埃隆马斯克的秘密大脑科技公司首次推出一种复杂的神经植入物

2019-10-31 09:57:50

周二晚些时候,SpaceX和特斯拉(Tesla)魅力超凡、行为古怪的首席执行官埃隆•马斯克(Elon Musk)在加州科学院(California Academy of Sciences)发表了一项重大声明。这一次,他不是在展示一种新的火箭或电动汽车,而是在展示一种记录大脑中数千个神经元活动的系统。带着典型的炫耀,马斯克谈到最早在明年将这项技术应用到人类大脑中。

这项工作是Neuralink公司的产品,该公司成立于2016年,旨在开发一个高带宽、可植入的脑-机接口(BCI)。他说,最初的目标是让四肢瘫痪的人只用他们的思想来控制电脑或智能手机。但马斯克的愿景远不止于此:他试图让人类与人工智能“融合”,赋予人类超人类智能——这一目标远比新技术发展的实际计划更加不切实际。

马斯克在周二直播的活动上说,更实际的一点是,“我们的目标是记录并刺激神经元的峰值信号”,其带宽比迄今为止所做的要多一个数量级,并确保安全。

昨晚公布的系统与马斯克的科幻设想相去甚远。但它仍然标志着一个令人印象深刻的技术发展。团队表示,它已经开发数组与大量的“通道”,比3072灵活的电极可以植入大脑的外层,使用手术机器人或皮质,(其中一个版本被形容为一个“缝纫机”预印纸贴在今年早些时候bioRxiv)。这些电极被封装在一个可植入的小型设备中,其中包含定制的集成电路,可以连接到大脑外部的USB端口(该团队希望最终实现端口的无线化)。Neuralink还打算有写信号回大脑电极提供感官的反馈形式的接触或视觉刺激视网膜的盲人。*,该公司公布的初步结果神经接口在老鼠的白皮书公开,这是目前在猴子做实验加州大学戴维斯。这些研究都没有经过同行评审。

”在这方面更多的工作是伟大的,我觉得这简直太棒了,他们给这种关注,”肯•谢泼德表示,电气和哥伦比亚大学生物医学工程教授,他是国防高级研究计划局的一部分计划开发一个灵活、植入式无线芯片,使用大脑的电极表面上记录了一百万个神经元。Shepard说,Neuralink专注于三个对未来的脑-机接口技术非常重要的主题:电极的柔性材料、集成电路技术的微型化电子产品以及与外部设备的全无线交互。“他们在前两项上取得了重大进展,”他表示。但他补充说,目前的挑战将是缩小集成电路和探头之间的电气连接,并在不显著增加设备尺寸的情况下整合更多的电极。“另一个重大挑战是监管,”他说,并指出在人体中使用这种规模的穿透电极将面临美国食品和药物管理局(fda)的重大障碍。

现有电极的一个大问题是,当大脑像呼吸和心跳那样移动时,它们会破坏血管系统。这种新设备的目的是通过使用一根小而坚硬的针来解决这个问题,它将柔韧的、基于聚合物的电极“线”——每条线的宽度只有人类头发的十分之一——插入到皮质中,同时注意避免静脉或动脉的进入。

也许BCI研究的神经记录的黄金标准是犹他阵列,它由多达128个电极通道的刚性网格组成。这个阵列已经成功地应用于许多BCIs,包括布朗大学的研究人员和他们的同事开发的BrainGate设备。但它也会引起组织反应,导致神经胶质(大脑的支持细胞)组成的组织瘢痕化,这可能会干扰记录信号的质量或造成脑细胞损伤。另一个成功的设计是“神经像素”(Neuropixel),这是霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的研究人员和他们的同事开发的一种探针,它包含近1000个记录点,位于单针尖或小腿上,可以记录小鼠大脑中的500多个神经元。开发用于高密度神经记录的工具是奥巴马政府大脑计划的目标之一。

布朗大学教授雷和“大脑之门”团队的领导人之一,calls Neuralink系统神经技术又是“小说和令人兴奋的”;“鉴于皮层脑-机接口的巨大潜力,必须恢复脊髓损伤患者神经功能,中风,肌萎缩性脊髓侧索硬化症,创伤性脑损伤,或其他疾病或损伤的神经系统,Hochberg同时也是马萨诸塞州总医院和普罗维登斯退伍军人医疗中心的神经病学家,他补充道:“我很高兴看到[该公司]将如何把[它的]系统转化成初步的临床研究。”

Neuralink声称,他们的系统可以记录大约1500或3000个电极,这取决于被测试设备的版本。该公司声称,由于电极更薄、更灵活,它们不太可能造成组织损伤。在这次活动中,马斯克说,使用侵入式bci的原因是公司想要记录来自单个神经元的信号,而不是检测大脑外的神经信号,比如脑电图。“我们看到、感知或思考的一切都是动作电位或峰值,”他说。马斯克指出,最终目标是让任何人都能使用Neuralink的设备,而不仅仅是那些患有严重神经系统疾病的人,并将其植入一种微创手术,类似于LASIK眼科手术——尽管专家们表示,实现这一目标还有很长的路要走。

该团队昨晚表示,该公司希望明年开始首次人体试验。然而,这是一个雄心勃勃的目标,因为它还需要获得FDA的必要批准。

该领域的其他人很高兴能从这家过去几年一直笼罩在神秘面纱下的公司获得一些透明度。“每个人都很感激伊隆对BCIs的支持,让这个领域变得引人注目,”马特·安格尔说,他是paradromica公司的创始人和首席执行官,这家公司也在开发高数据率的脑-机接口,他也是DARPA项目的一部分。Angle对技术的发展并不感到惊讶,他说这些成就是建立在Neuralink资深科学家Philip“Flip”Sabes和生物工程师Timothy Hanson之前工作的基础上的,当时他们都在加州大学旧金山分校。他指出,这种聚合物电极面临的一个挑战是,当人体处于恶劣条件下时,它们的寿命不如其他无机材料。但他认为Neuralink公司的微加工专家Vanessa Tolosa和她的团队已经在材料科学方面取得了一些令人印象深刻的进展。总的来说,安格尔说,“我看到声明中最重要的部分是[愿意]开放并参与社区。”

*编者按(7月18日/19日):这句话是在张贴后编辑的,以澄清视觉反馈是来自皮层的电刺激,而不是视网膜。

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