猴子用意念玩乒乓球电游，马斯克秀脑机接口新进展
智东西2021-04-09 21:30
智东西（公众号：zhidxcom）编译 | 心缘编辑 | 漠影
智东西4月9日报道，今天上午，马斯克创办的脑机接口公司Neuralink放出一个3分28秒新视频，展示了一只9岁的猴子用意念玩电子乒乓球游戏。
这只猴子的颅骨被植入了一颗芯片，能无线充电，猴子的外表看不出来任何异常。
马斯克为此连发6条推文，说Neuralink的第一款产品将能使截瘫患者用智能手机的速度比有手指的人更快。
后续版本还能将信号从大脑中的神经连接分流到身体运动/感觉神经元簇中的神经连接，使得截瘫患者能再次行走。
马斯克还发文称：“很快我们的猴子就会出现在twitch & discord上了，哈哈。”
目前这一最新研究成果的相关论文尚未公布，还没有经过同行评议。
一、学会玩游戏，就奖励香蕉奶昔
Neuralink最新展示的视频中，一只名为Pager的猴子完全不用游戏手柄，就能畅玩MindPong游戏（一款模拟两个人玩兵乓球的电子游戏）。
在视频拍摄六周前，Pager脑内被植入了Neuralink的脑机接口设备。
起初，研究人员教它用MindPong游戏操纵杆来玩电子游戏，并通过金属吸管来喂美味的香蕉奶昔奖励它。
在猴子大脑运转时，脑机接口设备会发出电信号，传输其脑内活动的数据，以此来学习解释和预测手部的动作。
经过不断进行大脑学习训练后，研究人员断开操纵杆与计算机的连接，让猴子继续用操纵杆玩游戏，此时猴子就已经开始用意念隔空操控了。
再到后面，猴子不用操纵杆也能玩游戏，而且操作相当娴熟。
二、把芯片嵌入运动皮层，预测手部动作和速度
Neuralink正在开发一种完全植入颅内的、无线的、高通道数的脑机接口，目标是能使截瘫患者能用意念快速便捷地使用计算机和移动设备。
在用猴子展示其脑机接口技术前，Neuralink曾在小鼠、小猪身上分别做实验。
这家2017年成立的初创公司，主攻侵入式脑机接口，在沉寂两年后，于2019年7月宣布已成功让“一只猴子通过大脑来控制电脑”，并展示了脑袋上插USB-C端口的老鼠如何将脑电波传送到附近的计算机。
面向人类应用场景，Neuralink用比头发丝还要细的“线”，通过一个两毫米的切口植入脑中，同时可以避开大脑血管，负责缝线的机器是一个可植入3072个电极的神经外科机器人。
2020年8月，马斯克公布Neuralink新进展，用小猪展示了植入其硬币大小的脑机接口设备Link V0.9如何实时读取和处理小猪敏感的嗅觉信号。
为了进一步探索基于手臂及手部的运动皮层脑机接口技术，如今，Neuralink的实验对象换成了和人类更为接近的猴子。
在博客文章中，Neuralink介绍说猴子大脑两侧运动皮层的手部及手臂区域中均植入了一个Link设备，这样它就能通过思考移动方向来隔空实时操纵光标。
运动皮层的许多神经元是定向调整的，在特定运动方向上比其他神经元更活跃，不同的神经元会被调到不同的运动方向。
通过对神经活动的不同模式与预期运动方向之间的关系进行建模，研究团队构建了一个校准解码器，能预测即将发生或预期运动的方向和速度。
如图，黄色曲线展示了游戏操纵杆的垂直速度，由解码的神经活动产生。
当猴子将MindPong操纵杆向上移动，方向朝上的神经元会明显提高放电率（蓝色区域）；而当猴子将向操纵杆向下移动时，朝下方向的神经元会提高放电率（红色区域）。
Link设备上运行的自定义算法能自动检测每个电极上的脉冲，以此分析运动神经元活动的不同时间特性，从而解码神经信号，输出能控制计算机屏幕上光标运动的速度信号。
三、鼠猪猴只是起点，终极目标是救治非健康人群
在猴子身上，研究人员通过将神经活动映射到实际操纵杆运动来校准解码器，但对于截瘫患者似乎没办法这样做。
BrainGate的先前研究表明，即便是截瘫患者，其运动皮层中的神经元仍会根据运动意图进行定向调整。当人们简单地想象在鼠标垫或移动鼠标，或在触控板上移动手指来控制计算机光标，就能校准解码器。
在解码器被校准后，人们只要在脑海里想想如何移动光标，就能输入电子邮件和文本信息、浏览网页，或者做任何其他能用计算机完成的操作。
最新博客中，Neuralink称其技术建立在数十年研究的基础上，希望建立一个安全有效的、无线的、完全可植入的临床脑机接口系统，并能实现自动化植入手术。
马斯克曾提到侵入式脑机接口技术应具备三点特征：一是精准控制时间和空间电场，二是不同大脑区域的电流范围广，三是长久不会对大脑造成损伤。
后续Neuralink团队打算用Link通过其他方式帮助改善神经系统疾病和残障人士的生活，比如帮瘫痪的人恢复控制四肢和身体活动的能力。此前马斯克还曾说过，希望Link能解决焦虑症、抑郁症、健忘症等各种大脑重要问题。
结语：距离真正规模化商用还有较长的路
无论是用动物做脑机接口实验，还是意念操纵计算机光标，都不是Neuralink的开创之举。例如早在1977年，加州大学洛杉矶分校研究人员就曾用非侵入式脑电图控制计算机光标走迷宫。
目前Neuralink主要攻坚的侵入式脑机接口技术更被看好在医疗健康领域的前景，毕竟很少有健全的人愿意为了体验意念操控而把脑袋钻开。
相比之下，在日常生活场景中，非侵入式脑机接口技术的接受度通常更高。一些企业及研究机构正在探索非侵入式脑机接口技术与VR/AR设备等电子产品的功能相结合。
当然，无论是哪类脑机接口技术，距离真正的落地普及还有相当长的路要走。
来源：Neuralink
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