来源｜Neuralink产品发布会（YouTube）
头图来源｜视觉中国
“脑机接口技术可以解决失明、瘫痪、听力等很多问题，未来甚至可以治疗抑郁症、上瘾、焦虑等更多疾病。”马斯克表示。2024年1月29日，马斯克在X社交平台宣布首次向人体成功植入超的首款脑机产品Telepathy（中文名：心灵感应）。初步结果显示神经元尖峰检测（neuron spike detection）表现良好。脑机接口公司（Neuralink），是马斯克在2016年与多名科学家创办的脑科学公司。在脑机接口技术取得实质突破的时刻，我们一起来回顾一下Neuralink的第一场产品发布会，在这场发布会中，马斯克脑机接口产品还处于动物实验成功的状态，但马斯克和他的团队依然信心满满，在发布会上不仅解答了数十个大家都好奇的脑机接口问题，还畅想了脑机接口技术的未来。精彩观点如下：
1.Neuralink的目标是通过植入无线设备帮助因脊椎和大脑受伤导致瘫痪的患者恢复行动能力。2.芯片虽然体积很小，但内部结构比之前的设备复杂得多，它拥有我们能想象到的所有功能，如监测健康、直接向大脑播放音乐等，就像在大脑中植入了一部智能手机。
3.现在脑机接口设备只能作用于大脑皮层，这样可以简化深入研究所涉及的许多问题。
4.大脑皮层下面还有更深的大脑系统，比如下丘脑，这些更深层次的大脑系统才是我们想实现信息交互的目标，它可以治疗抑郁症、上瘾、焦虑等更多疾病。
5.在未来每个人都会拥有专属于自己的人工智能，当你与专属人工智能设备拥有良好的共生关系时，未来的世界将是美好的。以下是马斯克对Neuralink的介绍以及问答（有删改）：马斯克：Neuralink的目标是通过植入无线设备帮助因脊椎和大脑受伤导致瘫痪的患者恢复行动能力。随着时间的推移，因脑部疾病或脊椎损伤而丧失行动能力的患者会越来越多，这些疾病轻则让人丧失记忆，重则损伤大脑，完全失去行动能力。脑部疾病或脊柱损伤领域中最关键的问题就是神经元的信息传递。人类所有的感知，视觉、听觉、触觉、痛觉等都是通过神经元发送电信号到大脑，大脑与全身的神经元组成了缜密的电信号网，当大脑或脊柱受到伤害时，这个信号网就无法工作，我们需要一台设备来确保这个网络在任何时候都能正常运行。目前神经系统疾病的治疗只能简单读取人类或动物大脑的神经元活动，有一种名为Utah Array（犹他阵列）的技术，它是由许多微小的电极组成的阵列，可以插入脑部组织中记录或刺激神经活动。但它需要将大脑与外部设备相连接，而且外置的设备比较大，在手术安装时有一定感染风险。这项技术还无法读取或写入高带宽信息，就像一个老旧的电视，稳定性和耐用性都有待提高。虽然这项技术的局限性非常大，但还是帮助了超过15万人，这是一种非常暴力但有效的技术，而我们希望从根本上改进这项技术。经过不断研发，Neuralink极大简化了脑机接口设备。新的脑机接口设备位于耳后，植入的芯片约为一枚硬币大小，它会取代一块头骨，通过电线连接到几厘米之外的接口位置。这枚芯片虽然体积很小，但内部结构比之前的设备复杂得多，它拥有我们能想象到的所有功能，如监测健康、直接向大脑播放音乐等，就像在大脑中植入了一部智能手机。Neuralink员工：过去检测神经元尖峰的算法主要是记录离线数据并分析神经元尖峰的图谱形状，但我们真正感兴趣的是在线神经元尖峰检测，探索一种更简单的算法例如只检测阈值，寻找我们认为是尖峰的特定形状。我们在芯片设计上做了突破，使其适用于设备中的所有电极，芯片上正在发生的带通滤波（物理信号处理过程），就像正在发送音频信息的小麦克风一样，我们是在实时处理过滤这些信号，寻找我们需要的神经元尖峰形状。信息传输和处理实时同步，我们可以直接从芯片中获得检测结果。Neuralink员工：通常人们认为尖峰或动作电位（激活的信号）是神经元系统中发生的电事件，是神经元之间沟通的主要形式，可以将其想象为一个数字信号，某个神经元将信号发送到数千个接收神经元中。Neuralink员工：我们正在努力让脑机接口设备变得更小，让机器人逐渐取代相比之下更容易出错的人类外科医生，让设备植入过程更快、更安全。问：与人类外科医生相比，机器人在脑机接口设备的植入手术中有什么优势？Neuralink员工：我们目前已经实现机器人进行部分手术，但肯定需要扩展到全部由机器人代替医生完成整个手术，过去没有做到的原因可能是没有那么多需要做的手术，但当有数十万或数百万患者需要脑机接口植入时，我们基本上能够实现手术全自动化，从科学的底层逻辑来看，这并非不可能实现。问：Neuralink设备就像给大脑植入了一部智能手机，那么API会随着时间的推移而不断增长，你们如何看待这种设备交互？Neuralink员工：这是一个关于使用者是在头戴设备还是在手机或计算机上解码的问题，有1000个通道可以将所有神经元尖峰数据发送到手机上处理，但随着数据量不断增大，肯定会受到更多频率限制，要想突破这种限制，就需要改变你的编程模型。实际上，你获得的API要么是尖峰值，要么是原始数据表格，你基本可以像使用音频那样去使用它。问：该设备目前仅限于影响大脑皮层还是可以更深入影响我们的大脑呢？如果现在做不到深度影响，是什么原因？Neuralink员工：我们正在改进设备，努力将设备缝入大脑的任意深度，但现在脑机接口设备只能作用于大脑皮层，这样可以简化深入研究所涉及的许多问题。大脑皮层主要处理很多直接信号，比如直接来自运动意图的感觉信息、听觉、视觉等。马斯克：这可以解决我之前提到的失明、瘫痪、听力等很多问题，只需要将设备与大脑皮层正确连接。事实上我们已经进入大脑大约3～4毫米深的地方，这些电极从皮层内的多个层面进行传感，大脑皮层下面还有更深的大脑系统，比如下丘脑，这些更深层次的大脑系统才是我们想实现信息交互的目标，它可以治疗抑郁症、上瘾、焦虑等更多疾病。Neuralink的目标是成为通用设备，真正改变脑机接口与大脑连接的方式和效率，我们还需要不断调整设备，让其能够进入更深层次的大脑系统。问：为了实现Neuralink的最终目的，最具挑战性的问题是什么？马斯克：最困难的部分应该属于材料科学，尤其是电极的绝缘问题。因为大脑是非常脆弱的器官，该设备上的电极线必须兼顾导体和绝缘体这两种功能，同时被应用的材料应当对大脑是无害并紧密贴合的。这对于未来该设备的广泛应用至关重要。材料科学的问题是确保通过电极的线能够在大脑中使用数十年，这是一个很大的挑战。因为脑机接口是在一个腐蚀性很强的环境中工作，所以在尽可能感知并传输电信号的同时，还需要具备绝缘性，确保其耐腐蚀。目前我认为最理想的材料是碳化硅，但这种材料的加工难度非常大，不过长期来看，这会是一个正确的选择。Neuralink员工：我完全同意，碳化硅这种材料还有助于金属层和聚合物基材之间的粘合。另一方面，我们还在努力缩小电极线的尺寸。一根头发的直径约为100微米，我们正在考虑将该设备的电极线厚度缩小到5微米，未来甚至会更薄。马斯克：未来其实我们还想把电极线的厚度做到亚微米级别，但这时又会面对新的问题，电极线越细，感知信号和对大脑进行刺激就越困难。还有在设备升级方面，我们已经突破了可以将设备取出来的问题，在猪身上做实验时，已经证明可以将设备取出，并且没有对猪的健康产生影响。这一点突破意味着未来设备升级将成为可能，就像手机一样，人们总会喜欢高级别的版本，所以我们的设备必须可升级，未来Neuralink还需要付出更多努力。问：我们还未谈论设备数据的读写速度问题，请问如果把Neuralink想象成一台电脑，它接收并解码大脑数据有多快？Neuralink员工：就收集的信号而言，我们目前正以20Hz的频率将这些数据数字化，通常我们需要的信号带宽度约为毫秒，所以我们以20倍的速度进行收集，同时我们拥有模数转换器，可以将其分为124级，因此分辨率为10位，尖峰检测能够在900纳秒之内完成。为了对大脑进行刺激，我们创建了分辨率约为7毫秒的任意波形，这可以让我们向设备输出大部分有效指令。但这也只是最初版本，当设备更新到第二、第三代甚至更高时，这些技术会扩大几个数量级。问：Neuralink的植入系统如何抵御来自Wi-Fi、电磁等外部因素的干扰？Neuralink员工：目前版本的植入设备使用的是蓝牙低功耗无线电，所以与现有的蓝牙设备类似，它们能够与其他设备共存，使用并共享相同的2.4GHz频谱。不过，就像你去听音乐会，在人非常多的环境下，信号质量确实会下降，所以我们正在开发新版本的射频技术，对这一问题做出针对性地处理，以不同的频率运行，以便能够发送更多的数据。问：我们都想用Neuralink玩《星际争霸》，但真正会出现的第一个应用是什么？Neuralink员工：我们的第一个临床试验是针对截瘫、四肢瘫痪还有颈脊髓损伤的人群，我们计划招募少量患者，确保设备的安全性并测试其有效性。马斯克：如果患有严重脊髓损伤以至于他们难以控制面部肌肉，那么植入芯片后只要思考就能输出文字，可以打字，也可以控制手机和电脑。还可以在脊柱底部或脊髓损伤的任何部位进行第二次设备植入，这样可以创建一个神经分流，更好地控制身体。未来我相信可以恢复这些患者全身行动的能力。问：刚刚我们探讨了植入设备的外部干扰，那么现在来谈谈内部干扰，请问如何保护植入物免受人体侵害？Neuralink员工：人体内部对外来植入物非常不友好，所以我们制造设备时会考虑到密封性，同时我们能做的是创建模拟人体环境的实验室，模仿设备在体内的条件，加速测试设备。目前我们受到一些电子元件的温度限制，但基本上我们可以测试子系统来模拟体内的环境，设备已经进行了近一年的测试，在向动物身体植入设备之前已经在测试室进行了相同的架构来验证某些电子元件的变化。不可否认，人类的免疫系统一直在攻击植入的设备，有压力、机械冲击还有振动。我认为最完美的解决办法是想办法让制造设备的材料无限接近人体，所以我们想办法去沉淀金属薄层，用激光焊接玻璃以及加工微米级的材料，尽量把设备包装好，不被人体免疫系统识别出来。
马斯克：是的，将来会实现记忆保存和回放。如果你有一个完整的界面，可以上传所有编码在设备内存中的内容，那么基本可以实现将你的记忆存储备份，在想要的时候恢复记忆，或者将其下载到新的身体或机器人身体中。我认为这并非不能实现。问：该设备的安全性如何保证？人们担心未来人类会被芯片控制，因为总有不想被他人知道的想法，这种技术可能有泄漏隐私的风险，你们要怎么解决这个问题？Neuralink员工：隐私和安全是Neuralink的首要任务，特别是考虑到我们所收集的数据的敏感性，我们能够做的就是保证大脑与设备进行的那些交流数据被正确加密和验证。安全是一个反复被提及的问题，Neuralink能做的是致力于将安全性嵌入到芯片设计制造的每个环节中，并确保不存在单点故障。举个例子，我们可以完全隔离BLE（低功耗蓝牙）、无线电等敏感模块，确保大脑远离任何潜在的攻击，真正最小化攻击面。同时我们不仅内部强调安全意识和安全知识，还与外部合作进行审计和渗透测试。问：现阶段的成本是普通人能够承受的吗？随着时间的推移成本可以降到什么程度？马斯克：实话说一开始价格肯定非常昂贵，但成本会很快下降，我们希望尽可能降低成本，把设备成本包括植入设备的手术成本降到几千美元。Neuralink员工：有件事情可以让Neuralink发挥潜力——为视网膜损伤或因眼睛受伤而失明的人提供视觉假体，相当于将相机直接插入大脑的视觉皮层，用成千上万的电极来重建视觉图像。马斯克：未来可能会实现动态调整传感器的功能，或者能以多种频率将电信号输入视觉皮层，从而拥有超人的视力。Neuralink员工：我们的产品名称是“心灵感应”，在我看来，将想法转化为一组文字是非常困难的一件事，如果能实现完整准确地表达，没有经过任何机制的压缩，那会非常棒。马斯克：“心灵感应”这个称呼更像是一种概念，我认为这是基于双方同意，人们绝对不希望只有你认识的人在未经同意的情况下将信息发送到你的大脑中。大脑的大部分思维能力都用于将想法压缩成文字，这个过程是非常低效并且不一定能真实地表达出想法。但如果我们通过设备传送想法，不经过压缩，或许能传达出我们最真实的想法，可以更好地与他人沟通。Neuralink员工：我们大脑中有很多被“困住”的创造力。比如我想向别人展示我想象出来的娃娃，需要花费数年时间学习一门绘画手艺才能完整展示出来，所以如果一开始可以利用电极来传输和解码那些原始想法，可用于音乐、绘画等艺术创作，甚至可用于三维建模工程。Neuralink员工：世界上还有那么多疾病和痛苦，我认为Neuralink设备可以提供很大帮助，帮助人类减少痛苦，这可能是一个绝佳的机会，我们把握了痛苦的本质之后，也许最终能控制住它。马斯克：在物种层面，我们应当思考如何与先进的人工智能共存。在未来每个人都会拥有专属于自己的人工智能，当你与专属人工智能设备拥有良好的共生关系时，世界的未来将是美好的。从人工智能对人类存在威胁这种角度来看，在人类与人工智能之间实现安全可靠的共生也是非常重要的，这对我们来说也是非常有意义的事情。
