Neuralink 腦晶片助漸凍人症患者重獲「聲音」並完全控制電腦!

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Neuralink Implant
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人類生物學與先進科技的交會點,讓我們得以一窺過去僅存於科幻小說中的未來。由伊隆・馬斯克(Elon Musk)創立的神經科技公司 Neuralink 正站在這個領域的最前線,開發腦機介面(BCIs),有望為神經系統疾病的治療帶來革命性的改變。雖然這項技術仍處於初期階段,但早期試驗參與者的親身經歷,為我們理解其影響提供了強而有力的見解。其中一個動人的故事來自 Brad Smith,他分享了自己作為第三位、也是首位罹患肌萎縮側索硬化症(ALS)的 Neuralink 植入物接受者的經驗。

Neuralink Implant
Neuralink 植入物

Brad Smith:先驅者的視角

一段詳述其經歷的影片中,Brad Smith 不僅介紹自己是 Neuralink 的接受者,更是第一位罹患肌萎縮側索硬化症(ALS,俗稱「漸凍人症」)且無法言語的試驗參與者。如同 Brad 解釋的,ALS 是一種毀滅性的疾病,會逐漸摧毀運動神經元,導致肌肉控制能力喪失,但認知功能卻不受影響。對 Brad 而言,這意味著呼吸完全依賴呼吸器,且除了眼睛之外,身體其他部位都無法移動。因此,溝通完全仰賴輔助科技。

Neuralink ALS Patient Bradford G Smith With His Family
Neuralink 漸凍人症患者 Bradford G Smith 與家人

在 Neuralink 之前,Brad 使用的是眼動追蹤控制系統。雖然這本身已是「科技奇蹟」,但他覺得令人沮喪,並指出該系統在黑暗環境中效果最好,他幽默地將自己比作被困在洞穴中的蝙蝠俠。然而,Neuralink 植入物為他提供了新獲得的自由。他強調,無論光線條件如何,他都能使用電腦,讓他可以更自由地外出。

Brad 的旁白本身就是科技進步的證明——這是他原始的聲音,是利用 AI 從他因 ALS 失去說話能力前提早錄製的錄音中複製出來的。他使用 Neuralink 腦機介面來控制他的 MacBook Pro 上的滑鼠游標,讓他能夠編輯這段影片證言——這很可能是史上第一支使用腦機介面編輯的影片。這種控制程度象徵著在恢復數位自主權方面邁出了一大步。

Neuralink 如何運作:Brad 的解釋

Brad 對於 Neuralink 系統如何為他運作,提供了一個清晰易懂的解釋:

  1. 植入物:一個大小約相當於五個堆疊的美國 25 美分硬幣的裝置,被植入控制運動的大腦區域——運動皮層。這需要替換一小塊他的顱骨。
  2. 電極線:一台手術機器人會精細地將 1,024 條內含電極的超細線,植入腦組織幾毫米深處,並小心避開血管以盡量減少出血。
  3. 數據擷取:這些電極偵測與意圖動作相關的電訊號(神經元放電),每 15 毫秒擷取一次數據。Brad 形容原始數據流看起來就像電影《駭客任務》(The Matrix)裡的畫面。
  4. 訊號處理:植入物透過藍牙將大量原始數據無線傳輸到連接的 MacBook Pro。
  5. AI 解碼:電腦上複雜的 AI 演算法處理這些訊號,從背景雜訊中區分出使用者意圖移動的訊號。至關重要的是,Brad 強調,系統解碼的是他*移動*游標的*意圖*,而不是他的想法或內心獨白。
  6. 游標控制:解碼後的意圖轉化為螢幕上滑鼠游標的即時移動。

訓練與使用者體驗

Neuralink Activity Monitoring
Neuralink 活動監測

要讓系統變得直觀,需要訓練和校準:

  • 初始訓練:Brad 透過一個簡單的遊戲來訓練系統,在遊戲中他需要將游標移動到螢幕上的「泡泡」。黃色泡泡需要懸停,藍色泡泡則需要點擊。
  • 找到正確的控制方式:起初,團隊嘗試解碼預期的手部動作,但對 Brad 來說效果不佳。透過仔細比對大腦訊號與嘗試的動作,Neuralink 工程師發現 Brad *預期的舌頭動作*提供了最佳的游標控制訊號,而*咬緊下巴的動作*則最適合用於點擊。Brad 指出,這種控制方式隨著時間會變得不自覺,就像使用實體滑鼠一樣。
  • 性能指標(Webgrid):Neuralink 使用一種名為 Webgrid 的測試來量化意圖解碼的準確性和速度,以每秒位元數(BPS)衡量。Brad 的最高得分達到 5 BPS,相較於他使用眼動追蹤技術時不到 1 BPS 的體驗,有了顯著的提升。
  • 混合器(Mixer):一個允許微調的軟體工具:
    • 偏差校正:調整因大腦訊號不斷變化而導致的游標控制自然漂移——這個功能是透過人類回饋來完善的,這與早期動物試驗中的可能性不同。
    • 速度、摩擦力、平滑度:控制游標移動的速度和平滑程度。
    • 點擊硬度:調整「點擊」意圖需要多麼明確才能觸發。
  • 溝通工具:
    • Neuralink 鍵盤:一個為 BCI 使用而優化的虛擬鍵盤,包含預測文字功能。
    • 自訂面板:Brad 利用 Mac 的輔助使用鍵盤創建自訂面板,用於常用的快捷鍵(複製、貼上、復原等)。
    • 游標停泊區(Parking Spot):這是 Brad 要求的一項功能,讓他可以將游標「停泊」(透過將其移動到螢幕角落)起來,這樣在他觀看影片或休息時,游標就不會干擾。這一點至關重要,因為與之前的參與者不同,他無法使用語音命令來暫停它。
    • AI 聊天助理:為了彌合思考速度和打字速度之間的差距,Brad 使用了一個聊天應用程式。它會聆聽對話,並利用 AI(Brad 稱其使用了 ChatGPT 和他聲音的 AI 複製版)快速生成相關的回應選項。他分享了一個有趣的例子:當一位朋友想為喜愛馬的女友尋找禮物建議時,它建議「送她一束胡蘿蔔」。

Bradford G Smith 關於其 Neuralink 體驗的影片

這很可能是人類歷史上第一支使用大腦植入物編輯的影片。

Neuralink:更宏觀的願景與現狀

Neuralink 的總體目標是創建一個高頻寬、安全且可靠的腦機介面。該公司由伊隆・馬斯克創立,初期旨在為嚴重癱瘓的個體恢復溝通和環境控制等能力。長遠的雄心則擴展到可能解決失明、失聰和其他神經系統疾病,甚至可能增強人類的能力。

該系統包括 N1 植入物(大腦中的裝置)和 R1 手術機器人(設計用於精確、微創的植入)。在獲得美國食品藥物管理局(FDA)核准進行人體試驗(稱為 PRIME 研究計畫,全名為「精準機器人植入腦機介面」)之前,該公司因其動物實驗規範而受到審查。該研究於 2023 年開始。Noland Arbaugh 是首位公開的參與者,他在 2024 年初展示了玩遊戲和控制電腦。Brad Smith 的證言則為這項技術的發展增添了另一層關鍵的人類經驗。

影響與未來

Brad Smith 的故事有力地說明了 Neuralink 的潛力。除了技術規格之外,這關乎恢復連結、獨立和希望。他動情地講述了這項技術如何給了他「自由、希望和更快的溝通」。他視自己的參與(因搬到 Neuralink 設立據點的亞利桑那州而促成)為一個更大計畫的一部分,讓他能夠為可能幫助許多其他人的事情做出貢獻。

雖然承認「漸凍人症仍然非常糟糕」,但 Brad 強調了這對他生活的正面影響——使他能夠與 Neuralink 團隊合作,改善他的互動能力,並加強了他與妻子 Tiffany 的聯繫,他稱讚妻子是他旅程中不可或缺的一部分。他的經驗突顯了腦機介面開發逐步改進的特性,其中使用者的回饋直接塑造了諸如「游標停泊區」等功能。

Brad Smith 與 Neuralink 的旅程,凸顯了這項新興技術深刻的個人意義。儘管挑戰依然存在,通往廣泛應用的道路還很漫長,但他的經驗提供了一個具體的例子,說明腦機介面如何能顯著改善面臨嚴重身體限制的個體的生活品質,真正地在心智與機器之間搭起橋樑。

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