Motif Neurotech研發(fā)只需穿透頭骨的腦機接口，已完成人體測試并發(fā)表論文

在腦機接口的世界里， Neuralink  似乎吸引了所有人的目光。

不久前，該公司在 X（原 推特 ）平臺發(fā)布了一段視頻，展示了該公司第一個(gè)接受大腦植入物的人類(lèi)受試者，該植入物被命名為 Telepathy。

受試者是一名肩膀以下癱瘓的 29 歲男子，植入芯片后他可以用大腦下棋和移動(dòng)光標。他在視頻中說(shuō)，學(xué)會(huì )控制它“就像使用原力”。

此次人體試驗引起了大轟動(dòng)，這并不是因為受試者完成了什么特殊任務(wù)。

事實(shí)上，科學(xué)家早在 2006 年就成功實(shí)現了用大腦植入物移動(dòng)光標，而它引發(fā)的轟動(dòng)只是因為其技術(shù)非常先進(jìn)。

它所用的設備很小，而且是無(wú)線(xiàn)的。設備里面的電極很薄，很脆弱，必須由機器人植入到大腦中。

同時(shí)， Neuralink  的創(chuàng )始人埃隆·馬斯克（Elon Musk）也是一個(gè)自帶流量的角色，他曾為該公司的技術(shù)“夸下?？凇?，很多人都在關(guān)注他的一言一行。

眾所周知，馬斯克對使用芯片增強大腦很感興趣，而不僅僅是恢復因傷病而喪失的功能。

（來(lái)源：STEPHANIE ARNETT/MITTR | ENVATO, SYNCHRON VIA BUSINESSWIRE（DEVICE））

但在所有嘗試用腦機接口幫助失去行動(dòng)或說(shuō)話(huà)能力的人的公司里， Neuralink  并不是唯一一家。

在比爾·蓋茨（Bill Gates）和杰夫·貝佐斯（Jeff Bezos）的資助下，總部位于美國紐約的 Synchron 公司，已經(jīng)在 10 個(gè)人身上植入了腦機接口設備。

上周，它啟動(dòng)了一項患者登記項目，旨在為更大規模的臨床試驗做準備。

而現在，讓我們來(lái)看看還有哪些開(kāi)發(fā)腦芯片的公司，它們的進(jìn)展如何，以及它們采用了哪些不同的技術(shù)和方法。

在這一領(lǐng)域工作的大多數公司都有相同的目標：從大腦中獲取足夠的信息來(lái)解讀用戶(hù)的意圖。

這是為了幫助那些不能輕易活動(dòng)或說(shuō)話(huà)的人進(jìn)行交流，要么幫助他們控制電腦光標，要么將他們的大腦活動(dòng)轉化為語(yǔ)音或文本。

有很多種方法可以對這些設備進(jìn)行分類(lèi)，但美國萊斯大學(xué)的生物工程師雅各布·羅賓遜（Jacob Robinson）喜歡根據它們的侵入性進(jìn)行分類(lèi)。

這是一種技術(shù)上的權衡。電極越深，植入所需的手術(shù)侵入性就越大，風(fēng)險也就越大。

但更深入的電極也會(huì )更接近這些公司希望記錄的大腦活動(dòng)，因為它們可以捕捉到分辨率更高的信息。

比如說(shuō)，讓設備解碼語(yǔ)音。這就是  Neuralink  和 Paradromics 等公司的目標。

雅各布·羅賓遜是 Motif Neurotech 公司的 CEO 兼聯(lián)合創(chuàng )始人，該公司正在開(kāi)發(fā)一種只穿透頭骨的腦機接口（稍后將詳細介紹）。

相比之下， Neuralink  的設備配有進(jìn)入大腦皮層的電極。羅賓遜稱(chēng)其“就在最表層的幾毫米內”。

另外兩家公司，總部位于美國奧斯汀的初創(chuàng )公司 Paradromics 和 Blackrock Neuroteh 公司，也開(kāi)發(fā)了能夠穿透皮層的芯片。

羅賓遜說(shuō)：“這可以讓你更加接近神經(jīng)元，并獲得每個(gè)腦細胞正在做什么的信息?！?/span>

靠近神經(jīng)元和更多可以“監聽(tīng)”其活動(dòng)的電極能夠提高數據傳輸的速度或“帶寬”。帶寬越大，設備就越有可能將大腦活動(dòng)轉化為語(yǔ)音或文本。

就參與者的數量而言，Blackrock Neurotech 公司遙遙領(lǐng)先。自 2004 年以來(lái)，它的 Utah 陣列已被植入數十人體內。美國許多學(xué)術(shù)實(shí)驗室都在使用這種陣列。

正是這個(gè)陣列構成了 Blackrock 的 MoveAgain 設備的基礎，該設備于 2021 年獲得了美國食品藥品監督管理局的突破性設備認證。但羅賓遜說(shuō)，它的帶寬可能低于  Neuralink  的設備。

羅賓遜說(shuō)：“Paradromics 擁有最高帶寬的接口，但他們還沒(méi)有在人類(lèi)身上展示這一點(diǎn)?！?/span>

它的電極安置于手表電池大小的芯片上，但該設備需要一個(gè)單獨的無(wú)線(xiàn)發(fā)射器，該發(fā)射器需要植入胸部，并通過(guò)電線(xiàn)連接到大腦植入物。

不過(guò)，所有這些高帶寬設備都有一個(gè)缺點(diǎn)。Synchron 創(chuàng )始人湯姆·奧克斯利（Tom Oxley）在 2022 年的 TED 演講中表示，它們都需要開(kāi)顱手術(shù)，但“大腦真的不喜歡有針頭扎進(jìn)去”。

Synchron 開(kāi)發(fā)了一種安裝在支架上的電極陣列，這與醫生用來(lái)支撐堵塞動(dòng)脈的設備完全相同。

這種名為 Stentrode 的設備可以通過(guò)頸部的切口輸送到運動(dòng)皮層上方的血管中。

這種獨特的輸送方法避免了開(kāi)顱手術(shù)。但羅賓遜說(shuō)，將該設備放置在大腦上方而不是大腦內部，會(huì )限制它所能捕獲的數據量。

他懷疑該設備能否捕捉到足夠的數據來(lái)移動(dòng)光標，但這足以產(chǎn)生點(diǎn)擊?！八麄兛梢渣c(diǎn)擊是或否，上或下?！彼f(shuō)。

由  Neuralink  前高管創(chuàng )立的 Newcomer Precision Neuroscience 公司開(kāi)發(fā)了一種比頭發(fā)還薄的柔性電極陣列，類(lèi)似于一塊膠帶。它通過(guò)一個(gè)小切口在皮層頂部滑動(dòng)。

該公司于 2023 年啟動(dòng)了首次人體試驗。在這些初步研究中，該陣列暫時(shí)植入了那些因其他原因正在接受腦部手術(shù)的人身上。

上周，羅賓遜和他的同事在  Science Advances  上報道了 Motif Neurotech 設備的首次人體測試，該設備只穿透頭骨。

他們將這種小型無(wú)電池設備暫時(shí)放置在一名已經(jīng)計劃接受腦部手術(shù)的患者的運動(dòng)皮層上方。

該設備被稱(chēng)為數字可編程腦上治療（DOT，Digitally Programmable Over-brain Therapeutic）。當他們啟動(dòng)設備時(shí)，他們看到病人的手在動(dòng)。

Motif 設備的最終目標不是產(chǎn)生運動(dòng)，因為他們將目光投向了一個(gè)完全不同的應用：緩解情緒障礙。

羅賓遜說(shuō)：“在所有脊髓損傷的人里，有很多很多人患有嚴重的抑郁癥，而且藥物對他們沒(méi)有效果。他們的絕望與常人無(wú)異，只是不為人所知?！?/span>

但研究表明，該設備的強度足以刺激大腦，這是朝著(zhù)實(shí)用化目標邁出的第一步。

據介紹，該設備位于大腦上方，因此無(wú)法捕獲高帶寬數據。但因為 Motif 并沒(méi)有試圖解碼語(yǔ)音或幫助人們用大腦移動(dòng)光標，所以也不需要那么多數據。

羅賓遜說(shuō)：“你的情緒變化遠不如你嘴里講出的話(huà)那么快?！?/span>

在這些公司中，哪一家會(huì )脫穎而出還有待觀(guān)察，但隨著(zhù)該領(lǐng)域已經(jīng)逐漸產(chǎn)出成果，用大腦控制東西似乎不再是科幻小說(shuō)中的情節。

盡管如此，這些設備仍將主要用于有嚴重身體損傷的人。

至于  Neuralink  所謂的“重新定義人類(lèi)能力的邊界”，以及“擴大我們體驗世界的方式”，可千萬(wàn)不要指望大腦植入技術(shù)能很快實(shí)現這些目標。

支持：Ren

排版：羅以

01/  讓AI向生物級智能邁出重要一步：北航團隊開(kāi)發(fā)新型人工神經(jīng)元器件，能對外界信號做出超快超精響應

05/  科學(xué)家研發(fā)紫外雙光梳光譜新方法，信噪比達到量子噪聲極限，開(kāi)啟精密光譜和生醫傳感新應用