历时两年,马斯克终发布「脑后插管」黑科技,革新脑机接口

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  2019-07-1712:53

  来源:机器心脏同步

两年后,马斯克终于发布了“脑插管”黑色技术,创新的脑机接口

参与:机器心脏编辑器

两年前成立,Musque着名的脑机接口研究公司Neualink刚刚发布了它的第一款产品。就像人们的想象一样,第一个产品实际上是一种“脑后插管”的新技术。

只有人类头发14的线被植入大脑,同时避开大脑的血管。

该系列是一系列微型电极和传感器,可捕获大量细胞的信息并将其无线发送到计算机进行分析。

Neuralink发布的“缝纫机”是这样的。使用激光在头骨上钻孔并将线和芯片植入大脑是否可以接受?

Mask表示,Neuralink的脑 - 计算机接口植入技术计划实现了三大目标:

逐步增加读写神经元的数量,同时确保安全性和可持续性。

在每个阶段,为有紧急医疗需求的患者生产设备。

脑 - 机接口手术与激光近视手术一样简单和自动化。

“我们不会突然推出神奇的技术,需要很长时间,”马斯克说。 “但我认为人类智能将在未来被AI遗忘。大脑 - 计算机界面使我们能够跟上人工智能的步伐。因此连接大脑和机器是有意义的。”

真正的后插管

Neuralink的新产品的最终目标是在截瘫患者中植入设备,以帮助他们控制手机或计算机。

今天,该公司的第一个重大突破是一条灵活的“线”,宽度约为4至6微米,比人发更薄。与目前在脑 - 计算机界面上使用的材料相比,这种“线”不太可能对大脑造成损害。根据ElonMusk和Neuralink发布的白皮书,这些线路还可以传输大量数据。白皮书摘要指出该系统可以包括“分布在96行以上的3072个电极”。

除了开发这样一条线。Neuralink的另一个重大突破是能够自动嵌入这些机器系列,用于大脑 - 计算机接口连接。

由嵌入在实验室小鼠中的Neuralink构建的系统包含3072个电极通道。

在Neurallink开发脑 - 计算机界面之前,世界上第一个类似的系统被称为“BrainGate”,由布朗大学开发。与前者相比,Neualink今天发布的系统是一个巨大的突破。首先,BrainGate依赖于UtahArray,这是一组可用于多达128个电极通道的硬引脚。 Neuralink的电极通道比它大得多,这意味着可以收集更多的大脑数据。

此外,Neuralink的系列比UtahArray更自由。例如,大脑可以在头骨中自由移动,但植入大脑的针头不能随之移动。累积的磨损最终会导致界面损坏。 Neualink使用的细聚合物线可以解决这个问题 - 细线具有足够的柔韧性,可以随着大脑的运动而移动而不会损坏线本身的位移。

然而,Neuallink的细线比UtahArray更难以植入,因为它非常灵活。为了解决这个问题,Neuralink开发了一种神经外科机器人,每分钟自动嵌入6根电线(192个电极)。从下图中可以看出,它很像显微镜和缝纫机的混合体。它避开了血管的位置,减少了大脑的炎症反应。

由Neuralink构建的用于修补的机器人。

除此之外,白皮书还指出,Neuralink开发了一种定制芯片,可以更好地读取,清洁和放大脑信号。目前,系统只能通过有线连接(USB-C)传输数据,但最终目标是创建无线系统。

Neuralink目前正在测试该平台在小鼠身上的稳定性。如果可行,该技术将非常有前景,并且有望创建一个由机器人手术植入的“高带宽”脑机接口。这种连接将通过上述柔性“细线”(仅用于发际线13)来实现,同时记录许多神经元的活动。

用于放大信号并将其传输到计算机的芯片。

该芯片比人的手指小得多,非常适合植入人体。马斯克说:“从线路收集的脑波信息通过芯片无线传输到人体外的接收器,就像手机的蓝牙一样。”

Neurallink,马斯克的黑科技工厂

伊隆马斯克现在是科技界的知名人物。他大胆推动了许多与人类未来相关的项目,如电动汽车公司特斯拉,SpaceX for space,Hyperloop,用于改变运输方式,以及研究人工智能技术。 OpenAI。此外,神经网络是一个与人类进化有关的脑机接口研发公司,是最神秘的公司。自2016年7月成立以来,它对其研究知之甚少。

参考大脑 - 计算机界面,人们可能会想到《黑客帝国》中脑插管技术,或《头号玩家》,《刀剑神域》中的非接触式沉浸式虚拟环境体验。自成立以来,人们一直在想着神经网络的工作已经开展了多少。早些时候,有迹象表明该公司正在研究与猴脑相连的“高带宽”通信设备。该装置可以通过使用超薄柔性电极一次记录许多神经元的活动,并提取大量信息。

这项技术可以做前所未有的事情,例如让猴子通过脑机接口玩游戏。无论如何,马斯克的公司今天向我们展示了它是人类大脑界面方向上最前沿的技术。

人类思想需要与互联网无缝连接,以便我们能够跟上人工智能。这就是马斯克在2017年4月初所说的。但在我们都成为半机械之前,我们必须首先弄清楚金属芯片和大脑如何协同工作。

该公司成立时,据报道,Neuralink的第一批产品将用于治疗癫痫或严重抑郁等脑部疾病,这个市场价值数十亿美元。此类植入物先前已用于治疗诸如帕金森病的脑疾病。但是在未来,神经网络可能远远超出其对医疗技术的初步探索。 Musk的最终目标实际上是消除将人们的思想转化为文字然后通过键盘,鼠标和其他输入工具将其传递到计算机的过程。直接的人机交互可以带来更快的通信速度和更大的“带宽”。

Neuralink拥有强大的研发团队,其联合创始人包括一些世界领先的神经科学学者,包括劳伦斯利弗莫尔国家实验室的工程师和柔性电极专家Lawrence Livemore Tolsa,以及大学教授Philip Sabes。加利福尼亚州,旧金山(主要研究大脑如何控制运动),波士顿大学教授Timothy Gardner(他曾经为鸟类植入微电极,研究鸟推文)和Benjamin Rapoport,他拥有哈佛医学院和麻省理工学院的两个博士学位。电气工程与计算机科学。

与马斯克旗下的其他公司一样,致力于新技术开发的Neuralink非常昂贵,到目前为止筹集了1.58亿美元,拥有约90名员工。根据美国证券交易委员会(SEC)的文件,今年5月,Neuralink完成了之前的5100万美元融资中的3900万美元。

脑机接口:未来的交互

脑 - 计算机接口(BCI),也称为脑融合感或脑端口,是人或动物大脑(或脑细胞培养物)与外部装置之间的直接连接。脑 - 机接口的研究对运动和感觉能力受损的群体具有重要意义。近年来,强大的深度学习技术也应用于脑机接口研究,脑机接口已成为深度学习研究者的又一重要方向。

现有的脑机接口研究一般分为侵入式和非侵入式接口。随着深度学习技术的迅速发展,越来越多的研究人员开始使用神经网络进行脑机接口研究,包括侵入性研究和非侵入信号的解码。

侵入性脑 - 计算机接口主要用于重建特殊感觉(例如视觉)和瘫痪患者的运动功能。这种类型的脑 - 计算机接口通常需要植入大脑皮层,因此信号质量很高。

今年1月,《Science》发表了一项关于使用脑信号进行语音合成的研究。研究人员选择了5名癫痫患者作为受试者,并在手术期间在他们的听觉皮层上植入电极。他们将来自电极的数据转换为计算机生成的语音,然后使用神经网络将它们重建为人类可以理解的单词和句子。这项研究对于不能自发说话的失语症等群体具有重要意义。

今年5月,麻省理工学院的三位科学家也发表了一项关于使用深度学习的脑机接口研究的研究。他们用自己创造的人工神经网络成功地控制了大脑皮层的神经活动。研究人员使用从神经网络模型获得的信息来创建特定的伪像(如下所示),然后在实验中将图像呈现给猴子,并发现图像强烈激活了他们选择的特定大脑神经元。实验表明,人类使用自己的人工神经系统来成功控制真实神经系统的活动。

MIT科学家使用计算机生成的特定图像。这些图像与自然图像非常不同。

上述两种脑 - 计算机界面研究都是侵入性的。虽然这种方法具有较高的信号质量,但也存在一些问题,如容易引发免疫反应和愈伤组织(瘢痕形成),导致信号质量下降甚至消失。因此,使用非侵入性方法(例如EEG)创建脑 - 计算机界面可能更安全。

脑电图是一种使用电极记录大脑活动的非侵入性技术,但大脑活动与脑电信号之间的关系非常复杂。如何“解码”成为研究人员的主要问题。 2015年,Kaggle主持了一项关于脑电图(EEG)数据识别的竞赛,以检测哪些EEG模式对应于特定的手臂和手势动作,例如抓取或抬起物体。

在以不同方式预处理数据之后,参赛者需要设计神经网络来执行该分类。该研究领域的最终目标是开发价格合理,实用的假肢装置,通过大脑控制假体,帮助截肢者恢复轻松完成基本活动的能力。类似的技术也可以应用于读取肌肉电激活,以通过分析激活的肌肉来解码人试图执行的运动类型。

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