北京時間5月26日，由埃隆·馬斯克聯合創立的腦機接口公司 Neuralink
宣布重大進展：公司已獲美國食品和藥物管理局（FDA）的批準。這意味著他們可以開始在人體上做臨床試驗了。
此前，Neuralink
試過在老鼠、豬和猴子的大腦植入腦機接口芯片，沒錯，打孔後植入。要打到人的腦袋上，肯定得經過科學家們的層層審核才行。
FDA 就是幹這個的，主要考核食品、藥物、醫療器械等產品的：
- 1安全性：產品必須在一係列實驗室測試和臨床試驗中證明其對人體無害或風險可控。
- 2有效性：產品必須能夠做到它聲稱的功能，而且得有科學證據支持。
- 3風險與收益平衡：產品的潛在益處，必須大於其潛在風險。
此前，據路透社報道，FDA 指出 Neuralink
想要在人體上做臨床試驗，得著重解決這幾個問題：設備的鋰電池、植入物電線在大腦內會不會移動？在不損壞腦組織的情況下安全取出設備，會有多大的挑戰？
目前，Neuralink 在 Twitter 上說明，還沒開始招募臨床試驗的患者，很快會公布更多的消息。
圖片來源：Neuralink 發布會截圖，編輯後製
這篇文章，我們將討論：
- 1什麽是腦機接口？
- 2Neuralink 自 2016 年創立至今經曆過什麽？
- 3Neuralink 這種高性能的腦機接口技術，相比傳統的方案有什麽區別？
- 4FDA 此次的批準有什麽重要意義？
什麽是腦機接口？
大腦對於信息的處理，靠的是神經元之間電信號的傳遞。那麽，如果一個東西能讀取或寫入這種電信號，大腦就可以直接和機器直接交互！這個東西就是我們接下來要展開講講的腦機接口。
腦機接口並非是多遙遠的技術，早就運用在了日常生活中。它分為侵入性和非侵入性兩種。
其中，非侵入腦機接口，那種像帽子一樣的小設備，在醫院裏的神經或運動康複之類的科室很常見。
非侵入式腦機接口在醫院很常見丨維基百科
它通過穿戴式設備檢測大腦信號。但因為信號要穿越顱骨，記錄到的腦信號分辨率並不高。
Neuralink
采用的是侵入性方案，它直接將柔性電極絲植入大腦皮層之中。一般而言，越深入和靠近腦組織本身，腦電信號就越清晰和準確。
但侵入式方案畢竟要將外物植入大腦，很容易引起免疫反應，人體可能會在電極和神經組織之間生成疤痕組織，導致信號傳輸的衰退，甚至消失。所以，這次的人體試驗結果如何，的確很值得期待。
為了這一刻，Neuralink 幹七年了
2016 年，馬斯克和其他幾位聯合創始人，成立 Neuralink。
2019 年 7 月，Neuralink
公布其項目原型，他們做了一個“打孔機”和“縫紉機”，前者用激光在頭骨上打細小的孔，後者可將隻有人的發絲的四分之一粗細的“線”，植入腦中。這些線就是電級，可以采集多通道神經信息。
Neuralink 項目原型
他們還展示了在動物上的實驗，一隻老鼠頂著和它腦袋差不多大小的 USB-C 接口，告訴人們，腦機接口至少不再是瘋狂想象。
2020 年 8 月，公司做出了腦機接口芯片
N1，隻有硬幣大小。這次該設備植入到活豬的大腦表層，成功顯示了豬的大腦活動。豬的腦袋頂光光滑滑，腦機接口設備還是無線連接形態的呢，帶有無線信號傳輸和無線充電功能。N1
做到了高度小型集成化。
N1 讀取豬的腦電波
2021 年 4 月，Neuralink 的實驗猴子將腦電波轉化為了計算機指令，打起了“意念乒乓球”遊戲。Neuralink
設備有效讀取了大腦關於運動控製的信息，從而控製屏幕上的乒乓球移動。
這意味著設備已經有效地在動物上完成特定任務，為將來基於人類的腦機接口實驗做好準備。
Neuralink 猴子實驗演示
2022 年 12
月，馬斯克展示了一隻可以“意念打字”的猴子——它打出了兩個完整的句子。雖然猴子隻是跟隨人類提示，將大腦信號轉化為光標移動選出正確的句子，而不是真的學會了拚寫人類語言，但這場展示證實了
Neuralink 的腦機接口在實用性上更進一步。
Neuralink“意念打字”演示
也是在這場發布會上，馬斯克宣布他們的設備將在半年內植入人腦，已向 FDA
提交了開始人體試驗所需的所有文件。現在看來，馬斯克挺守時。
為何說這次 FDA 的批準意義重大？
這是高性能腦機技術麵向臨床應用的一次重大突破。
此前獲準的傳統植入式腦機接口，用的是一種叫“猶他陣列”（Utah
array）的硬質電極，可能會引起大腦內部出現對異物的排異反應。不得不提的是，這種技術隻能采集、傳輸 96
個電極通道的神經信息。
猶他陣列丨medicaldesignandoutsourcing.com
對於猶他陣列，如果需要更多通道的神經信息，則需要在大腦內部放置更多的電極，這往往是不可取的。
而 Neuralink 設備采用的是柔性電極，有效降低大腦的排異反應，且具備 1024
個通道的電極，能采集到相當高質量的神經信息。
想要實現各種複雜的腦機接口任務，高質量的神經信息是前提。
Neuralink
目前還開發出了能做腦機接口手術的機器人，它能在盡可能不損壞腦組織的情況下，安全取出設備。這樣，人們就能升級迭代他們腦中的產品了。
有啥社會意義沒？
讓盲人“恢複”視力，讓癱瘓者“動起來”，馬斯克認為，這是 Neuralink 能最早針對人類開展的應用和幫助。
Neuralink 表示，即便先天性失明的人，他們“大腦皮層的視覺部分仍然存在”。
第一代 Neuralink 技術使用了 1024 個通道的電極，但公司也展示了下一代模型——通道的數量足足有 16000 多個。據
Neuralink 預想，在盲人大腦皮層兩側各放一個設備，盲人就能看到一張呈現出 32000
個“光點”的圖像。也就是說，盲人能看到更多細節，更“高保真”的圖像了。
圖片來源：Unsplash
另外，利用意念打字，建立大腦與計算機（或手機）的直接通路，幫助四肢癱瘓的人獲得一種“數字自由”。但 Neuralink
並不滿足於此。他們對於為脊髓受傷的人重拾運動機能，也表示了信心。
健全的人觸碰一個物體時，感覺會沿著脊髓進入大腦，但脊髓受傷的人，這條通路被切換了，Neuralink
希望將電極植入脊髓，刺激脊髓中的神經元，使其恢複傳達運動信息的能力，進而使肌肉進行收縮。
Neuralink
展示了一隻在脊髓中有植入體的豬。原理是攔截大腦的運動指令，並將其分流到腿部，來實現目標動作。同樣的，來自四肢的感覺信號也可以被發送回大腦，這樣大腦就知道發生了什麽，通過這樣來模擬身體運動過程。
目前進入人體臨床試驗階段的，有這三家
目前，國際上植入式腦機接口公司中，進入人體臨床試驗階段的有三家，分別是 Neuralink、Onward 和
Synchron。
這三家的技術路線也不同。
Neuralink 屬於“皮層刺入”路線。
Onward
專注於創傷後神經功能的恢複，比如用腦機接口恢複脊髓損傷後的行走能力。它采用的是一種叫“腦皮層電圖”（Electrocorticography,
ECoG）的電極，這種電極會被放置在大腦皮層表麵，來采集神經信號。Onward
走的是“皮層表麵”路線，走這種路線的國內也有微靈醫療。
微靈醫療是國內唯一做皮層表麵高密度柔性電極植入式腦機接口的工作和團隊，預計本年底完成電極陣列的臨床測試與驗證工作。
Synchron 技術是微創的，通過一種類似血管支架的電極放置在大腦血管的內部，來采集血管附近的神經信號。屬於“血管介入式”。
圖片來源：Unsplash
值得一提的是，Synchron 在 2021 年就已獲得 FDA 批準，開始試驗，並於 2022 年 7
月宣布在美國首次植入腦機接口。
Synchron
所用技術是通過將電極放在靠近大腦血管的內部，由於技術限製，該電極隻能采集到相當有限的神經信號。因此，這套係統目前隻能實現非常初級且簡單的任務。並且，受試者通過該係統學習新任務，需要大量的訓練時間。
如果把大腦比作一條 1 公裏的路，我們才走了5厘米
目前，腦機接口的應用方向在替代受損器官，比如：
癱瘓患者用腦電控製機械臂取物，即處理腦信息的輸出；
或是不通過四肢五官，直接通過大腦向機器傳遞和接受信息，即處理腦信息的輸入和輸出。
腦機接口或許還能做到腦神經和機械配對，或是生物間的意識替換等，不過這還在非常遙遠的未來。
要實現極致的腦機接口，需要讓大腦中的每個神經元都與外界“無縫對接”，這意味著人類需要清晰了解每個神經元的特質。
但目前人類對大腦的理解，還停留在控製運動和控製視覺聽覺的皮層分區，非常粗淺。
一名腦科學家曾將關於大腦的全部知識比作一條一公裏長的路，而我們目前行進的距離隻有不到五厘米。
腦機接口能走到多遠，取決於腦科學基礎研究。