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   【科技】  文章日期:2017/07/12

馬斯克心心念念的“腦機結合”大業, 終于得到美國國防部的認可與資助|潮科技

作者| 田煦陽

編輯| 傅博

Paradromics Inc的創始人兼CEO Matt Angle因為自己原來看似腦洞大開的想法一直被人們當做瘋了的科學怪人:

多年來,他始終堅信解決神經科學屆最大難題之一只有一種方案——腦機結合。而更容易讓人產生懷疑的是,他們居然聲稱幫助他們在該領域取得重大突破的硬件制作技術來自于上世紀60年代的摩爾多瓦(在那時,這個狹小的全歐洲最貧窮國家還是蘇聯的加盟國)。

但是人們現在對他的態度開始轉變了,扎克伯格和“鋼鐵俠”埃隆.馬斯克也加入到了這一陣營里來。難道我們要把這些赫赫有名的科技大佬都一棍子打成瘋子不動搖么?

看來可能我們對于科技的見地還不夠深入,大佬們如此執迷于腦機結合一定有他們的道理。可能只是我們目前尚未了解這項技術,或是完全沒有接觸到其核心部分。

而今天,Matt Angle這位具有資深納米科技和神經科學背景的斯坦福博士后迎來了一個重大利好消息,美國國防部決定給他在硅谷中心的圣何塞創辦的Paradromics Inc蓋章認證。

可想而知,一旦得到官方認證,這項技術的“前途”已經變得愈加明朗。

美國國防部共資助了六家公司共6500萬美元的金額,來發展可同時在人腦里記錄超過一百萬個神經元的技術。而Paradromics Inc正是這六家公司的主導者。

馬斯克心心念念的“腦機結合”大業, 終于得到美國國防部的認可與資助|潮科技

記錄大量神經元的數據可謂是腦機結合的萬里長征第一步。無論科學家們是想建立起人腦和計算機之間的無縫、大量數據傳輸的連接,亦或是在腦機結合技術發展到一個比較成熟的階段后開展損傷知覺的修復(如失明,失語癥),都必須從記錄神經元做起。       

今年開始,腦機結合這一黑科技開始從暗處進入人們視野,得到了相當量的曝光。

首先是在三月末的時候,Elon Musk對外披露了其資助了估值達到1億美元,專攻腦機結合的初創公司Neuralink(這名字起的還真是耿直)的消息。緊接著,不甘人后的Facebook也”沒沉住氣”,宣布其正在研發能直接將腦中游蕩的思想轉化為實實在在地文字的消息,這樣從今以后人們通過冥想即可起草電郵和稿件。

但是,這些奪人眼球的“禁術”紛紛刷屏搶占頭條時,也引爆了大規模的質疑。因為無論Musk還是fb都沒有披露他們技術的細節,很難不讓人對其產生懷疑。

不過這份由美國國防高等研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA,美國國防部下屬機構)簽署的聯邦合同,使我們有機會一窺腦機結合這一最新黑科技的部分技術細節。

應用在本項技術中的硬件包括:可放置在腦內的靈活電路,只有沙粒大小的無線“神經顆粒”以及可同時觀察數千個神經元的全息顯微鏡。而另外兩個意圖使人們恢復視力的項目還采用了發光二極管來覆蓋大腦的視覺皮層。

Paradromics分得了6500萬美元中的1800萬,已然超過了四分之一。

但這并不意味著Paradromics可以隨心所欲地支配這筆巨款,他們必須要滿足國防部對于技術開出來的一系列條件(國防部居然也成了投資人,感覺有點神奇),比如植入腦內的設備大小不應超過硬幣,必須能同時記錄超過百萬個神經元,以及最重要的是,必須能夠將信號返還給大腦(這一看,也是赤裸裸的人體數據呀)。      

馬斯克心心念念的“腦機結合”大業, 終于得到美國國防部的認可與資助|潮科技

線纜被連接在一起產生電信號接觸

Matt Angle表示:

“我們需要努力找到應用尖端技術和盡可能一次掃描盡可能多數據中的最佳平衡點,而我認為我們已經找到了。同時,還需要注意技術的可行性,確保其能轉化為實實在在的產品而非始終停留在空中樓閣之中。”

為何Matt Angle和他的Paradromics開發出的神經元記錄技術如此受到重視?因為科學家們在掃描人腦神經元這件事上,已經止步不前超過了一個世紀之久。

上一次這方面的重大突破還要追溯到使用金屬電極來聽取單個神經元的電振動信號,自此之后,科學家們能在活動人腦中同時記錄的神經元數量就從來沒突破過幾百的“小關”。

這區區幾百個神經元的數據,對于透徹研究擁有超過800億個神經元的大腦可謂杯水車薪。

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大腦結構

現年32歲的Angle自稱早在研究生時代,他就已經對這項課題十分感興趣了。他曾想鉆研氣味在嗅球(olfactory bulb,大腦最前端的部位,就位于鼻子之后,用來感知氣味)是如何表現的這一課題,但是由于當時落后的神經元記錄技術而作罷。這段失敗的科研經歷也間接或直接地導致了他創辦Paradromcis。       

事情得以出現轉機,還要感謝Matt Angle大學時期摯友的父親,一位霍華德大學(Howard University)的教授從厚厚塵埃中重新翻出了文章開篇提到的來自摩爾多瓦的黑科技——將熾熱的金屬和其貌不揚的極細絕緣線圈延展至區區20微米厚度。

開發這項與生產光纖十分類似的技術的最初設想其實和腦機結合沒有任何關系,僅僅用來供酒店在毛巾中縫入磁線以防客人偷走它們。

幸運地是,Angle和他的同僚——來自弗朗西斯.克里克研究院(Francis Crick Institute,以發現DNA雙螺旋結構的著名科學家命名)的Andreas Schaefer和斯坦福的Nick Melosh,沒有被這項技術看似滑稽的用途蒙蔽了雙眼,迅速意識到了這種材料可以使他們迅速與大量腦細胞產生電信號聯系。

馬斯克心心念念的“腦機結合”大業, 終于得到美國國防部的認可與資助|潮科技

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馬斯克心心念念的“腦機結合”大業, 終于得到美國國防部的認可與資助|潮科技

(從上至下分別為Angle,Schaefer和Melosh)

Angle介紹道,現在他們的團隊開始訂購巨額的線纜,并將他們捆綁成束(一束約含10000根線纜)。線纜的一端需要被削尖成針的形狀,從而進入大腦內部。

Angle相信他們成功找到了線纜最為合適的厚度,既不會彎折,也不會對大腦造成傷害。而線纜的另一端則被人為地緊密聯結在一起,經過拋光后裝載了微處理器。它們將被用來探測從大腦中通關線纜傳輸出的電信號,為研究人員進行下一步的分析工作創造條件。

馬斯克心心念念的“腦機結合”大業, 終于得到美國國防部的認可與資助|潮科技

Paradromics目前可涉及到的最終目標是打造聯通大腦中語言中樞高密度的腦機結合,從而使公司深入了解人們在說話之前具體的思考過程。

如果這個目標能順利達成的話,這家腦機結合的初創公司還將與神經科學家聯手探索承擔更復雜功能的大腦分區,比如主管人類復雜行為甚至是可以自己產生知覺的神經元。  

在Paradromics的官網上,我們看到了他們的雄心壯志和普世關懷。

“失明、失語、癱瘓、ALS……這些不幸的癥狀其實有著相同的起因——大腦與外部世界的關聯出現了崩壞。而我們正處在一個萬物間的關聯都正在變得越來越緊密的世界中,門鎖、溫度計、電視等等都已連接上了互聯網,電視會議早已不再新鮮,無人駕駛和無人機正在崛起。”

“我們想,如果與周遭世界連接失常的病人能將自己的大腦連接上計算機,他們的情況會不會有所改觀?在和諸多政府、學術、企業、臨床伙伴齊心協力的緊密合作下,Paradromic正在打通大腦與更廣闊數據相連的渠道。”

“我們雖然目前尚不能治愈失明或是麻痹,但是我們希望通過自身的努力,讓這些不幸的患者重新與世界相連。”

(部分信息來源:MIT Technology Review)

~原文網址~
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