電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）近日，國(guó)內(nèi)唯一具備侵入式技術(shù)能力的腦機(jī)接口平臺(tái)公司NeuraMatrix完成了A輪融資，領(lǐng)投方為華蓋資本，沙特阿美旗下多元化風(fēng)投基金Prosperity7 Ventures以及經(jīng)緯中國(guó)跟投。這家成立于2019年11月的初創(chuàng)企業(yè)，與馬斯克旗下的NeuraLink同屬一個(gè)賽道。

尤其難得的是，目前國(guó)內(nèi)腦電信號(hào)采集設(shè)備嚴(yán)重依賴進(jìn)口，而受到美國(guó)商務(wù)部將腦機(jī)接口列入出口管制名單的影響，美國(guó)腦科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)醫(yī)療產(chǎn)品正在逐漸退出中國(guó)，這更顯得NeuraMatrix的彌足珍貴。

從許多科幻電影或者作品中已經(jīng)描繪了未來(lái)人們生活的場(chǎng)景，比如在《黑客帝國(guó)》中，人們通過(guò)后腦的接口，連接到虛擬世界“矩陣”當(dāng)中，為機(jī)器人充當(dāng)生物電池。再比如《攻殼機(jī)動(dòng)隊(duì)》中，通過(guò)在大腦皮層中植入納米機(jī)械，增強(qiáng)信息處理能力，讓人們可以直接連入網(wǎng)絡(luò)，這些都是腦機(jī)接口的應(yīng)用。

什么是腦機(jī)接口？

從20世紀(jì)50年代起，人們就開始研究意念，希望能夠用意念來(lái)操控物體，就好像許多小說(shuō)或者電影中的超能力一樣。腦機(jī)接口的概念便是這個(gè)時(shí)候被提出的，英文全稱為Brain-Computer Interface。通過(guò)生物電信號(hào)，讓人腦意念與機(jī)械反應(yīng)之間形成聯(lián)系。

早在1929年，Hans Berger就實(shí)現(xiàn)了對(duì)人腦神經(jīng)電信號(hào)的無(wú)創(chuàng)記錄，這被廣泛認(rèn)為是腦機(jī)接口的神經(jīng)生理學(xué)發(fā)端。1969年，科學(xué)家Eberhard Fetz便已經(jīng)證明了猴子可以通過(guò)腦電信號(hào)來(lái)控制外部設(shè)備的可能性。從那時(shí)起，直到現(xiàn)在，相關(guān)研究員發(fā)布了眾多利用各種不同類型的腦電信號(hào)做腦機(jī)接口設(shè)備的論文。

到了2019年7月，馬斯克宣布，旗下的NeuraLink推出了一款產(chǎn)品，即一塊微型計(jì)算機(jī)芯片，將這枚芯片植入大腦，能夠通過(guò)大腦意念來(lái)控制電腦，意味著無(wú)需手動(dòng)，就能在屏幕內(nèi)操控軟件，輸入文字，意念購(gòu)物等。

據(jù)了解，該芯片附著在直徑僅4-6μm的嵌入電極的電線上，由一個(gè)神經(jīng)外科機(jī)器人來(lái)操作，將其準(zhǔn)確的嵌入腦組織。

不僅如此，按照馬斯克的說(shuō)法，這款產(chǎn)品還能夠讀取和解碼大腦皮層中的神經(jīng)活動(dòng)。甚至不用動(dòng)口或者展示面部表情，參與者的情緒以及想法都能夠及時(shí)被體現(xiàn)出來(lái)。該產(chǎn)品使用到的是技術(shù)是local field potential（局部場(chǎng)電位信號(hào)），也是此前研究員們探討的方向之一。

腦機(jī)技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)在于如何讀取與寫入，也就是如何知道用戶的真實(shí)想法，以及如何傳輸給用戶正確的信號(hào)。因此這就需要使用到電極或者探針，數(shù)量越多，密度越高也就越準(zhǔn)確，總而言之，也就是需要檢測(cè)到神經(jīng)元的信號(hào)。

目前在信號(hào)檢測(cè)上有兩種途徑，一種是侵入式，另一種是非侵入式。據(jù)NeuraMatrix方面透露，神經(jīng)元信號(hào)檢測(cè)需要覆蓋從低頻零點(diǎn)幾赫茲到高頻十?dāng)?shù)k赫茲的頻段，但高頻信號(hào)在對(duì)外釋放時(shí)，經(jīng)過(guò)腦組織和顱骨會(huì)屏蔽和吸收大部分。

如果采用非侵入式的頭環(huán)或者電帽采集信號(hào)只能獲得小于百赫茲的部分，相當(dāng)于采集的信號(hào)信息丟失了90%，且信號(hào)精度較差。因此非侵入式腦機(jī)主要關(guān)注睡眠檢測(cè)、專注度檢測(cè)等，并且檢測(cè)過(guò)程容易受到干擾，需要在安靜的環(huán)境中。

中國(guó)地區(qū)的NeuraMatrix以及美國(guó)馬斯克的Neuralink目前不約而同都選擇了侵入式腦機(jī)，比如Neuralink的腦機(jī)接口系統(tǒng)植入的傳輸線由于非常細(xì)，在不損害本身的同時(shí)可以隨著腦部進(jìn)行位移，最大程度減少對(duì)大腦的損害。并且NeuraMatrix還開發(fā)了一款能夠讀取、清理、放大電腦信號(hào)的芯片。

NeuraMatrix目前也完成了系統(tǒng)級(jí)芯片的升級(jí)，百通道芯片僅半個(gè)指甲蓋大小，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在抗噪和無(wú)線兩個(gè)指標(biāo)上，還要優(yōu)于Neuralink的產(chǎn)品。當(dāng)然不論怎樣，目前的腦機(jī)接口仍然需要數(shù)據(jù)線連接，并且侵入式仍存在人體安全風(fēng)險(xiǎn)，未來(lái)無(wú)線的非侵入式將成為必然方向。

能治病的腦機(jī)接口，還能接入元宇宙

聽完以上的一些介紹，相信一些觀眾已經(jīng)有些困惑，說(shuō)了這么多，腦機(jī)接口到底能夠做什么？為何費(fèi)如此多成本開發(fā)腦機(jī)接口？

馬斯克曾在接受媒體采訪時(shí)表示，短期目標(biāo)是為了治愈癲癇、阿爾茨海默病、帕金森等腦部疾病，還可以通過(guò)腦機(jī)接口來(lái)改善記憶力、增強(qiáng)大腦，后續(xù)還能達(dá)到類似《戰(zhàn)斗天使：阿麗塔》中的人一樣，只剩下大腦也能操作機(jī)械身體，這意味著那些癱瘓或者殘疾的人群也能重獲新生。

不過(guò)從治療疾病來(lái)看，帕金森、癲癇等的病灶在深腦，而病灶腦區(qū)釋放的信號(hào)屬于高頻，這意味著目前只能采用侵入式技術(shù)來(lái)連接腦機(jī)接口。

另一方面，在治療癱瘓患者時(shí)，已經(jīng)可以通過(guò)腦機(jī)接口來(lái)讓病人控制機(jī)械手完成簡(jiǎn)單的移動(dòng)，比如抓握動(dòng)作。但暫時(shí)還無(wú)法完成太過(guò)精細(xì)的操作，比如使用機(jī)械手指來(lái)剝橘子皮之類。

這并不是說(shuō)目前的技術(shù)無(wú)法解碼如此復(fù)雜的動(dòng)作，而是這些動(dòng)作本身對(duì)于只有視覺(jué)反饋的人而言還太過(guò)困難。可以試想一下，如果沒(méi)有觸覺(jué)，單純依靠視覺(jué)來(lái)剝香蕉有多么難。

與此同時(shí)，想要將這一技術(shù)進(jìn)行市場(chǎng)化普及還有漫長(zhǎng)的道路需要走，最大的障礙在于機(jī)械肢體過(guò)于昂貴，并且無(wú)法被醫(yī)保所覆蓋。比如一只連接腦機(jī)接口的機(jī)械手臂，售價(jià)便達(dá)到50萬(wàn)美元，普通人很難承受。

除了在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用以外，在游戲領(lǐng)域腦機(jī)接口同樣大有可為。比如瑞典的神經(jīng)科學(xué)公司MindMaze便受到了資本的追捧，這家公司主要專注于將虛擬現(xiàn)實(shí)和運(yùn)動(dòng)捕捉跟大腦機(jī)器界面相結(jié)合，幫助病人從創(chuàng)傷中恢復(fù)。

同時(shí)，近期大火的元宇宙概念便是暢想未來(lái)人類生活在虛擬世界當(dāng)中，而采用腦機(jī)接口與AR/VR設(shè)備相配合，將能夠?yàn)橛脩魩?lái)更高的沉浸感。

通過(guò)腦機(jī)接口讓用戶徹底解放雙手，實(shí)現(xiàn)只用大腦便能夠控制虛擬世界中的人物，極大地提升用戶游戲體驗(yàn)。

總體而言，通過(guò)腦機(jī)接口，不僅能夠讓治愈癲癇、阿爾茨海默病、帕金森等腦部疾病成為可能，還可能讓癱瘓的病人重獲新生，同時(shí)在遠(yuǎn)程操控、娛樂(lè)、社交等方面，腦機(jī)接口技術(shù)都能帶來(lái)變革性的突破。

走向永生or深淵

我們已經(jīng)知道目前研究腦機(jī)接口的方式有非侵入式，只在頭骨外測(cè)繪腦波信號(hào)；非侵入式，可以在大腦皮層檢測(cè)腦波信號(hào)；而更深入的為植入式，在腦組織中植入傳感器以獲取腦電波信號(hào)。

這些方式的優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯，侵入大腦越深，信號(hào)檢測(cè)越準(zhǔn)，但危險(xiǎn)系數(shù)也越高。而腦機(jī)接口本質(zhì)就是將人腦和機(jī)械建立直接溝通的橋梁，信號(hào)越準(zhǔn)確意味著操作越精細(xì)。

2021年4月，馬斯克在社交媒體上發(fā)布了一段視頻，畫面中顯示一只受過(guò)訓(xùn)練的猴子正在通過(guò)腦機(jī)接口玩游戲，并表示他的產(chǎn)品將會(huì)讓癱瘓患者使用智能手機(jī)的速度，比使用手指的速度更快。

隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)社會(huì)人們生活社交的模式也必然將發(fā)生改變。比如在科幻電影中，許多外星人已經(jīng)不再通過(guò)言語(yǔ)來(lái)交流，而是通過(guò)腦電波進(jìn)行信息的交互，而在大腦中植入腦機(jī)芯片是有可能做到讓雙方只使用腦電波就達(dá)到相互交流的狀態(tài)。

另一方面，腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，能夠治愈腦部疾病以及為癱瘓患者帶來(lái)福音，另一方面也意味著人類生物上的零件將可以隨時(shí)更換，變成人造“鋼鐵俠”也并非沒(méi)有可能。

就在前段時(shí)間，我國(guó)中科院動(dòng)物研究所已經(jīng)找到了“保持細(xì)胞年輕態(tài)”的分子開關(guān)，可以通過(guò)重設(shè)衰老的表觀遺傳時(shí)鐘，使細(xì)胞老化的節(jié)奏放緩。相關(guān)研究員透露，這是一個(gè)表觀遺傳的酶，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)這個(gè)開關(guān)開啟的時(shí)候，人的細(xì)胞就會(huì)變得衰老，而這個(gè)開關(guān)如果關(guān)閉的時(shí)候，人的干細(xì)胞衰老速度就會(huì)減緩，甚至在一定程度上細(xì)胞衰老得以逆轉(zhuǎn)。

如果與腦機(jī)接口相結(jié)合，意味著未來(lái)人們可能在保持一副“超人”體魄的同時(shí)，壽命也將大大增加，甚至有可能實(shí)現(xiàn)永生。

不過(guò)腦部科學(xué)目前仍然處于初級(jí)階段，人類對(duì)于自己大腦的認(rèn)知還太過(guò)淺顯。在安裝腦機(jī)接口時(shí)仍可能發(fā)生一些未知風(fēng)險(xiǎn)，如未知的神經(jīng)機(jī)制，還存在倫理、失控等問(wèn)題。甚至有可能因?yàn)槌杀締?wèn)題，導(dǎo)致社會(huì)分層。這些問(wèn)題不解決，那么腦機(jī)接口可能讓人類走向深淵。

存在這些瓶頸的腦機(jī)接口技術(shù)，在十年以內(nèi)很難看到有革命性的突破，并且腦機(jī)接口想要市場(chǎng)化還存在一個(gè)巨大的問(wèn)題，每個(gè)人腦都是獨(dú)一無(wú)二的，意味著即便腦機(jī)接口插入的位置一致，但不同人的效果可能天差地別，這就需要為每個(gè)客戶單獨(dú)提供一套神經(jīng)解碼方式，成本無(wú)疑是巨大的。

小結(jié)

如今隨著馬斯克以及相關(guān)研發(fā)腦機(jī)接口的公司陸續(xù)涌現(xiàn)，腦機(jī)接口技術(shù)重新站在了眾人的面前。誠(chéng)然腦機(jī)接口能夠?yàn)橐恍┗加心X部疾病以及癱瘓的人群帶來(lái)福音，但當(dāng)前技術(shù)仍然處于實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中。想要如科幻電影中的那樣，讓腦機(jī)接口市場(chǎng)化，可能還需要數(shù)十年。