找回密码
 点击注册
搜索
查看: 30330|回复: 1

马斯克的脑机接口被批准进行人体临床试验了

[复制链接]
发表于 2023-5-27 11:24:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

马斯克的脑机接口,终于被批准能进行人体临床试验了

果壳

北京时间5月26日,由埃隆·马斯克联合创立的脑机接口公司 Neuralink 宣布重大进展:公司已获美国食品和药物管理局(FDA)的批准。这意味着他们可以开始在人体上做临床试验了。

脑机接口公司 Neuralink 宣布重大进展

脑机接口公司 Neuralink 宣布重大进展


此前,Neuralink 试过在老鼠、猪和猴子的大脑植入脑机接口芯片,没错,打孔后植入。要打到人的脑袋上,肯定得经过科学家们的层层审核才行。

FDA 就是干这个的,主要考核食品、药物、医疗器械等产品的:

1安全性:产品必须在一系列实验室测试和临床试验中证明其对人体无害或风险可控。 2有效性:产品必须能够做到它声称的功能,而且得有科学证据支持。 3风险与收益平衡:产品的潜在益处,必须大于其潜在风险。
此前,据路透社报道,FDA 指出 Neuralink 想要在人体上做临床试验,得着重解决这几个问题:设备的锂电池、植入物电线在大脑内会不会移动?在不损坏脑组织的情况下安全取出设备,会有多大的挑战?

目前,Neuralink 在 Twitter 上说明,还没开始招募临床试验的患者,很快会公布更多的消息。

Neuralink 发布会截图

Neuralink 发布会截图

图片来源:Neuralink 发布会截图,编辑后制

这篇文章,我们将讨论:

1什么是脑机接口? 2Neuralink 自 2016 年创立至今经历过什么? 3Neuralink 这种高性能的脑机接口技术,相比传统的方案有什么区别? 4FDA 此次的批准有什么重要意义?

什么是脑机接口?

大脑对于信息的处理,靠的是神经元之间电信号的传递。那么,如果一个东西能读取或写入这种电信号,大脑就可以直接和机器直接交互!这个东西就是我们接下来要展开讲讲的脑机接口。

脑机接口并非是多遥远的技术,早就运用在了日常生活中。它分为侵入性和非侵入性两种。

其中,非侵入脑机接口,那种像帽子一样的小设备,在医院里的神经或运动康复之类的科室很常见。

非侵入式脑机接口在医院很常见

非侵入式脑机接口在医院很常见

非侵入式脑机接口在医院很常见丨维基百科

它通过穿戴式设备检测大脑信号。但因为信号要穿越颅骨,记录到的脑信号分辨率并不高。

Neuralink 采用的是侵入性方案,它直接将柔性电极丝植入大脑皮层之中。一般而言,越深入和靠近脑组织本身,脑电信号就越清晰和准确。

但侵入式方案毕竟要将外物植入大脑,很容易引起免疫反应,人体可能会在电极和神经组织之间生成疤痕组织,导致信号传输的衰退,甚至消失。所以,这次的人体试验结果如何,的确很值得期待。

为了这一刻,Neuralink 干七年了

2016 年,马斯克和其他几位联合创始人,成立 Neuralink。

2019 年 7 月,Neuralink 公布其项目原型,他们做了一个“打孔机”和“缝纫机”,前者用激光在头骨上打细小的孔,后者可将只有人的发丝的四分之一粗细的“线”,植入脑中。这些线就是电级,可以采集多通道神经信息。

Neuralink 项目原型

Neuralink 项目原型

Neuralink 项目原型

他们还展示了在动物上的实验,一只老鼠顶着和它脑袋差不多大小的 USB-C 接口,告诉人们,脑机接口至少不再是疯狂想象。

2020 年 8 月,公司做出了脑机接口芯片 N1,只有硬币大小。这次该设备植入到活猪的大脑表层,成功显示了猪的大脑活动。猪的脑袋顶光光滑滑,脑机接口设备还是无线连接形态的呢,带有无线信号传输和无线充电功能。N1 做到了高度小型集成化。

N1 读取猪的脑电波

N1 读取猪的脑电波

N1 读取猪的脑电波

2021 年 4 月,Neuralink 的实验猴子将脑电波转化为了计算机指令,打起了“意念乒乓球”游戏。Neuralink 设备有效读取了大脑关于运动控制的信息,从而控制屏幕上的乒乓球移动。

这意味着设备已经有效地在动物上完成特定任务,为将来基于人类的脑机接口实验做好准备。

Neuralink 猴子实验演示

2022 年 12 月,马斯克展示了一只可以“意念打字”的猴子——它打出了两个完整的句子。虽然猴子只是跟随人类提示,将大脑信号转化为光标移动选出正确的句子,而不是真的学会了拼写人类语言,但这场展示证实了 Neuralink 的脑机接口在实用性上更进一步。

Neuralink“意念打字”演示

Neuralink“意念打字”演示

Neuralink“意念打字”演示

也是在这场发布会上,马斯克宣布他们的设备将在半年内植入人脑,已向 FDA 提交了开始人体试验所需的所有文件。现在看来,马斯克挺守时。

为何说这次 FDA 的批准意义重大?

这是高性能脑机技术面向临床应用的一次重大突破。

此前获准的传统植入式脑机接口,用的是一种叫“犹他阵列”(Utah array)的硬质电极,可能会引起大脑内部出现对异物的排异反应。不得不提的是,这种技术只能采集、传输 96 个电极通道的神经信息。

犹他阵列

犹他阵列

犹他阵列丨medicaldesignandoutsourcing.com

对于犹他阵列,如果需要更多通道的神经信息,则需要在大脑内部放置更多的电极,这往往是不可取的。

而 Neuralink 设备采用的是柔性电极,有效降低大脑的排异反应,且具备 1024 个通道的电极,能采集到相当高质量的神经信息。

想要实现各种复杂的脑机接口任务,高质量的神经信息是前提。

Neuralink 目前还开发出了能做脑机接口手术的机器人,它能在尽可能不损坏脑组织的情况下,安全取出设备。这样,人们就能升级迭代他们脑中的产品了。

有啥社会意义没?

让盲人“恢复”视力,让瘫痪者“动起来”,马斯克认为,这是 Neuralink 能最早针对人类开展的应用和帮助。

Neuralink 表示,即便先天性失明的人,他们“大脑皮层的视觉部分仍然存在”。

第一代 Neuralink 技术使用了 1024 个通道的电极,但公司也展示了下一代模型——通道的数量足足有 16000 多个。据 Neuralink 预想,在盲人大脑皮层两侧各放一个设备,盲人就能看到一张呈现出 32000 个“光点”的图像。也就是说,盲人能看到更多细节,更“高保真”的图像了。

第一代 Neuralink 技术使用了 1024 个通道的电极

第一代 Neuralink 技术使用了 1024 个通道的电极

图片来源:Unsplash

另外,利用意念打字,建立大脑与计算机(或手机)的直接通路,帮助四肢瘫痪的人获得一种“数字自由”。但 Neuralink 并不满足于此。他们对于为脊髓受伤的人重拾运动机能,也表示了信心。

健全的人触碰一个物体时,感觉会沿着脊髓进入大脑,但脊髓受伤的人,这条通路被切换了,Neuralink 希望将电极植入脊髓,刺激脊髓中的神经元,使其恢复传达运动信息的能力,进而使肌肉进行收缩。

Neuralink 展示了一只在脊髓中有植入体的猪。原理是拦截大脑的运动指令,并将其分流到腿部,来实现目标动作。同样的,来自四肢的感觉信号也可以被发送回大脑,这样大脑就知道发生了什么,通过这样来模拟身体运动过程。

目前进入人体临床试验阶段的,有这三家

目前,国际上植入式脑机接口公司中,进入人体临床试验阶段的有三家,分别是 Neuralink、Onward 和 Synchron。

这三家的技术路线也不同。

Neuralink 属于“皮层刺入”路线。

Onward 专注于创伤后神经功能的恢复,比如用脑机接口恢复脊髓损伤后的行走能力。它采用的是一种叫“脑皮层电图”(Electrocorticography, ECoG)的电极,这种电极会被放置在大脑皮层表面,来采集神经信号。Onward 走的是“皮层表面”路线,走这种路线的国内也有微灵医疗。

微灵医疗是国内唯一做皮层表面高密度柔性电极植入式脑机接口的工作和团队,预计本年底完成电极阵列的临床测试与验证工作。

Synchron 技术是微创的,通过一种类似血管支架的电极放置在大脑血管的内部,来采集血管附近的神经信号。属于“血管介入式”。

大脑

大脑

图片来源:Unsplash

值得一提的是,Synchron 在 2021 年就已获得 FDA 批准,开始试验,并于 2022 年 7 月宣布在美国首次植入脑机接口。

Synchron 所用技术是通过将电极放在靠近大脑血管的内部,由于技术限制,该电极只能采集到相当有限的神经信号。因此,这套系统目前只能实现非常初级且简单的任务。并且,受试者通过该系统学习新任务,需要大量的训练时间。

如果把大脑比作一条 1 公里的路,我们才走了5厘米

目前,脑机接口的应用方向在替代受损器官,比如:

瘫痪患者用脑电控制机械臂取物,即处理脑信息的输出;

或是不通过四肢五官,直接通过大脑向机器传递和接受信息,即处理脑信息的输入和输出。

脑机接口或许还能做到脑神经和机械配对,或是生物间的意识替换等,不过这还在非常遥远的未来。

要实现极致的脑机接口,需要让大脑中的每个神经元都与外界“无缝对接”,这意味着人类需要清晰了解每个神经元的特质。

但目前人类对大脑的理解,还停留在控制运动和控制视觉听觉的皮层分区,非常粗浅。

一名脑科学家曾将关于大脑的全部知识比作一条一公里长的路,而我们目前行进的距离只有不到五厘米。

脑机接口能走到多远,取决于脑科学基础研究。


回复

使用道具 举报

发表于 2023-6-13 09:57:52 | 显示全部楼层

马斯克脑机接口人体实验获批,会给人类带来什么

马斯克脑机接口人体实验获批,会给人类带来什么

马斯克脑机接口人体实验获批,会给人类带来什么


上周四,脑机接口公司Neuralink宣布获得美国药监局FDA许可,可以在美国开展首次人体临床试验(FIH,First-in-human trial)。钢铁侠埃隆·马斯克再下一城,全球科技界一片欢呼,仿佛看到了继元宇宙,ChatGPT之后,又一个改变世界的大机会即将降临。

马斯克脑机接口人体实验获批,会给人类带来什么

马斯克脑机接口人体实验获批,会给人类带来什么


而另一边,医学界对这个“划时代的突破”反应却很平淡: FDA每年要发出上百个FIH许可,而FIH和正式获批临床应用(PMA,Premarket approval)之间还差着十万八千里。这才哪到哪呢,怎么全世界就提前“沸腾”了?以至于搜索引擎里查FDA,FIH等关键词,都会被马斯克的名字刷屏,让临床研究者们一脸懵逼。

对于FDA的这一决定,业界其实颇为惊讶,因为路透社三月份刚爆出来FDA去年毙掉了Neuralink的首次临床试验申请。但过了不到一年,Neuralink就卷土重来提交补充材料,最终获得FDA许可。

这不愧是马斯克push下的公司,单就执行力而言,Neuralink的团队坚韧又高效,不像是医疗行业的作风。

但我们不禁要问,为什么FDA之前要拖Neuralink的后腿。而更重要的是,马斯克强推脑机接口,到底是为了什么?



Neuralink落后于竞争对手:不是太弱,而是太敢想

正如特斯拉并非马斯克所创办,Neuralink也并没有发明脑机接口。非侵入式的脑机接口如脑电图(EEG)、脑磁图 (MEG)、功能性磁共振成像(fMRI)早已用于神内诊断或治疗。而第一例植入式脑机接口试验可以追溯到1998年,通过植入Phil Kennedy医生发明的“亲神经性蕾丝电极”,让瘫痪患者通过集中注意力想象来控制鼠标运动。

对了,这位传奇的神经科学家在2014年给自己也植了个电极,荣膺“The Man Who Hacked His Brain”头衔——黑了自己脑子的人。

而Neuralink最大的竞争对手Synchron,更是在2019年就把介入式蓝牙芯片植入了5名渐冻症患者脑内。通过不断训练,受试者可以运用意念打字甚至发出推文。而Synchron的正式版脑机接口Stentrode,已于2021年获得FDA 许可开展注册临床试验,显然比Neuralink领先了一个身位。

Synchron的正式版脑机接口Stentrode,已于2021年获得FDA 许可开展注册临床试验,显然比Neuralink领先了一个 ...

Synchron的正式版脑机接口Stentrode,已于2021年获得FDA 许可开展注册临床试验,显然比Neuralink领先了一个 ...


但这并非因为Neuralink技不如人。相较于这些前辈和同行的小步试错,Neuralink有着完全不一样的激进画风。

在提交给FDA的注册材料中,Neuralink包含了一整套的解决方案:多通道柔性电极Thread、电极植入机器人R1、以及便携式无线传感器N1。其中柔性电极Thread是一根4-6微米宽,比头发丝还细的引针,上面包含32个电极,通过96根引针最多可支持3072路脑电信号收集。

机器人R1可以自动进行开颅手术,通过热成像避开血管,将Thread电极高效率插入脑皮层。可以无线充电的传感器N1会被植入在硬脑膜外,提供初步信号处理并传输结果到服务器。

这么多前卫的技术集成在一套方案里,对于Neuralink宣称治疗的适应症(肌萎缩侧索硬化,ALS)明显性能过剩了。例如,我们真的需要用3072路信号来理解简单的动作需求吗?坐在轮椅上的患者为什么需要一个无线的便携传感器?用还未定型的机器人开展开颅手术,真的比神外医师的操作更安全吗?

正因为这些不同寻常之处,FDA去年提出了一系列技术层面的质疑:首先,超细的引针如果迁移到其他脑区,是否会造成炎症,甚至断裂导致脑出血或栓塞?其次,便携式无线传感器N1采用了可充电锂电池,那么充电时的发热是否会影响大脑组织?放电时的电极电流稳定性如何?毕竟谁也不想脑子里安个“三星炸弹”对吧?

还有,电极是自动植入的,但你不能管杀不管埋——若由于不良反应或设备升级而让医生来拆除电极,是否会对大脑留下不可逆创伤?材料中没有提交相关证据支持。

最后一点最有意思,FDA质疑Neuralink作为一家未来发展不稳定的初创公司,能否在意外情况下维持对患者的治疗,包括提供手术移除和重新植入的服务,对患者的健康负责到底。

这看起来纯属找茬,毕竟其他脑机接口公司如Synchron,不见得在财务和工程水平上比Neuralink好到哪里去。但这背后体现的是监管方对马斯克深深地不信任:难以确定Neuralink是真心想要帮助患者,还是只想拿他们当小白鼠做完原型验证(POC, proof of concept),转头就去追求自己的星辰大海去了。

这种担心并非空穴来风。

回看Neuralink这些激进的设计,并非单纯从患者出发,显然是为将来在健康人大脑应用而预留的平台能力:植入硬脑膜下的多通路柔性电极可以采集更高清,更多维的脑电信号,并保留了逆向进行神经刺激的潜力。而竞品如Stentrode采用的是介入式电极,通过神内微创手术植入大脑内部,通路规模受到脑血管尺寸和植入位置的局限。虽然勉强能读取脑电信号实现医疗用途,但原理上就无法对大脑皮层进行写入,永远实现不了科幻小说里脑后插管的功能。

若想实现更高通路的全脑信号采集,靠手工一个个植入电极显然是不可行的,所以一开始就要配套开发能高效植入电极的机器人。而应用在健康人身上的话,便携可移动是必需的功能,所以设计中就理当考虑到,虽然这一点对临床试验中的患者意义不大,甚至带来风险。

不知道在FDA许可的最终版试验方案里,Neuralink是否做出了实质的让步。



马斯克或不仅是为了医疗,而是制造“超级人类”

无论如何,Neuralink所图远大,医疗用途仅仅是满足监管的幌子罢了。马斯克也没有隐瞒这一点,一开始就说Neuralink的目标是为大脑创造一个通用的I/O平台,摆脱被手速限制的人机界面,让大脑能够直接与电脑传递信息。

肉体苦弱,机械飞升,唯有把人通过脑后插管变为半机器人(Cyborg),才有望对抗AI。这是个很古老的想法,源自科幻大师弗诺·文奇20世纪80年代的小说《真名实姓》,并被《黑客帝国》传播得人尽皆知。

与互联网实现5G直连固然很有诱惑,但也有被坏人直接黑掉的风险,更何况人脑的运行逻辑和速度不见得能和芯片实现同步,至于说像《哆啦A梦》里那样直接把知识喂入大脑,目前还没有任何靠谱的脑科学原理可以实现。

更何况,在GPT横行的魔法时代,这样子灌输的知识又有什么实用价值呢?

但对马斯克这些人物而言,脑机接口却意外的有着非常实用的作用,那就是替代掉不甚好用的“脑脑接口”——嗯,就是你每天和同事,和下属,和老板们撕逼的日常。

马斯克或不仅是为了医疗,而是制造“超级人类”

马斯克或不仅是为了医疗,而是制造“超级人类”


在现代工业社会,大部分人要做的无非是对信息进行输入分解,组合输出,直接或间接通过下级操作机器去完成任务。这套流程里效率最低的,恰恰是人和人之间的互动。正如投资人Derek Proudian评价马斯克:“真正聪明的人并不能理解,为什么不是所有人都能跟上他们的思维和脚步”。

但马斯克这些老板们对此也没有脾气,毕竟你让他自己指挥全球超级工厂里的十万工人和机器,一天拆成2400个小时也做不到。

但如果有了脑机接口,欸?!好像这事也没那么离谱。只需要通过脑机接口接上大语言模型,训练出足够多的“马斯克数字生命avatar”,然后人盯人去监工,甚至直接操作机器人就好了。话说有哪个白领的工作能力,能比马斯克自己还要厉害呢?而说到沟通效率,还有谁能比自己的数字“影分身”更心有灵犀呢?

所以脑机接口不是什么人类和AI对抗的利器。相反,脑机接口加上GPT才是少数超级人类原地飞升,彻底摆脱其他“旧版本人类”的“割席利器”,而跟不上脑机接口速度的打工人,sorry,you are fired! Neuralink那些超前的设计配置,其实是马斯克打算给自己用的,怪不得这么用心。

哦对了,这么一来的话SpaceX的火星移民方案也就显得没那么遥远了,你以为马斯克是要移民几十万地球人,这吃喝拉撒的系统工程还不得复杂到上天?不,他只要传送他自己,和内存里的一亿个“影分身”,就足够在火星建设社会主义了。



监管需先行一步,防止人类社会运行基石被颠覆

上面这些只是调侃一下,但如果马斯克真的这么想,这么做,其实也毫不违和。

因为和硅谷很多科技领袖一样,马斯克并不是传统的资本家,为了金钱、享受和权势而去抢夺资源。相反,他们是冷酷到“没有人性”的远见主义者。

他们有自己独特的绝对理性框架,自信一切都可以用第一性原理攻破,任何商业大坑(例如推特)都是运用线性规划和运营优化的试验场。他们有超越传统道德的价值观,可以用excel计算一下收益比就开掉跟随十几年的助理,毫不在乎其他人称之为暴君,阿斯伯格怪胎或是psychopath。

马斯克脑机接口人体实验获批,会给人类带来什么

马斯克脑机接口人体实验获批,会给人类带来什么


他们可能推动了一些炫酷的产品,不管是model X还是iPhone,但这都只是其远大构想中的一个手段而已:马斯克做电动车,最初是为了推动能源变革,让相关供应链(电池,太阳能板)成本下降,为他的航天梦想铺路。至于刹车为什么不好用,嗯,一个头疼的合规问题,那就勉为其难花20分钟解决一下吧,以免引来无穷无尽的麻烦。

所以你看,他们其实并不在乎人、家庭甚至自己会承受什么。我建超世志,必至无上道。只要方向上是进步的,那么就如《三体》里托马斯·维德所说的:前进!前进!不择手段地前进!

所以马斯克会写信给员工:在SpaceX工作这件事本身就足够嗨翻天了,你们为什么会觉得累和烦?他会拿着鞭子驱赶着身边的任何人,强迫他们从自身的羸弱里撕裂出来,去实现他们自己都从未奢望的超人目标。

这种极致的远见主义其实很有传染性,我自己对此也是身不能至,但心向往之。如果有机会,我也想加入这群人自虐一下,“move fast and break things”,干票大的。

但抱歉,在GPT+脑机接口的时代,以后可能没有这种机会了。我都做完了,与你何干?

这就是最根本的转变,这也是监管者隐隐嗅出的危险气息。社群,民族,商贸,和平,这些习以为常的事情的基石,都建立在人们相互需要和相互依存的基础上,你中有我,我中有你。如果把这个东西给釜底抽薪了,那其他的人和事,就会变成可有可无的衍生物,随时可以脱钩。而导致的结果可能就是——我毁灭你,与我何干?

想通这个点后,绝对理想化的人会做出绝对理性的决定。当然也不一定会走到那一步,但万一他真有能力这么做呢?任何为进步叫好的人,都得接受一个真相,那就是“主不在乎”。你觉得保守落后的监管方,可能只是比你多看了几步棋,未雨绸缪。

最近几日,马斯克也在访问中国,他和具有“生产力崇拜”的现代化中国确实有点惺惺相惜。也正因为如此,“人民至上”的理念绝不应该空洞,相反,这是预防滑坡的重要原则。

在《真名实姓》最后的大战中,埃利斯琳娜获得了赛博世界的全部算力,全知全能,在一念之间就能决定所有人的生命。

但她冒着暴露真名的危险,放下神的权柄,断开脑机接口,回到了普通人的身份。


风声 作者 刘正 Simon Kucher 战略咨询顾问

回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 点击注册

本版积分规则

QQ|Archiver|SiXiang.com 思乡思想

GMT+8, 2024-4-15 18:14

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表