感觉性周围神经病

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TUhjnbcbe - 2023/5/28 21:05:00

年8月29日,伊隆·马斯克联合创办的Neuralink举办了一场新品发布会,向外界展示最新的脑机接口设备LinkV0.9、手术机器人以及在小猪身上的实验结果。

这次发布会获得了巨大的成功,热度堪比新iPhone推出,大众开始畅想《黑客帝国》和《黑镜》式的未来,从保存记忆到超级人类,再到黑客攻击大脑,技术“奇点”似乎触手可及,人类“永生”在望。

但Neuralink新的脑机接口技术真的能做到这些吗?科幻般的未来已经如此接近现实了吗?马斯克个人光环让这件事的意义失真了多少?

当狂热褪去一些,我们把Neuralink的新品和实验结果剥开来看,会发现其实未来依旧很遥远。

工程能力确实强,但植入物能在人体待多久?

先来看Neuralink的工程能力。

Neuralink一共展示了两样产品:一台进行设备植入的手术机器人,以及一个硬币大小的植入器件LinkV0.9。

浙江大学教授、教育部“脑与脑机融合前沿科学中心”副主任王跃明对品玩表示:Neuralink的新品“封装、集成、无线、电池等工程设计与实现做的很精致,很厉害。”他所在的浙大求是高等研究院“脑机接口”团队,于年1月完成了中国第一例植入式脑机接口运动功能重建临床转化研究。

清华大学医学院脑机接口专家洪波教授也认为,跟年7月展示的产品相比,Neuralink团队的两个新品均取得了显著进展。Neuralink缝纫机式的手术机器人大大改进,可在大动物和人类大脑自动植入上千根电极丝,上次是一个只能用于大鼠的原型机。Neuralink宣称,采用手术机器人做设备植入,无需全身麻醉,全程不超过一个小时,医院。

“但从展示会视频看,还不能确定现场的那只植入电极的小猪是否由这台手术机器人自动完成的。”洪波教授说。

(马斯克展示新的手术机器人)另外一个重要进展是,植入器件的微型化和无线传输设计。按照马斯克的说法,这是一个23毫米直径硬币大小的圆片,可以采集传输上千(个)通道的神经放电信号。

洪波教授表示:“上一版是USB有线接口,这版是无线接收甚至充电。不能确定的是,现场演示的小猪的脑内放电信号是否由这样的设备记录。”

(Neuralink上一版本的植入器件)也就是说,Neuralink在手术和植入器件方面所做的努力可以概括为:通过强大的工程能力,把实验里复杂且庞大的装置微型化,让脑机接口设备变得跟消费电子产品一样——这确实是Neuralink的巨大贡献。

马斯克认为,之前侵入式脑机技术过于危险、患者需要做高风险的手术,并且只能在医生和专家的监督下才能正常使用脑机产品。而且植入物的寿命可能很短,因为大脑将该设备视为入侵者,在其周围形成疤痕组织(即“植入感染”),扰乱电信号。而Neuralink试图创造一种更接近消费电子设备的植入物,比现有产品更小、更便宜,对脑组织的影响更小,可以处理更多的大脑数据。

(实验室里的脑机接口设备通常比较大)但Neuralink暂时也不能拍着胸脯说,自己彻底解决了植入感染问题。植入大脑的器件带有检测信号的电极,目前美国FDA(食品药物监督管理局)唯一批准用于临床的脑电采集微电极是“犹他阵列”。Neuralink认为这种阵列所用的探针比较坚硬,会划伤大脑组织,因此采用了柔性聚合物。

(犹他阵列)柔性聚合物材质制造的探针直径仅为人类头发的1/3,柔软且灵活。它们被埋藏在皮质中,随着大脑浮动,而且不会磨损自身。理论上,柔性聚合物导致的损伤和排异反应更少,确实能在人体内持续更长时间。

然而,柔性聚合物真正能持续多久,是个需要时间去检验的问题。莱斯大学教授JacobRobinson说,解决方式只有不断地测试,但你很难加快动物对不同电极材料表现的测试速度。

狂热之后,要知道的事实是,你即使投入更多的钱,时间也不会过得更快。

美国FDA希望不易移除的医疗设备能在人体中至少安全存在10年。“如果你想测试一样东西能否持续10年,那就得等10年。”得克萨斯州一家脑机接口公司Paradromics的CEOMattAngle说。

总的来说,Neuralink虽然已经把植入器件做得非常小,而且植入手术非常简便,但它依然无法保证植入物能在人体内存在多长时间。或许,Neuralink会通过定期更换植入器件来解决这个问题。马斯克在发布会上也有提到,随着时间推移,用户可以升级植入设备。

小猪实验其实没那么新鲜

在发布会现场,Neuralink特意找来三只小猪,其中一只小猪植入了电极,另一只曾经植入电极又取出来了。

为什么用小猪来做实验对象?Neuralink研究人员的回答是“猪的胸部和人的肋骨很相似”,但一位有神经解剖经验的中国科学院大学模式识别与智能系统博士告诉品玩:“使用猪做了实验,这主要在于猪脑够便宜、够大、够简单。这是相比于猴、猩猩和鼠等传统模式动物的优势。使用猪脑因此可以低成本‘快速迭代’,而且更可能在尝试中获得成功。”

在发布会现场,Neuralink用植入了电极的小猪展示了神经信号的读取和写入。上述中国科学院大学博士介绍,这是因为解决脑机接口实用化问题的根本,在于形成闭环控制系统,这需要直接的神经信号读和写两个功能。

神经信号读取方面,Neuralink演示了用读取的神经信号估计实际行走姿态。“实际上,这方面的功能使用非侵入而且便宜的脑电就能实现,侵入式的大量电极没有理由做不好。而且,使用便宜得令人发指的肌电也可以做到类似效果。如果只是为了动作信息预测和读取确实没有必要这么做(安全风险和设备成本以及安装维护成本)。”上述中国科学院大学博士说。

简而言之,Neuralink的预测行走姿态演示,并不能体现出侵入式脑机接口的优势。最多,也就能说明出其植入设备的有效性。

而在神经信号写入方面,活体神经元经电刺激之后的放电反应也并不新鲜。上述中国科学院大学博士对品玩介绍,实际上,这也是在实验中检测神经元活性的一种标准操作。从神经元经电刺激之后的放电反应到神经信号写入之间的距离,恐怕比学会爬行到超光速跨时空虫洞旅行距离还远。

他同时指出:“整体上对于业内人士来说,并没有什么新鲜或者意外的东西。”

洪波教授也表达了相似的观点:“这次发布会让人失望的是神经信号解码方面没有任何进步,只是简单演示了小猪四肢运动和脑内神经放电的关系,离植入脑机接口与手机通信还有很长的路要走。”

神经信号编解码,是脑机接口实用化的重中之重,也是真正困难的地方。要实现大众想象的意识上传、记忆移植和超级人类,首先要过这一关。Neuralink的新技术聚焦于植入微型电极采集神经信号,在大众看起来很酷,但远远谈不上脑机接口实用化。

洪波教授表示,从马斯克的演讲,可以感到他对神经编码原理不是很

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