(gè)詞。他認為喪失與人交流的能力極為痛苦，特別是在和他女兒交流的時(shí)候。2023 年7 月，哈勒爾于臨床試驗 BrainGate2當中接受了腦機接口手術(shù)。醫生將他的頭骨開(kāi)啟5x5厘米，把4 個(gè)微電極陣列植入大腦皮層 1.5 毫米處。每個(gè)微電極陣列的規格為3.2x3.2毫米，整齊排列著(zhù) 64 個(gè)電極，植入的位置處于大腦的左側中央前回，這是術(shù)前醫生借助 MRI 所識別出的他控制發(fā)音的區域。手術(shù)歷經(jīng)了5 個(gè)小時(shí)，哈勒爾在術(shù)后第3 天便出院了。

       a：4個(gè)微電極陣列（以黑色方塊表示）植入位置示意圖；b：腦機接口工作圖。256個(gè)電極從中央前回檢測大腦皮層神經(jīng)活動(dòng)，沒(méi)有麥克風(fēng)采集聲音。當哈勒爾嘗試說(shuō)話(huà)時(shí)，機器學(xué)習技術(shù)每80毫秒將神經(jīng)活動(dòng)解碼為一個(gè)英語(yǔ)基本音節，通過(guò)一系列語(yǔ)言模型，音節被組合成單詞，顯示在屏幕上，單詞再組成句子。句子結束時(shí)，文本轉語(yǔ)音軟件讀出句子，盡力還原他患病前的聲音。丨參考文獻[5]

       術(shù)后初次運用腦機接口之際，哈勒爾首先進(jìn)行了長(cháng)達30 分鐘的校準操作，期間通過(guò)復述涵蓋50個(gè)詞匯的特定句子來(lái)完成。隨后，他試著(zhù)運用這些詞匯自由地組織句子，腦機接口會(huì )讀取大腦向肌肉傳遞的指令，并將其轉化為單詞顯示在屏幕上且讀出來(lái)，單詞的識別準確率高達 99.6%。當第二次使用時(shí)，詞匯庫拓展至 125000 個(gè)單詞，經(jīng)過(guò) 1.4 個(gè)小時(shí)的訓練，準確率為 90.2%。經(jīng)過(guò)更深入的校準之后，腦機接口在術(shù)后的8.4個(gè)月當中，單詞識別準確率維持在97.5%的水平，速度是每分鐘31.6 個(gè)單詞，大致為正常人說(shuō)話(huà)速度的一半。這極大地超出了哈勒爾通過(guò)發(fā)音說(shuō)話(huà)或者使用頭控鼠標來(lái)進(jìn)行溝通的效率，其準確率也高于普通人使用手機語(yǔ)音識別單詞時(shí)的情況（準確率約為95%）。他每日通過(guò)腦機接口與家人交流、參與工作會(huì )議、發(fā)送郵件以及上網(wǎng)，他的家人和朋友認為系統所發(fā)出的聲音跟他本人特別相似。

       在以往的研究里，腦機接口需要在大約半個(gè)月左右的時(shí)間中，歷經(jīng)將近20小時(shí)的校準，才能夠達成74.5%～76.2%的單詞識別準確率，而且還需要頻繁地重新校準。此項研究把微電極的數量增加了一倍，同時(shí)改進(jìn)了語(yǔ)言模型，令哈勒爾迅速且精準地恢復了溝通的能力，展現出腦機接口將大腦活動(dòng)精準解碼成語(yǔ)言的潛能。

       之后，進(jìn)一步研究將繼續嘗試提高腦機接口識別單詞的準確率，并擴大適用疾病的范圍，如納入更常見(jiàn)的卒中，幫助人們重返生活和社會(huì )。

       四、未來(lái)展望

       “Blindsight”彰顯出了多學(xué)科協(xié)作所具備的強勁力量。這一技術(shù)不但仰仗著(zhù)神經(jīng)科學(xué)針對大腦的深刻認知，還得依靠計算機科學(xué)予以的數據處理輔佐，以及工程學(xué)負責的設備設計。著(zhù)眼于未來(lái)，眼科必然不會(huì )再是單一學(xué)科獨挑大梁的范疇，而會(huì )是多學(xué)科攜手共同促成的產(chǎn)物。眼科學(xué)將在這類(lèi)具有突破性的技術(shù)助力下持續進(jìn)步，從只是對視覺(jué)器官進(jìn)行修復的學(xué)科，朝著(zhù)更為寬泛的神經(jīng)科學(xué)和人機交互的領(lǐng)域拓展，給全球失明的病患送去嶄新的治療曙光，并且，還能夠依據需求，助力人類(lèi)視覺(jué)發(fā)展成為現實(shí)。

       該公司的首 款產(chǎn)品被稱(chēng)作“心靈感應”，“盲視”乃是 Neuralink 的第二款產(chǎn)品，據相關(guān)介紹所言，“盲視”項目旨在助力盲人恢復視力、重見(jiàn)光明。被賜予“突破性認證”的醫療設備能夠更早地獲取FDA 的支持，由此加快其研發(fā)以及市場(chǎng)審批的進(jìn)程。這類(lèi)設備普遍能夠對危及生命的病癥展開(kāi)治療或者診斷。“從長(cháng)遠來(lái)考量，我們同樣存在修復受損或者斷開(kāi)神經(jīng)元之間縫隙的可能性，跨越大腦運動(dòng)皮層與脊柱之間的間隔，使人們能夠再次運用自己的身體。”馬斯克表示。在近期由馬斯克和 Neuralink高管們展開(kāi)的一場(chǎng)視頻直播當中，馬斯克指出，Neuralink 的終 極追求是令大腦和計算機實(shí)現高度銜接，在“人類(lèi)智能和數字智能”之間構建起共生的關(guān)系，以降低AI 的文明風(fēng)險。

       Neuralink 將要推出兩類(lèi)產(chǎn)品，第一種產(chǎn)品為 Telepathy，能夠助力神經(jīng)元受損之人重新恢復身體機能；第二種是大腦護理的設備，類(lèi)似于帶有微小電極的 AppleWatch，將電極植入大腦之后能夠改寫(xiě)電信號，幫助人們更良好地運用大腦。在馬斯克的暢想中，未來(lái)用戶(hù)能夠憑借 Neuralink 的設備，憑借意念對特斯拉的人形機器人 Optimus 實(shí)施控制。

       馬斯克說(shuō)道，“即便有人喪失了語(yǔ)言方面的能力，他們依舊能夠與 Optimus 交流。他們能夠通過(guò)藍牙和 Optimus進(jìn)行心靈層面的感應，他們依然能夠操控 Optimus、電腦或者手機。”

       參考文獻：

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       2.https://neuralink.com/blog/prime-study-progress-update-user-experience/

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       4.https://neuralink.com/blog/prime-study-progress-update-second-participant/

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       8.https://twitter.com/elonmusk/status/1770817187285995939

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