​马斯克带着 Neuralink 的猴子又来搞事情了

AI科技大本营2021-04-26
说到埃隆·马斯克,你会想到什么呢?

编者按:本文来自微信公众号“AI科技大本营”(ID:rgznai100),36氪经授权发布。

作者 | 凌霄

责编 | 寇雪芹

说到埃隆·马斯克,你会想到什么呢?

是Technoking of Tesla (特斯拉电音之王)、Imperator of Mars(火星之王)?还是特斯拉,SpaceX,火星计划呢?马斯克一次又一次颠覆了人类的想象,最近他带着Neuralink又来搞事情了!

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Neuralink是一家由埃隆·马斯克创立的公司,公司的研究对象为“脑机接口”技术。那什么是“脑机接口”呢?“脑机接口”指的是在大脑和外部机器之间构建接口和互联通路,将极小的电级植入大脑,利用电流让电脑和脑细胞“互动”,并实现信息的直接交换。

这家明星初创企业于2016年夏天创立,不过直到2017年3月这家公司才为公众所知。在接下来的时间里,Neuralink变得愈发神秘,各项研究发展动态,外界一无所知,彷佛从人间蒸发了,直到2019年,马斯克举办了一次公开发布会,对外展示了公司的最新进展,才引起广泛关注。

Neuralink认为,他们可以将人脑与计算机系统融合在一起,利用“脑机接口”融合帮助缓解神经系统疾病,更加期待有一天可以使截肢患者重新获得活动能力,或者帮助身体残疾的患者重新获得语言能力、听觉、视觉等,那么癫痫、老年痴呆症、抑郁症、自闭症、成瘾症等多种疑难神经疾病将不再是医学难题!

马斯克的终极目标是打造出“全脑接口”,使脑中几乎所有的神经元都能够与外界顺畅沟通,从而人能够与人工智能共生,甚至实现马斯克所认为的将思想数字化,在人脑中植入细小的电极,有朝一日能用来上传、下载人的思想。

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马斯克的想象很“大胆”,然而Neuralink的研究也在逐步推进中,从2019年至今,每一年Neuralink都能让我们感到“惊喜”!下面让我们来看一看Neuralink的研究进展。

2019年,Neuralink开发了神经外科机器人Sewing machine,这是一个神经外科手术机器人,工作原理类似缝纫机。Sewing machine可以在人的头骨上激光钻孔,然后再将电极的柔性线植入到神经元附近,Sewing machine每分钟可自动嵌入6根线,共包含192个电极。

神经元是构成大脑基本组成部分的微小细胞,Sewing machine植入柔性线时,可以避开大脑血管,减少损伤。植入之后的柔性线可以从大量细胞中捕获信息。植入神经元的电极可以和植入耳后的处理芯片相连。Neuralink芯片每个阵列包含96个线,每条柔性线有32个电极,共3072个电极,可以通过机器人和2毫米的切口,植入大脑。

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在2020年,Neuralink分享了无线版本的另一个更新,展示人工智能与大脑结合研究的最新进展,该版本能够实时流传输1024个动作电位或神经活动激增通道。

Neuralink公司通过在名为Gertrude的猪脑中安装一枚硬币大小的“Link”,读取记录Gertrude的脑活动。研究人员通过在猪探索环境时记录猪的体感(触摸)信号来展示新链接的功能。在这种情况下,科学家将电极放置在处理来自猪过敏口鼻信号的大脑区域。在观察猪的自然环境时,研究人员设法轻松地观察到对感觉线索的神经反应。比如,当演示人员开始抚摸猪鼻子时,其脑内电波信号闪烁显示Gertrude正处于兴奋状态。演示显示,还可以同时植入多个设备。通过设备也可以预测小猪的身体运动,即通过脑电路图预测小猪关节的位置,与实际运行几乎完全吻合。

(图源:https://neuralink.com)

这项技术理论上来说,是将具有AI功能的微芯片植入大脑,以监控和刺激大脑活动。主要包括两个组成部分:一个是芯片,可连接已经植入大脑的电极;二是神经外科机器人探针设备,通过激光将电极柔性线植入大脑。

尽管在Gertrude在上的测试证明了感觉神经元如何工作以及如何结合技术应用具有很高的研究价值,但研究人员也意识到,为了使这些电极适合人类使用,他们需要对神经拓扑更接近人类的灵长类动物进行实验,研究的目标仍然是开发能够基于手臂和手的使用的“脑机接口”技术。

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就在前几天,马斯克又开始“搞事情了”!

早在今年2月初,马斯克曾在Clubhouse聊天室中称,Neuralink成功地让一只猴子通过植入大脑的芯片玩乒乓球电子游戏“Mind Pong”。他曾透露说这只猴子头骨上植入了连有超细导线的无线芯片设备,猴子没有任何异常,也没有什么不舒服,甚至看不到明显的神经植入装置,与普通猴子看起来无疑。

直到最近,Neuralink公司发布了一段3分28秒的视频,展示了这只通过脑电波玩游戏的猴子。研究人员在一只猕猴两侧大脑安装了Neuralink设备,当设备解码器对猴子的神经元活动解码校准完毕后,撤掉了操纵杆,猴子仅通过大脑思考,便可操作光标完成计算机脑力游戏,而不必依靠操纵杆。

(图源:https://neuralink.com)

这只猴子名叫Pager,今年9岁,是一只雄性猕猴。六周前,在其大脑两侧各植入了一个能无线充电的Neuralink芯片,猴子的运动皮层内有两个连接,称为N1连接,一个在左侧,一个在右侧。这些皮质共同处理触觉和视觉线索的外部刺激。它玩的电子游戏叫“意念乒乓球”(Mind Pong)。Neuralink将2000多个电极植入猴子大脑两侧运动皮层中负责协调手部和手臂运动的区域,实现了对大脑电信号的记录和解码。

一开始Pager接受的训练是用右手操纵游戏杆玩游戏,它的任务是操纵游戏中的小球向彩色方块移动。每次成功移动小球,它就能通过一根金属吸管吸到美味的香蕉奶昔作为奖励。基于此,科学家们开发了一种解码器,将神经活动模式和操纵游戏杆的手部动作之间的关系建立数学模型,对解码器进行校准。

然后,研究人员将游戏杆断开连接,Pager攥着游戏杆继续玩游戏,全然不知自己外界的连接变化。再后来,撤掉游戏杆它也依旧能够很好的玩Mind Pong。研究人员观察Pager玩Mind Pong游戏时,观察到了变化过程中所涉及的传感器似乎反映了受试者在所述方向运动时神经元的放电反应。

由该项实验,研究人员将目光转向了瘫痪患者,由于瘫痪患者有时不能移动身体的任何部位,研究人员正致力于开发能够读取神经活动的技术,以便预测甚至仅仅是人类想要的运动。

对于Neuralink的研究,也有相关领域的专家提出了看法,纽卡斯尔大学神经接口教授Andrew Jackson针对Gertrude身上的实验,提出看法:“就其技术而言,如今1,024个通道的使用并不那么令人印象深刻,但是无线中继这些设备的电子设备是最先进的,并且机器人植入效果很好。”同时补充说:“最大的挑战是如何处理所有这些大脑数据。”

在马斯克的设想中,“脑机接口”最终将用于保存人的记忆和思维意识,将它们以数字化的形式高保真地上传到云端。当人死亡时,可以把它们下载到一个新的身体或机器人体内,在云端实现“数字永生”。从长远来看,Neuralink的终极梦想是加快人机交互速度,实现人类意识与人工智能的融合。

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“脑机接口”技术的应用前景引起美国军方尤其是美国防部高级研究计划局(DARPA)的高度重视。随着算力提升和科学研究的进展,DARPA对于“脑机接口”技术的兴趣愈加浓厚,并资助了“认知增强”,“人类辅助神经设备”等一系列科研项目。DARPA项目类型来看,重点关注两方面

一是利用“脑机接口”的“人机结合”特性,增强使用者的认知能力。例如,DARPA试图通过可穿戴设备的非侵入性神经接口,记录和刺激士兵大脑的动态感知,使士兵与军事装备进行交互,提升士兵的战场信息认知能力,帮助士兵提高作战能力。二是修复士兵心灵创伤与行为功能。DARPA试图通过“脑机接口”技术治疗战争综合征,DARPA相继开展“恢复记忆”,“弥合差距+”等项目实验,采用植入式和自适应装置,试图利用“脑机接口”技术修复士兵心灵创伤与行为功能。

(图源:http://www.neuracle.cn/)

Neuralink的研究将“脑机接口”带上了新的风口,谷歌微软和Facebook等巨头纷纷加入其中。2020年国内“脑机接口”企业融资规模上亿元,2021年国内“脑机接口”公司 NeuraMatrix获数百万美元Pre-A轮融资。凭借应用“脑机接口”技术对癫痫病患者进行诊断和治疗的产品,博睿康获取红衫领投1亿元融资。由华人韩璧丞于2015年成立的“脑机接口”公司BrainCO,也在尝试消费级“脑机接口”产品。BrainCO从教育领域切入,推出了赋思头环,这个产品可以实时检测学生的专注力,进行神经反馈训练等,提升学习效率。阿里去年底宣布正尝试将“脑机接口”技术与淘宝结合,希望实现用“意念”购物的想法。

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然而,这一切都只是“马斯克梦想”的一小步,“脑机接口”的发展目前仍处于非常早期的阶段,融资目的也主要是加大研发力度,其产品和技术还需要长期打磨,距离真正大规模的商业化言之尚早,让我们敬请期待“脑机接口”的未来吧!

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