Neuralink脑机芯片让渐冻症瘫痪患者恢复“声音”并实现完全电脑控制!

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Neuralink Implant
Neuralink Implant
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人体生物学与先进技术的交汇,让我们得以一窥曾经只存在于科幻小说中的未来。由埃隆·马斯克(Elon Musk)创立的神经技术公司 Neuralink 正站在这一前沿领域,开发脑机接口(BCI),有望彻底改变神经系统疾病的治疗方式。尽管这项技术仍处于起步阶段,但早期试验参与者的亲身经历为我们提供了关于其影响的深刻见解。其中一个引人入胜的故事来自布拉德·史密斯(Brad Smith),他分享了自己作为第三位,也是首位患有肌萎缩侧索硬化症(ALS,俗称“渐冻症”)的 Neuralink 植入者的经历。

Neuralink Implant
Neuralink 植入物

布拉德·史密斯:一位先驱者的视角

一段详细介绍他经历的视频中,布拉德·史密斯介绍自己不仅是 Neuralink 的接受者,还是首位患有肌萎缩侧索硬化症(ALS)且无法说话的试验参与者。正如布拉德解释的那样,ALS 是一种毁灭性的疾病,它会逐渐破坏运动神经元,导致肌肉控制能力丧失,但认知功能却完好无损。对布拉德来说,这意味着他完全依赖呼吸机呼吸,除了眼睛之外无法移动任何部位。因此,交流完全依赖于辅助技术。

Neuralink ALS Patient Bradford G Smith With His Family
Neuralink 渐冻症患者布拉德福德·G·史密斯与家人

在植入 Neuralink 之前,布拉德使用的是眼动追踪控制系统。虽然这本身就是一项“技术奇迹”,但他觉得很令人沮丧,并指出它在黑暗环境中效果最好,还幽默地将自己比作被困在洞穴里的蝙蝠侠。然而,Neuralink 植入物为他提供了新的自由。他强调说,现在无论光线条件如何,他都能使用电脑,这让他可以更自由地出门。

布拉德的叙述本身就是技术进步的证明——这是他原本的声音,是利用他在患 ALS 失去说话能力之前录制的音频,通过人工智能克隆出来的。他使用 Neuralink 脑机接口控制他的 MacBook Pro 上的鼠标光标,从而能够编辑这段视频证言——这可能是人类历史上第一个使用脑机接口编辑的视频。这种程度的控制标志着在恢复数字自主权方面迈出了一大步。

Neuralink 如何工作:布拉德的解释

布拉德对他使用的 Neuralink 系统如何运作提供了一个清晰易懂的解释:

  1. 植入物:一个大约五个堆叠的美国 25 美分硬币大小的设备被植入大脑控制运动的区域——运动皮层。这涉及到替换他的一小块颅骨。
  2. 电极线:一台手术机器人精细地将 1024 根超细线(每根都包含电极)插入大脑组织几毫米深处,小心翼翼地避开血管以最大程度地减少出血。
  3. 数据捕捉:这些电极检测与意图运动相关的电信号(神经元放电),每 15 毫秒捕捉一次数据。布拉德形容原始数据流看起来像是“黑客帝国”。
  4. 信号处理:植入物通过蓝牙将大量原始数据无线传输到连接的 MacBook Pro。
  5. AI 解码:计算机上复杂的人工智能算法处理这些信号,区分用户意图移动的信号和背景噪音。至关重要的是,布拉德强调该系统解码的是他移动光标的意图,而不是他的想法或内心独白。
  6. 光标控制:解码后的意图实时转化为屏幕上鼠标光标的移动。

训练和用户体验

Neuralink Activity Monitoring
Neuralink 活动监测

要使系统变得直观易用,需要进行训练和校准:

  • 初始训练:布拉德通过一个简单的游戏来训练系统,游戏中他需要将光标移动到屏幕上的“气泡”上。黄色气泡需要悬停,蓝色气泡则需要点击。
  • 找到正确的控制方式:最初,团队试图解码意图的手部动作,但这对布拉德来说效果不佳。通过仔细映射大脑信号与尝试的动作,Neuralink 工程师发现布拉德意图的舌头运动为光标控制提供了最佳信号,而咬紧下颚最适合点击。布拉德指出,随着时间的推移,这种控制变得下意识,就像使用物理鼠标一样。
  • 性能指标 (Webgrid):Neuralink 使用一种名为 Webgrid 的测试来量化意图解码的准确性和速度,以比特每秒(BPS)为单位。布拉德的峰值得分达到了 5 BPS,这比他使用眼动追踪技术时不到 1 BPS 的体验有了显著提高。
  • 混合器 (Mixer):一个允许微调的软件工具:
    • 偏差校正:调整因大脑信号不断变化而导致的光标控制自然漂移——这是通过人类反馈改进的功能,与早期动物试验中的可能性不同。
    • 速度、摩擦力、平滑度:控制光标移动的速度和平滑程度。
    • 点击硬度:调整“点击”意图需要多么明确。
  • 通讯工具:
    • Neuralink 键盘:一个为 BCI 使用优化的虚拟键盘,包含预测文本功能。
    • 自定义键盘:布拉德利用 Mac 的辅助功能键盘创建自定义面板,用于常用的快捷方式(复制、粘贴、撤销等)。
    • 停靠区 (Parking Spot):布拉德要求的一个功能,允许他将光标“停放”(通过将其移动到屏幕角落)起来,这样在他看视频或休息时就不会受到干扰。这一点至关重要,因为与之前的参与者不同,他无法使用语音命令来暂停它。
    • AI 聊天助手:为了弥合思维速度和打字速度之间的差距,布拉德使用了一个聊天应用程序。它会听取对话,并利用 AI(布拉德称其使用了 ChatGPT 和他声音的 AI 克隆)快速生成相关的回复选项。他分享了一个有趣的例子:当一位朋友想为喜欢马的女友挑选礼物时,它建议“送她一束胡萝卜”。

布拉德福德·G·史密斯关于他 Neuralink 经历的视频

这很可能是人类历史上第一个使用脑机植入物编辑的视频。

Neuralink:更宏大的愿景与现状

Neuralink 的总体目标是创建一个高带宽、安全且可靠的脑机接口。由埃隆·马斯克创立的这家公司,初期目标是为严重瘫痪的个体恢复如沟通和环境控制等能力。更长远的目标则扩展到可能解决失明、失聪等其他神经系统疾病,甚至可能增强人类能力。

该系统包括 N1 植入物(大脑中的设备)和 R1 手术机器人(设计用于精确、微创的植入手术)。在获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准进行人体试验(称为 PRIME 研究,即精确机器人植入脑机接口研究)之前,该公司因其动物试验规程而受到严格审查。该研究于 2023 年开始。诺兰·阿博(Noland Arbaugh)是首位公开为人所知的参与者,他在 2024 年早些时候展示了玩游戏和控制电脑的能力。布拉德·史密斯的证言为这项技术的发展增添了又一层至关重要的人类体验。

影响与未来

布拉德·史密斯的故事有力地说明了 Neuralink 的潜力。除了技术规格之外,这关乎恢复连接、独立和希望。他动情地讲述了这项技术如何给了他“自由、希望和更快的沟通”。他将自己的参与(得益于搬到 Neuralink 设立了站点的亚利桑那州)视为一个更大计划的一部分,这让他能够为可能帮助许多其他人的事业做出贡献。

虽然承认“渐冻症仍然非常糟糕”,但布拉德强调了它对他生活的积极影响——使他能够与 Neuralink 团队合作,提高了他与人互动的能力,并加深了他与妻子蒂芙尼(Tiffany)的感情,他称赞妻子是他旅程中不可或缺的一部分。他的经历突显了脑机接口开发的迭代性质,用户的反馈直接塑造了像“停靠区”这样的功能。

布拉德·史密斯与 Neuralink 的旅程凸显了这项新兴技术深刻的个人意义。尽管挑战依然存在,通往广泛应用的道路还很漫长,但他的经历提供了一个切实的例子,说明脑机接口如何能够极大地改善面临严重身体限制的个体的生活质量,真正弥合心智与机器之间的鸿沟。

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