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细说马斯克脑机接口系统:开颅钻孔放置 含3072个电极
来源:互联网   发布日期:2019-07-18 09:06   浏览:72162次  值班编辑QQ:点击这里给我发消息

澎湃新闻见习记者 张唯 硅谷明星马斯克再度成为科技圈的焦点。这一次,他旗下的神经科学公司Neuralink宣布了成立以来的一项重要成果一个可扩展的高带宽脑机接口系统。该系统由一个类似缝纫机的机器人和一些粗细只有4至6微米、比人类头发丝还细的线路组成。Ne
 

澎湃新闻见习记者 张唯

硅谷明星马斯克再度成为科技圈的焦点。这一次,他旗下的神经科学公司Neuralink宣布了成立以来的一项重要成果一个可扩展的高带宽脑机接口系统。该系统由一个类似缝纫机的机器人和一些粗细只有4至6微米、比人类头发丝还细的线路组成。Neuralink的目标是在瘫痪患者体内中植入脑机接口设备,使他们能够用大脑控制手机计算机

马斯克声称,这套装置将是对当前技术水平的重大改进。这个设备与大脑连接的电极数量是FDA批准的、用于帕金森氏病患者装置的1000倍。他希望,未来,植入脑机接口芯片的过程可以像眼科的准分子激光手术一样简单。

据悉,Neuralink将寻求美国食品药品监督管理局(FDA)的批准,最早于2020年开始对人类进行临床试验。

缝纫机器人

柔性电线和缝纫机器人

7月16日,在旧金山的一个公开活动中,马斯克带来了神经科学公司Neuralink在脑机科学领域的最新突破。为了这次重要发布,6天前,Neuralink特地在推特上做了预告,表示公司将在本周二宣布近两年的工作成果。

首先被公布的是Neuralink为脑机接口系统特制的、由微小电极或传感器连接的柔性电线(thread)。据称,这种电线宽度仅为4至6微米,对大脑损害小且能传输更多数据。Neuralink脑机接口系统共有3072个电极,分布在大约100根柔性电线上,每根电线都由一个定制的、类似缝纫机的外科机器人单独插入老鼠的大脑中。

为了把如此细微的电线精准地植入大脑,Neuralink研制了一款配套的神经外科机器人系统。我们可以把它想象成一个“缝纫机”,在高端光学设备的帮助下,“观察”头骨上人为制造的、4个直径为8毫米的微小孔洞,把电线“精准”植入大脑。

此外,Neuralink还定制了一款微小芯片,可以通过 USB-C 的有线连接方式传输数据。

一个完全植入式的神经接口通过细线与大脑相连。

据Neuralink称,该装置一次可以监测1000多个神经元的活动。而且,这些元件足够坚固,能够通过大脑组织。与此同时,在镜片和计算机视觉软件的帮助下,机器人可以避免撞击血管,减少大脑损伤和疤痕组织的形成。

目前的手术方案是采用钻孔的方式在头骨打洞,但Neuralink的科学家在接受《纽约时报》采访时表示,未来,他们希望使用激光技术制造手术所需的孔洞。

已完成19次动物实验,最早2020年开始人类临床试验

据Neuralink在7月16日发布的白皮书显示,目前,这个系统已经对老鼠进行了动物实验。研究人员完成了至少19次手术,并在87%的情况下成功地放置了电线。

马斯克在问答环节中透露,Neuralink还与加州大学戴维斯分校的科学家合作,对猴子进行了实验。他表示,已经发现灵长类动物能够通过大脑来控制计算机

Neuralink的神经外科主任Matthew McDougall博士对英国《卫报》介绍,Neuralink计划就其设备的一个版本向FDA申请批准,以期最早在2020年开始人类临床试验。该版本的设备“只适用于严重的未被治疗的疾病患者”。第一个临床试验将针对因脊髓上部损伤而完全瘫痪的人群,并将在患者的大脑中钻4个8毫米的孔,共安装4个Neuralink的植入物。这些植入物会记录大脑活动,将大脑信号传递给植入在耳后的一个小装置。该装置能够把数据传输到计算机

Neuralink的第一个脑机接口效果图

Neuralink联合创始人兼总裁马克斯霍达克(Max Hodak)表示,第一次手术将在全身麻醉的情况下进行,但他希望未来可以使用局部麻醉。

脑机接口技术与Neuralink

脑机接口指的是将大脑以某种形式与外部设备连接,实现脑电波信号与相关指令信号间的转换。这种方式已经被证明可以用来控制外部机械设备

脑机接口主要分为侵入式和非侵入式两种形式。侵入式的脑机接口系统,需要通过手术在脑部植入芯片和电极。这种操作方式需要大量的医学知识,通常只能应用于少数临床病例。

马斯克此次推出的就是侵入式系统。这意味着,这项系统在植入过程中需进行开颅手术,因而可能会有脑部感染的风险。

用于将电极插入大脑的Neuralink机器人系统

在非侵入式脑机接口方面,2019年7月,卡内基梅隆大学与明尼苏达大学合作,取得了一项脑机接口领域的突破成果。研究人员利用无创神经成像技术和机器学习技术研发了一种新型脑机接口。实验中,使用新型脑机接口的人类受试者以无创的方式控制机械臂,机械臂以一条平滑、连续的路径跟踪计算机屏幕上的光标。研究团队计划在不久的将来进行临床试验。

除了侵入与非侵入式的路径之争,脑机接口技术还存在一些伦理问题。有专家认为,对脑机接口技术“人类应该慎之又慎”。

以脑机接口为主要研究方向的Neuralink创立于2017年,汇集了一批来自顶尖大学的神经科学家。公司的目标是实现人脑与人工智能软件互联。

Neuralink在媒体上曝光不多,显得颇为神秘。目前,Neuralink规模为100人左右,共筹集资金超过1.5亿美元。其中,联合创始人马斯克至少出资1亿美元。

2019年5月,Neuralink 完成了5100万美元融资

据悉,马斯克此番宣布公司重要进展的一个目的是为公司继续招揽人才。

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