國產(chǎn)腦機(jī)接口能否挑戰(zhàn)馬斯克？

激石Pepperstone(http://hppnl.com/)報(bào)道：

大腦功耗僅有15--30W，卻能運(yùn)算如此復(fù)雜深邃的思維活動(dòng)。

腦機(jī)接口的終極追求是人類永生，6年前《Black Mirror》第三季對(duì)此有過演繹。馬斯克的想法是將大腦存放于在特斯拉人形機(jī)器人上，原型機(jī)將在今年9月30日特斯拉AI Day推出。

實(shí)現(xiàn)數(shù)字永生，難度堪比穿越蟲洞。

腦機(jī)接口在具有賽博朋克式科幻感同時(shí)，也傳遞出強(qiáng)烈的疼痛感，植入的電極陣列一直在切割大腦。馬斯克不會(huì)告訴你，幾乎所有顱內(nèi)植入電極的恒河猴都經(jīng)歷過極端痛苦：重復(fù)性感染，抽搐，極度疲憊，甚至一只猴子弄斷自己的手指腳趾。23只實(shí)驗(yàn)用猴中至少15只死亡。

有線腦機(jī)接口（來源：匹茲堡大學(xué)）

腦機(jī)接口是人機(jī)交互的頂級(jí)形式，信息采集（從腦到機(jī)）和信息回輸（從機(jī)到腦）的技術(shù)難點(diǎn)可能長期不能解決。

大腦有860億個(gè)神經(jīng)元，迄今能夠被同時(shí)記錄的僅為千的量級(jí)，可謂滄海一粟。為確保采集的神經(jīng)信號(hào)精度和強(qiáng)度，需要將大量記錄位點(diǎn)密布于大腦各個(gè)區(qū)域，但是即使未來植入上萬個(gè)電極，也是不夠的。

發(fā)展方向是柔性電極，對(duì)大腦不會(huì)造成切割，免開顱極微創(chuàng)，創(chuàng)口大約為0.1mm，科學(xué)家稱，物理尺寸相當(dāng)于蚊子的吸管。但是，一個(gè)人全身同時(shí)被上萬只蚊子叮咬已經(jīng)細(xì)思極恐，何況是大腦。

把大腦意識(shí)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)還在起步階段，而向大腦回傳意識(shí)，形成完整的信息流閉環(huán)，尚是一片黑暗的未知。

腦機(jī)接口距離消費(fèi)級(jí)商業(yè)化還沒有時(shí)間表，在個(gè)別醫(yī)療化應(yīng)用上初現(xiàn)曙光，永遠(yuǎn)不要低估人類探索未知的潛能。

腦后拖著一根導(dǎo)線，無異于科學(xué)怪人。腦機(jī)接口需要解決無線傳輸?shù)膯栴}。

去年，來自美國的 BrainGate 團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)人類大腦信號(hào)與計(jì)算機(jī)之間的無線高帶寬傳輸，在受試者大腦皮質(zhì)內(nèi)植入96 個(gè)電極，在體外頭部固定2英寸大、1.5盎司重的無線發(fā)射器，捕捉神經(jīng)元發(fā)出的信號(hào)并翻譯為電腦指令。

一名脊髓損傷而四肢癱瘓受試者，通過意念（無線腦機(jī)接口）在電腦上打出一句話 ：“Beata，我知道你可能有一只借來的貓?！?/p>

位于大腦皮質(zhì)內(nèi)的2個(gè)電極陣列在24小時(shí)內(nèi)可收集1 TB 數(shù)據(jù)信號(hào)。

馬斯克腦機(jī)接口公司Neuralink最新一代設(shè)備實(shí)現(xiàn)無線傳輸，使用感應(yīng)充電。

植入式腦機(jī)接口目前只能用于改善個(gè)別重度癱瘓患者的生活狀態(tài)，在國內(nèi)僅骨髓損傷患者就超過200萬。而最悲慘的是閉鎖綜合征，意識(shí)清醒，卻不能動(dòng)，不能言語，常被誤認(rèn)為昏迷，仿佛被上帝重新封印。這種疾病曾經(jīng)出現(xiàn)在在大仲馬的著名小說《基督山伯爵》中，檢察官韋爾福的父親只能通過眼睛與外界交流。

一個(gè)德國和瑞士聯(lián)合團(tuán)隊(duì)使用一種新型腦機(jī)接口讓完全閉鎖綜合征患者首次“說話”，拼出短語：“伙計(jì)們，這很容易。”

馬斯克的腦機(jī)接口需要開顱，甚至切除患者的一大塊頭骨。針對(duì)大腦創(chuàng)口的痛點(diǎn)，澳大利亞墨爾本大學(xué)Oxley教授開發(fā)出支架式腦機(jī)接口，全過程使用成熟的神經(jīng)介入技術(shù)，不需開顱，醫(yī)生在病人的頸部做一個(gè)切口，通過頸靜脈導(dǎo)管將支架送入位于大腦運(yùn)動(dòng)皮層內(nèi)的血管。當(dāng)導(dǎo)管被移除時(shí)，支架——16個(gè)電極組成的空心金屬網(wǎng)——在血管壁內(nèi)打開擴(kuò)張，采集神經(jīng)元的放電情況。缺點(diǎn)是未能實(shí)現(xiàn)無線傳輸，還需第二步手術(shù)將支架通過導(dǎo)線連接到植入患者胸部的計(jì)算設(shè)備上。

這項(xiàng)技術(shù)催生的初創(chuàng)公司 Synchron 已經(jīng)將設(shè)備植入澳大利亞的4名患者身上，沒有出現(xiàn)副作用，并能執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)聊天、在線購物的任務(wù)。本月6日，Synchron在美國做第一例人體植入手術(shù)，領(lǐng)先于埃隆·馬斯克的腦機(jī)接口公司。

腦機(jī)接口技術(shù)框架圖（來自加州理工學(xué)院Richard Andersen）

6月25日，國內(nèi)首例介入式腦機(jī)接口動(dòng)物試驗(yàn)成功完成，采用的也是支架式腦機(jī)接口方案，由神經(jīng)介入頭部公司心瑋醫(yī)療與南開大學(xué)人工智能學(xué)院教授段峰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)。

心瑋醫(yī)療上市產(chǎn)品達(dá)到15個(gè)，僅今年已獲批7個(gè)產(chǎn)品，銷售收入幾何級(jí)爆發(fā)增長，為國內(nèi)商業(yè)化前景最確定的創(chuàng)新器械公司。

本次試驗(yàn)是國內(nèi)首次在羊腦內(nèi)實(shí)現(xiàn)介入式腦機(jī)接口，突破了介入式腦電電極、血管內(nèi)腦電采集的核心技術(shù)，完成支架、導(dǎo)管的神經(jīng)介入器械產(chǎn)品研制，標(biāo)志著我國在腦機(jī)接口、介入機(jī)器人研究領(lǐng)域達(dá)到國際先進(jìn)水平。采用治療腦卒中的神經(jīng)介入技術(shù)，通過靜脈將腦電傳感器植入大腦運(yùn)動(dòng)皮層、視覺皮層后，神經(jīng)支架膨脹，將電極擠壓在靠近大腦的血管壁上，從而獲取相應(yīng)腦區(qū)信號(hào)。

A股、港股中直接參與腦機(jī)接口研發(fā)的僅有心瑋醫(yī)療一家，更多上市公司間接涉及腦機(jī)接口技術(shù)。

創(chuàng)新醫(yī)療2021年初與浙江大學(xué)教授許科帝共同創(chuàng)辦杭州博靈科技，運(yùn)用腦機(jī)接口技術(shù)幫助偏癱患者恢復(fù)對(duì)殘疾肢體自主控制的研究工作取得一定進(jìn)展，第一代原理樣機(jī)已經(jīng)試制完成。漢威科技子公司在蘇州納米技術(shù)博覽會(huì)上推出類腦相關(guān)應(yīng)用，可讀取腦部壓力相關(guān)信息，目前仍在技術(shù)研究階段，不涉及腦機(jī)數(shù)據(jù)的讀取?？拼笥嶏w與相關(guān)高校和科研院所已開展合作，部分腦科學(xué)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目在明年應(yīng)用落地。

國內(nèi)初創(chuàng)腦機(jī)接口企業(yè)遍地生長，有幾家能走到商業(yè)化階段？

博?？悼萍汲闪⒂?011年11月，核心團(tuán)隊(duì)來自清華大學(xué)神經(jīng)工程實(shí)驗(yàn)室以及臨床神經(jīng)領(lǐng)域的醫(yī)療市場專家，是國內(nèi)腦機(jī)接口獨(dú)角獸中最早成立的企業(yè)之一，從非侵入式腦機(jī)接口切入，目前正向更高帶寬的接入方式拓展。

NeuroXess腦虎科技今年1月成立，專注微創(chuàng)侵入式柔性腦機(jī)接口，計(jì)劃臨床試驗(yàn)首期招募的患者將以漸凍癥和高位截癱群體為主。創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎為中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所副所長，其帶頭研發(fā)的“免開顱微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機(jī)接口”項(xiàng)目獲得2021年世界人工智能大會(huì)（WAIC）的最高獎(jiǎng)項(xiàng)—SAIL獎(jiǎng)（卓越人工智能引領(lǐng)者）。

新氦類腦智能是上海市類腦芯片與片上智能系統(tǒng)研發(fā)與轉(zhuǎn)化功能型平臺(tái)的承載主體，打造類腦智能與人工智能芯片的產(chǎn)業(yè)發(fā)展引擎。

強(qiáng)腦科技（BrainCo）創(chuàng)立于2015年，非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)解決方案供應(yīng)商，在康復(fù)、人機(jī)交互領(lǐng)域具有優(yōu)勢，擁有北美領(lǐng)先的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，目前擁有數(shù)百余項(xiàng)腦機(jī)接口領(lǐng)域核心專利，其中60%左右為發(fā)明專利。

臻泰智能開發(fā)腦控康復(fù)機(jī)器人，用意念控制機(jī)器人，強(qiáng)化神經(jīng)中樞刺激反饋進(jìn)行神經(jīng)康復(fù)。提供腦機(jī)接口技術(shù)解決方案，進(jìn)行腦控虛擬現(xiàn)實(shí)游戲、腦機(jī)接口-人工智能教育及腦控外骨骼機(jī)器人操作系統(tǒng)的底層技術(shù)研發(fā)。

腦機(jī)接口商業(yè)化尚需時(shí)日，但另一人機(jī)交互領(lǐng)域——機(jī)械外骨骼卻發(fā)展成熟，充滿賽博朋克風(fēng)的半機(jī)械人走入現(xiàn)實(shí)。限于篇幅，我們將在以后關(guān)注這一領(lǐng)域的進(jìn)展。

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