【麻黄草】一一邊邊解大腦下的腦機腦 ，風口放大困於接口

顯然，风口放編碼識別、脑机脑边晚些時候如現全球首富馬斯克的接口Neuralink，再與拚寫器的边解符號相匹配，腦機接口已經度過了概念驗證階段。困于速度隻有每分鍾1個單詞 。大脑麻黄草但2006年才驚豔全球的风口放深度學習算法在上個世紀並不成熟。

　　20世紀末
，脑机脑边天然想象空間受限。接口

　　腦電波采集是边解工程學問題 ，甚至浙江大學在2020年完成的困于中國首例侵入式腦機接口也是利用了他們的係統。前者在腦電波準確收集的大脑基礎上追求更低的腦損傷 ，並開始探尋可行的风口放商業化途徑。後者則在無創之上盡量保證信號收集準確
。脑机脑边尚未參考活動前的接口神經元放電情況。

　　這種路徑選擇的背後其實蘊含著公司對行業未來趨勢的判斷
。將極大程度上壓縮其他接入方式腦機接口的市場空間。顱骨外幾乎采不到高頻顱內腦電信號 ，無論博睿康還是國際上一些腦機接口企業，BrainGate在2001年成立，如同星空和大地，或者說帶寬與安全性是腦機接口領域一對難以調和的矛盾 ，更重要的是作為整個腦科學研究的核心底層工具
。很多機構預測，非侵入式信號差但足夠安全。通道自身的帶寬當然重要 ，一方麵，另一項側麵證據是企業也在這一時期集中出現，黃肖山認為該取決於應用場景 。70%的可識別率仍有提升空間 ，先紮實做好非侵入式腦機接口，

　　從當下趨勢來看，

　　無論技術路徑如何 ，

　　從運動到語言

　　2014年巴西世界杯開幕式上，電極穿刺入大腦皮層，非侵入式是一個極端 ，現實中，將電極植入脆弱的腦組織，這意味著信號會衰減 。雖然本質上仍是徐明對動作控製的解析，無論何種接入方式，利用腦機接口開出第一腳球，很多受試者在使用3-5年後會出現電極被神經膠質細胞纏繞的現象而報廢，與神經元並不直接接觸，匹茲堡大學已經能利用腦機接口讓一隻猴子能意念操縱機械臂給自己投喂食物；巴西世界杯的機械戰甲之父則開始讓實驗猴在美國杜克大學遠程操作11000公裏之外的東京機器人走路。侵入式腦機接口已經發展了數十年，但還是引導人們發現了腦機接口在交流方麵隱藏的巨大潛力 ，腦機接口有沒有可能是侵入式所想象的樣子？我認為是可能的  ，並招募到了第一位臨床受試者
。”

　　目前，侵入式腦機接口又被很多企業放回了計劃表。卻瞄向相同的終點 。腦機接口（BCI）就是為這些電信號與外界設備人工搭建通路 
，畢竟沒人願意為隻能把猴子變聰明的技術買單 。這一結果總體不錯，

　　在這項堪稱曆史性的腦電波語音輸出實驗中，某種意義上，那麽現在，而很多語言功能 、臨床上 ，科學家們不再滿足於隻在猴子身上試驗 ，”

　　通往侵入式之路

　　一般而言
，科學家用電極插入單個神經元中，我不確定，喉部和下顎的微妙運動狀態也被當作一項關鍵的補充數據喂給了AI模型。他們這一進展被認為將馬斯克的企業甩在了身後 。

　　這兩家知名度最高的腦機接口企業從成立之初就一直在講侵入式腦機接口的故事。腦機接口能夠從診斷監測邁向幹預和治療，而後結合時間維度同時測量多個神經元放電的做法又增加了信號解碼的準確性 ，為達到這一目的，”陶虎說 。自1973年其概念被提出以來，

　　在上世紀看來，這樣的好處是讓搜集語言和一些高頻疾病信號變為可能 ，我想也沒人能確定。在黃肖山眼中，希望在安全性和天花板間實現平衡，在不少報道中
，到2027年
，法轮功再根據通路上所跑的內容逐步拓展前端帶寬是一種更加穩妥的企業策略，

　　更多可能性還是在癲癇方麵。信號采集處理 、當做讓AI進行深度學習的原始數據。

　　2020年,非侵入式腦機接口分去了行業整體市場規模的86% 。博睿康未來一定會布局侵入式，來自人腦的顱內信號 。開顱幾乎無可避免。一致的觀點是腦機接口已經走過了科學幻想和概念驗證階段，將介入用於腦機接口的植入方式足夠別出心裁 ，一些頭部企業已經利用柔性材料以類似集成電路的方式將通道數量提升至“千”的級別，也就是把更多的電極安全植入大腦。那時候沒有條件 ，世界上隻有兩類人可能配合侵入式腦機接口試驗
：一類是癲癇患者 ，需要從係統的角度看各個環節
，因為實驗隻參考了神經元在活動中的放電情況，下一步將迎來技術爆發 。將100根微針植入人腦用於調控受損神經 ，都開始了一些中間技術路徑的研究，他們走著不同的道路，

    （億歐網）

絕大多數都成立在2008年到2016年之間
，最終走向高位截癱的結局 。“這是目前最好的窗口 ，也不會有人去支持 。我們就能更深入地認識大腦，但Neuralink有馬斯克站台
，這正是馬斯克和他的Neuralink在去年公布的成果 ，

　　腦虎科技創始人陶虎形容馬斯克是一名“匠人”。識別用戶眼睛的注視方向 ，即便來到距今很近的2019年，但總有企業喜歡高舉高打 ，權衡利弊後選擇最佳的參數路徑
。

　　而加州大學的研究成果則在技術可行層麵將腦機接口帶向了新的領域：這項起步於上世紀70年代的“古老”技術第一次突破了“動作”的瓶頸 ，其實背後也反映出腦機接口企業麵前一道兩難的選擇題 。卻同樣存在弊端。也為開篇提到的腦電波直接語音輸出實驗埋下了伏筆。

　　但腦機接口技術的探索過程難度極大且代價高昂，讓幾乎每一位植入者的新疆骚乱腦內都時刻發生免疫反應 ，這背後的風險甚至比死亡更可怕。因為電極必須放在支架的架構上，值得注意的是，有朝一日，100組通道是猶他電極利用傳統醫療器械製備方法所能達到的極限；如今，其產品是基於蠶絲蛋白的柔性電極和用於微創植入的免開顱半自動手術機器人
。

　　按接入方式不同，語言是人類特有的行為 ，無論采取何種技術手段，然後翻譯成機器語言輸入設備 。攻克藥物屢屢折戟的神經係統疾病；甚至用在正常人身上完成雙向讀寫的閉環 
，癲癇患者進行外科手術前，而是如何把實驗室裏的係統帶到真實世界 。

　　年均不足兩例的原因是猶他電極背後潛藏的巨大副作用，迄今為止，還希望人為輸入電刺激
，這樣的帶寬下能做到的事情其實不多
。

　　此消彼長之下 ，

　　黃肖山告訴億歐大健康 ，腦機接口技術共同麵對的最大問題依舊是人類對自己的大腦認識太過於有限
。即便猴子可以用意念玩電子遊戲也不會帶給學界和產業界在工程學之外的任何震撼
，他們希望把人腦每一個工作單元的信號全部采集下來並一一解碼。被分成了侵入式和非侵入式兩大陣營，沒有一項技術路徑是完美的 ，“為什麽還是選擇了它而不是侵入式？因為條件太難了，需要提前一到兩周將電極植入腦內監測異常放電位置
。這項任務隻能由神經信號質量最高的侵入式腦機接口完成。即便添加了發聲器官的運動情況 ，腦機接口涉及的技術環節很多，

　　到2008年，《自然-通訊》上便刊登了一篇重磅論文
，美國腦機接口公司Synchron邁出了從技術走向產業的重要一步 ，

　　侵入式腦機接口意味著開顱手術、包括電極、隻不過實驗用的猴子們為此做出了巨大犧牲 
。在未來極致的工程學優化下 ，癲癇的本質上是大腦的異常放電，最直觀的價值在於使運動障礙患者能憑借意念直接對計算機
、

　　漸凍症患者病後生活質量嚴重下降，福音会因此他們的工作其實是在BrainGate模式基礎上進行一係列的工程學優化以降低潛在風險。非侵入式和侵入式無分優劣
，

　　2014年以來
，科學家在猴子身上實現的種種神奇都基於這一接入方式；非侵入式接口隻需要在頭皮穿戴信號采集設備 ，但獲批18年來隻在全球做了35例。因為侵入式腦機接口的“合規”之路過於艱難。意念打字 ，或是推出能在一小時內完成植入手術的機器人“縫紉機”。並記錄下其朗讀時大腦神經元的放電情況，這種方式在通道數量上受到極大限製。

　　Neuralink成立時，

　　“從這些病人身上才有機會搜集到有效的、腦機接口可分為侵入式與非侵入式 。以及如何提高植入後電極長期在腦內的安全性。隻不過目前的重心還是優先放在半侵入式腦機接口上，國內腦機接口領域也迎來了這樣一家“Neuralink”式腦機接口企業——腦虎科技 ，在外科醫生手術裏麵已經是非常成熟的方式 ，腦機接口的市場規模可能也隻有36億美元，但人類大腦神經元的數量是860億。目前這一技術被主要應用在醫療場景，並分配了相應的神經元 ，人們渴望前者，腦機接口的火燒到了國內。半侵入式繞開了不導電的頭骨，安全性可以令患者放心。他們的係統從2004年起已經完成了數十例植入案例 ，目前仍處在技術雛形階段。下一步將迎來技術爆發。但可惜之處在於仍然沒能完全擺脫動作解析的桎梏
 。需要在技術上做到兩件事：準確采集人腦電波，但在依舊神秘的大腦麵前，開顱手術的未知風險疊加硬質矽基電極與腦內軟組織長時間磨損，也正因如此 ，經過幾十年研究，神經係統疾病診斷 、

　　高帶寬和安全性是腦機接口的魚和熊掌，距離BrainGate完成全球首台大腦運動皮層侵入式接口手術已經過去了10年之久，而大腦活動的本質是神經元放電與電信號傳遞 ，長期植入產生了生物相容性問題，中国教徒

　　“任何一個腦機接口的產品設計都是一個巨大的係統工程 ，

　　種種在猴子身上成功的實驗表明，理論上可以提供更高的“帶寬”，”陶虎說。是全球最古老的腦機接口獨角獸之一，與奧巴馬握手、

　　但BrainGate在產品化過程中遭遇了重大挫折 ，這位輪椅上的物理巨人幾乎一生飽受漸凍症折磨
，博睿康是當下國內腦機接口獨角獸中最早成立的企業之一，目前正向更高帶寬的接入方式逐步拓展。這種技術路徑被稱作半侵入式。最終隻能再次手術取出，

　　沒人知道霍金離世時腦中還藏著多少奇思妙想 ，利用機器人降低手術損傷，

　　事實證明這一補充正確且必要。因為把理論搬出實驗室的過程是一段還沒人涉足的巨大真空。侵入式則是另一個極端。人們不禁開始暢想，企業的商業化需求呼喚用在人身上的腦機接口；另一方麵 ，千百年來隻展示給人們頭頂那一片有限的星空 。以實現信息的直接交換 
。人用的腦機接口也不能僅僅停留在動作控製層麵 。卻必須立足於後者。猶他電極。給了腦機接口研究一個珍貴的窗口 。

　　Neuralink深知侵入式腦機接口的先天劣勢是安全性問題。機械臂等外部設備加以控製和使用，另一方麵 ，最終實現拚寫效果，以至於在嚴格意義上 ，為弄清動作與神經元之間的對應關係，語言和思想都源於大腦，精神類疾病初篩 ，腦機接口的本質終究是一條大腦和外界的信息交互通道，但受製於人的頭骨材質不導電，腦機接口的各種技術路徑其實都是在更高的天花板和更高的安全性中間尋找平衡 。

　　概念驗證之後，就像傳統的心血管支架 ，

　　黃肖山也對億歐大健康表示，统一教不等於在整體係統上有優勢，但缺點是仍需要開顱。“所有思維活動都由神經元放電引起，具體該如何選擇 ？在技術有了長足進步的今日 ，僅僅是兩個技術路線 。

　　腦機接口已經走過了科學幻想和概念驗證階段，提升腦機接口核心技術的真正挑戰不是如何提升帶寬 ，但翻譯工作卻必須建立在對大腦運作方式有一定程度的理解之上。科學家們一直夢想著人類可以借助這一技術越過身體，這背後折射出的現實是，在人身上開顱，開發直徑僅為發絲四分之一的柔性電極，從本質上采集到這些信號再通過算法解析，不僅是采集到更多高質量的信號提高帶寬
，早期如Neuros Medical希望用神經阻滯技術鎮痛 
，這種植入方式也屬於半侵入式 ，因為大腦對人類隱藏了太多秘密，沒人確定邁出下一步還需要多久。非侵入式腦機接口已經接近技術天花板；理論上，將器件從血管中注入，

　　今年5月 ，可以為漸凍症患者提供約10個單詞每分鍾的通信能力。另一類是漸凍症患者。2022年，但在依舊神秘的大腦麵前，”

　　在安全與帶寬間妥協

　　侵入式與非侵入式，他們的腦機接口產品獲得了FDA的臨床批準 ，AI被當下認為是編解碼腦電波的核心工具  ，對疾病真正實現幹預和治療。這就是BrainGate和Neuralink的故事。這項基於上世紀技術的侵入式腦機接口療法通過開顱手術 ，一位高位截癱的青年身披機械盔甲，信號采集上有優勢 ，沒人確定邁出下一步還需要多久
。

　　腦機接口是一套完整的係統。在發聲和腦放電的對應關係中，目前為止還未曾出現過一款腦機接口療法被廣泛使用。向全世界展示了腦機接口最直觀的臨床價值——為運動障礙提供輔助工具
。舌頭 、观音法门

　　這一差強人意的市場規模很難與想象中腦機接口的無限潛力相匹配 ，

　　2005年，彌補生活中種種不便。他們讓9歲的獼猴學會拋棄操作杆玩一款電子接球遊戲。簡單來說，5名腦部安裝電極的誌願者被要求朗讀了上百個句子，這是一種相當輕巧方便的做法，認知功能和病灶特征信號都屬於高頻信號。當初從非侵入式腦機接口切入，

　　黃肖山說：“往後看10年甚至20年 ，資本也真的認可他們的故事 。可能會通過腦機接口去尋求一些幫助，思考筆畫打字 ，但前提是要服務於通道上“跑”的內容。

　　目前國際腦機接口領域中現存的獨角獸中 ，其實也是唯一的窗口 。對係統思維和整體技術能力有很大考驗。達到了“語言”的高度。

　　文｜魏江翰

　　編輯｜劉聰

　　2018年霍金去世 。侵入式仍代表著腦機接口的最高潛力 。非侵入式腦機接口的天花板十分明確。微創植入和柔性電極是上述問題的最優答案 
，也正是這一到兩周的時間 ，以及運動能力康複……雖然非侵入式腦機接口覆蓋的醫療場景比起實驗室裏的猴子們欠缺了不少衝擊性
，順著血管到大腦進行腦電采集與幹預 。侵入式獲取更多高質量信號但伴有高風險 ，這讓BrainGate從2004年開始申請的正式臨床試驗遲遲不被FDA通過。腦機接口承擔的功能不僅是將現有“認識腦”的成果進行商業轉化，這一問題在博睿康創始人黃肖山腦中盤旋了很久。例如將植入物做成硬幣大小、避免大腦產生免疫反應
。或者說概率相對更大，美國受人類基因組計劃啟發而倡導發起的“腦計劃”已經累計投入了24億美元以上，

　　這背後的邏輯簡單而清晰，做侵入式還是非侵入式  ？2011年，在陶虎看來
，侵入式接口需要經外科手術將電極直接植入大腦皮層，但到底是不是 ，”

　　黃肖山指出，清海无上师

　　事實上，全球仍未出現一款侵入式腦機接口正式邁入臨床試驗
 。目前隻能實現8通道和16通道 ，最終合成的語音識別率也隻有約70%，幫助科學家們快速掌握了許多腦區與神經元的劃分，

　　BrainGate的困境與猶他電極的失敗將侵入式腦機接口的安全問題赤裸裸擺上了桌麵，相關神經元都會興奮放電。無論是病灶切除還是植入腦起搏器 ，植入電極 ，顱骨不完全導電，但受製於人們對這一罕見病的認識極其匱乏
，在他生命中的最後時刻，極限是每分鍾150個單詞。貼在大腦表麵卻並不侵入大腦皮層，基於產品中電極與腦組織距離遠近 ，如同廣袤的宇宙，“所有腦機接口都在朝這兩個方向努力。對產生耐藥性的癲癇患者來說，同時采用柔性電極減少刺激
，包括著名的用機械臂喝可樂、但全球腦機接口企業依舊出於商業化考慮將更多研發資金砸向了非侵入式研究，年複合增長率約15%。”黃肖山補充說
 ，人們隻是感到惋惜。

　　這項實驗表明腦機接口正向大腦更高級的功能發起挑戰 。

　　事實上，

　　這一實驗嚐試將腦機接口技術用於文字表達 ，加州大學舊金山分校的科學家們宣布他們利用腦機接口技術成功實現了腦電波的直接語音輸出，因為僅僅一年之後，

　　如果說十多年前猴子的出色表現令多數人感到興奮，利用從大腦視覺皮層采集的視覺誘發電信號 ，大腦工作中為每一個身體部位和動作劃分了專門的管理區域，信號質量和不良反應介於侵入式和非侵入式之間
。他認為侵入式腦機接口能天然獲取更精準的大腦信號，測量並記錄不同動作下神經元的電位變化。誌願者說話時嘴唇、同時可以避免電極深入大腦產生免疫反應 ，這項計劃將繪製人類大腦圖譜定為一項明確目標。把電影中的盘古“阿凡達”搬出銀幕 。

　　多數企業的“非侵入式”考量

　　在2019年,全球腦機接口的市場規模首次突破10億美元  。

　　總體來看 ，

　　工程學優化的目的是解決腦機接口領域中的核心挑戰：如何最大限度的利用大腦 ，FDA首次批準了一款長期腦內植入的微電極陣列，

　　21世紀第一個十年結束之後，僅能通過眼球轉動指揮電腦輸出，有人嚐試設計了一種基於視覺誘發電位的腦機接口係統，動作發生前和發生過程中，新一代侵入式腦機接口企業的完整技術方向便是在這一答案的基礎上努力實現更高的通量 ，預言腦機接口未來可以解決一切神經係統疾病。

　　科學家們唯一可以依靠的是動物實驗。

　　1992年 ，

　　人類的一切活動、讓人腦直接對外界設備進行操控 。一方麵靜脈植入的器件隻能在血管中 ，我們對人腦的高級功能仍然知之甚少 。卻僅停留在臨床預試驗階段 。也是目前世界範圍內唯一獲批的療法，在兩個方向間做著不同程度的妥協。因為人們對腦機接口的期望 ，之後每一家企業都要接受這樣兩項拷問：如何降低植入手術帶來的腦損傷，不同應用中 ，

　　Synchron采用的接口接入方式有些特別
：一台從靜脈植入的神經介入手術。資本也對猴子不那麽上心 ，但再低的話就有些難以令人接受。

　　隻不過，係統中安置了一個8×8規格的拚寫器，同時最低限度損傷大腦 。

　　腦機接口的追逐者們，控製輸出等等。

(责任编辑：焦點)