马斯克的脑机接口是什么水平？

马斯克的脑机接口是什么水平？

这是近几天的一个热门科学事件，常常闹出些科学惊人事件的埃隆·马斯克，就在前几天的8月29日又公布了一个的消息，由他主政的脑机接口公司Neuralink，开发了一款脑机接口产品~一枚与硬币大小差不多的芯片，还配套了一台可以自动完成植入芯片的手术机器人。

那么马斯克发布的这个脑机接口有什么与众不同呢？我们一起来讨论一下。

何谓脑机接口？

脑机接口又叫大脑端口或脑机融合感知。这是一项将人或动物大脑与外部设备建立连接通路的现代科学技术。这种接口有单向和双向之分，单向脑机接口计算机只接受大脑传来的命令，或者计算机发送信号到大脑。双向脑机接口就是大脑和计算机等外部设备能够进行双向信息交换。

其实脑机接口本身并非马斯克首创，早在上世纪，脑机接口的研究就已经遍地开花了，我们中国也参与其中，“中国脑计划”项目中就包含这样的内容，是国家重点项目。

这个领域比较著名的是被称为“科学疯子”的美国神经学家菲利普·肯尼迪。他从上世纪80年代就开始了脑机结合的研究，并于1996年就对一位濒临死亡的渐冻症患者大脑植入电极，以后还有过多次对瘫痪患者、车祸患者的植入实验，虽然取得一些进展，但没有明显成功。

为此，FDA（美国食品药品管理局）撤销了他进行人体实验的许可。当他的研究取得重大突破时，再也无法找到志愿者。为了不让自己29年研究白白废掉，他在2014年花费2.5万美元请了一位外科医生，请求它将这个电极植入自己脑中。手术前，他计划好了一切，也做好了醒不过来的打算。它存了足够撑几个月的钱，并且确保自己儿子知道自己在哪里。

但手术没达到预期目的。肯尼迪第一次从手术中醒来，一度失去了说话能力，无法对医生做出反应。几个月后，他不得不接受了10个小时的第二次手术。但此后头骨一直无法愈合，最终迫使他取出了电极。电极在他大脑存在了4周时间，他利用这段时间，收集了自己脑电信号大量数据，取得了今后研究的第一手宝贵资料。为此，虽然侥幸逃过一劫，却留下了9.6万美元的手术账单成为“负翁”，保险公司只承担了1.5万美元。

一些科学家们对他的做法存有争议，很多人对这种冒险做法并不赞同。但他的精神还是受到 社会 广泛赞佩，他被人们誉为“半机器人之父”。

脑机接口的案例还很多。

2008年，匹兹堡大学神经生物学家通过脑机接口，让猴子通过大脑操纵机械臂将食物取到并送入自己口中；2004年美国Cyberkinetics公司得到FDA许可，在一位25岁全身瘫痪的男子大脑中植入电极，这名男子通过意念控制电脑，能够看电视和发送电子邮件，甚至玩电脑 游戏 ，准确率达到70%。

2012年，在巴西世界杯赛场，一位瘫痪少年身穿巴西圣保罗的实验室设计的机器战甲，凭着脑机接口和机械外骨骼开出了一个足球；2015年，美国国防部高级研究计划局通过外科手术植入微芯片，实现了瘫痪人驾驶模拟飞机。

2018年，在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展(CES）上，日本发布了脑控车技术，驾驶员只要头戴一个特制头盔，无须植入脑芯片，就能够将脑电波快速传达给车辆，让驾驶变得轻松有趣。

还有很多各国科学团队，都在进行脑机接口实验，取得了各种进展和成果，如各种瘫痪病人，通过机械臂取得食物、取得饮料，还有通过意念，进行电脑打字等等。2016年10月，一名叫Nathan Copeland的志愿者，分别在运动皮层和感觉皮层植入电极，成功利用意念控制的机械手臂和时任美国总统奥巴马“握手”。这个实验的关键突破就是，这位志愿者脑海中产生了“握住”的感觉，奥巴马深感震惊。

因此马斯克的Neuralink公司发布的脑机接口整体技术本身，并不是一个新的东西。

马斯克脑机接口的成果。

发布会现场展示的是一枚23mmx8mm的芯片，这是Neuralink公司经过数年努力开发的一款最新脑机接口芯片，命名为Link 0.9。这款芯片能够感应温度、气压，读取脑电波、脉搏等生理信号，可以采集传输1024个通道的神经放电信号，无线传输范围约5~10米。

这项技术的原理是通过植入大脑的芯片，连接外部机器，可以读取人类大脑信号，并辨识出人的意图，将其转换成命令信号，控制外部机器设备执行人类意图，完成任务。在这个过程，人脑能够得到整个过程的反馈。

在这次展示上，马斯克弄来了几头实验小猪，通过植入小猪脑内的芯片，人们能够看到小猪在各种活动中的脑电波状态。

马斯克宣称，这项技术发展下去，将实现人们凭脑意识来控制特拉斯 汽车 、打 游戏 ，还能够治疗神经系统疾病，如改善由于大脑或脊髓受损导致的瘫痪、抑郁、失忆等病症状态，帮助渐冻症患者恢复感觉和运动功能等。

马斯克真正的“黑 科技 ”，是采用了“神经蕾丝”。

所谓“黑 科技 ”原本是网络动漫中非人力所能及的奇异科学技术，现在也泛指一些颠覆人类认知的新技术。马克斯的黑 科技 就是研制出一种叫“神经蕾丝”的东西。

何谓神经蕾丝？这是一个带有科幻色彩的玩意，在科幻作家莱恩·班克斯的笔下，“神经蕾丝”是通过高 科技 植入人脑的网状物，能够将人脑和计算机连接起来，相互通讯。而马斯克团队借用了这个概念，将植入人脑的纤维状“线程技术”叫做“神经蕾丝”。他们神经蕾丝的特点就是非常细小。

Neuralink宣称它们的神经蕾丝宽度在4~6um，约为人类头发丝的四分之一，未来植入时不需要开颅，只要用激光植入，这样就可以植入到更深的脑中，而对脑的损伤能够降低到很小程度。即便如此，真正要实现良好的人机互动，现在仍然任重道远。

就连Neuralink公司自己也承认，1024个通道信号是远远不够的，如要较为准确传输大脑860亿个神经元产生的复杂信息，至少需要100万个同时记录的神经元，这就意味着在小小芯片上要集成百万个电极。

这样，即便这种神经蕾丝只有头发的十六分之一大小，植入百万蕾丝也相当于6.5万根头发。我们想想，6.5万根头发植入人脑，难道不会细思极恐？因此，目前认为植入蕾丝对大脑伤害很小的优势将不复存在。

如何将连接神经元的“蕾丝”做得更细小，这些元件穿透大脑组织不导致损伤出血，如何解决免疫系统的排斥问题，什么材料能长期保留在脑中，如何解决芯片安全高效充电问题等等，将使Neuralink公司大伤脑筋，要足够时间来解决的问题。

但马斯克还是放了大话。

马斯克从来对他的“黑 科技 ”都是信心满满，这次也一样。他甚至扬言，他这个神经蕾丝技术的发展，未来能让人类在云端永生。从前面机械手与奥巴马握手，能够在瘫痪者大脑中产生“握住”感觉来看，这种人机双向信息交流已经并非神话，因此最终实现人机结合，改变人类生存形态的幻想再也不是梦想。

有人说，马斯克是一个大话连篇的人，甚至有许多人对他有时的大言不惭很是反感。不过马斯克是个奇人，迄今为止，他的大话都立足在科学精神和自己的不懈奋斗上，而且那些大话都一个个已经变成现实或正在变成现实。

比如他团队研发的轻便龙飞船成功载人上天，实现了与空间站对接的完全的自动化；他们研发的宇航服轻便美观，完全可以成为时装；他成功实现了火箭回收技术，大大降低了发射成本；他撕开了美国乃至全球航天领域国家独断的体制铁幕，成为第一家承接国家航天任务的私营公司；他还扬言很快送人登上火星，还有他的特斯拉电动车也风靡全球。

而他只是一个创业者和民营企业家，但人们把他称为“钢铁侠”。因此，我选择相信这位钢铁侠的“大话”。但我也相信，要实现这些大话，还需要很长时间的努力，我们要有足够的耐心。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

如果你平时留意 科技 进展的话，相信一定注意到了上周末的一条重磅新闻。那就是8月29号，伊隆·马斯克为他创办的脑机接口企业——Neuralink（也可以翻译成“神经链接”）公司，亲自召开了一场发布会，展示了旗下脑机接口产品的最新版本：LINK V0.9。这是一款微型脑机接口设备，外观看起来像一枚硬币，未来可以植入人的头部，全天无间断地采集大脑信号。

这条新闻发布之后，我注意到有不少质疑的声音。有评论认为，马斯克这一次不过是把脑机接口领域10年前就已经有的技术做了产品集成，没有什么本质性的创新。有人还指出一个细节，说这一次LINK V0.9版本中的用来采集脑电波的电极数量只有1024个，比神经链接公司自己去年的产品，反而还少了2000多个，认为这场发布会可能有夸大宣传的成分。

不过，得到上的彭天放老师有不一样的看法。作为《硬 科技 报告》的主理人，他一直很关注脑机接口这方面的进展，发布会后，他也第一时间请教了得到上《脑机接口》课程的主理人孙瑜老师，以及清华大学脑与认知科学研究院的研究人员。

他认为， 马斯克在脑机接口这个领域的动作，都指向一个方向，就是降低收集人脑数据的门槛。而这一点对于脑机接口走出实验室，走向商业市场，有重大的意义。

在今天的内容中，我就来跟你分享一下彭老师的观点，以下是彭老师的原话，我来为你转述一下。

你好，我是彭天放。

在发布会后，我们很自然地会有这样的疑问，马斯克这次发布的脑机接口产品是什么水平？有哪些真正的突破？距离能让我们直接用脑电波操控家用电器、玩 游戏 ，甚至实现我们小时候共同的梦想：直接用脑机接口给我们大脑传输知识，还有多远？

要想理解神经链接公司阶段性的进展，我们必须从所有脑机接口产品的终极理想形态说起。

我们知道，人的大脑是由数百亿个神经元相互连接组成的复杂系统。以我们今天对人脑的了解，我们的每一个想法，每一段记忆，都是以电信号强弱的形式存在于神经元连接里面的。于是很自然的，一个最理想的脑机接口，就应该能够同时测量这全部数百亿个神经元的活动，并且有能力对其中任何一个神经元信号进行控制和修改。这个终极形态的脑机接口也被叫做所谓“全脑接口”。

很显然，“全脑接口”是一个过于美好的理想，我们今天大部分人在有生之年恐怕是看不到的。但是我们也不用灰心。这就像我们今天使用的所有计算机也不是人们在18世纪最早构想的万能机器，而都是今天所谓的图灵机那样。对一个工程问题，科学家们总能找到一个接近理想的可行方案。

而神经链接公司的科学家们认为，这个可行方案对于脑机接口而言，只需要接口的带宽达到大概100万个神经元的量级。也就是说， 当脑机接口产品能够同时监测100万个神经元的实时信号时，就足以产生很多颠覆性的功能了。 比如，用脑电波玩 游戏 、操控飞机轮船，甚至人与电脑之间可以抛弃鼠标键盘，而直接用脑机接口传递信息等等。

那你可能要问了，距离这个简化版的方案，马斯克还有多远呢？诶，你会发现这个问题的答案，比起刚刚距离“全脑接口”这个终极理想的答案，可能要乐观得多。我们下面用一个最简单的模型来估算一下：

由于脑机接口的带宽大概跟传感芯片电极的密度成正比，我们不妨假设，脑机接口的带宽在未来可以按照芯片摩尔定律的速度增长，也就是每18个月翻一番。以8月29号这次发布会上具备1024个信号通道的产品作为起点来估算，假设目前每条信道只测量一个神经元的活动，那距离未来理想中具备100万个神经元带宽的脑机接口，大约需要15年的时间，也就是大概2035年前后。

这15年的时间听起来似乎还是有点长，但是比起刚刚“有生之年”的答案就是一个好得多的、可预期的结果。

不过听到这里我想有人可能要说了，彭天放这好像是在帮着马斯克吹牛啊。刚刚说了半天都是未来的事，这一次马斯克的发布会上有什么实打实的突破吗？

确实，刚刚的估算只是用过去类似技术的发展经验，指出一个原则上可行的未来。而 马斯克真正的过人之处，恰恰是他能够规划出一条从现实到未来的路径。 这一点从他过去成功推动商业航天和电动 汽车 的颠覆式创新来看，也是得到了反复验证的。

这些过去成功的经验，我们限于篇幅就不展开讲了，还是回到脑机接口技术。我们知道，今天的脑机接口技术，不论是在产品的带宽、识别的准确度，还是生物兼容性等等方面，距离刚刚提到的理想方案还有很大的不足。那马斯克是打算如何带动脑机接口产品从今天到2035年这15年的发展呢？

从这一次发布会，我认为在马斯克看来，推动脑机接口产品成熟的关键很可能就在于数据两个字上。

过去的脑机接口技术尽管发展得很快，但其实在数据获取的渠道以及数据量上还是非常有限的。 举例来说，我们看到过去大部分脑机接口研究的数据获取，要么需要招募志愿者，要么需要找到碰巧患有脑部疾病的人。总之，都是在比较短的时间跨度，在有限的人群身上，通过实验室内的设备获取的少量数据。

而我们知道，面向大众的电子产品，往往是需要大量用户数据作为产品设计和优化的依据，才能最终成熟推向市场的。更不要说是这种需要嵌入人头部的电子设备了。由于过去采集数据规模有限，除了发表论文之外，产品开发人员其实很难得出一些对脑机接口产品功能有帮助的结果。

于是，从产品到数据，到更好的产品，再到更多的数据这样一个正反馈飞轮就很难转起来。更不要说对于大量脑电波信号所表达的确切含义，我们其实还不是很清楚，这都需要海量的数据作为研究支撑。

而这一次马斯克发布的产品，我认为， 主要就在尝试通过优化脑机接口的产品体验，解决数据获取的门槛过高的问题。 我们可以看出，与以往的脑机接口设备相比，这一次产品最明显的变化，并不是技术底层有突破，而是它在用户体验上做了很大的提升。

以往这种需要植入人头部的脑机接口设备，它们的设计大都脱胎于实验室，不仅比较笨重，而且经常需要从人的头里面连出几根数据线，给人一看就是一副医疗仪器的样子，佩戴和使用都很不方便，甚至可能对于使用者的自尊心都会有一定影响。

而这一次发布的产品只有一枚硬币大小，未来计划通过一个小的手术嵌入人的颅骨采集脑部信号，并且使用无线的方式远程传输数据，甚至可以通过类似手机无线充电的方式进行充电。在使用的体验上，这款产品并不像一个医疗仪器，而更像一个 健康 手环。我在文稿区放了一张这款产品拿在手里的照片，你有兴趣可以看一下。

据马斯克说，未来这款产品安装在人的头部之后，可以做到外观上几乎和普通人没有区别。可以看得出，这一次产品发布的所有细节，都在为优化用户的使用体验，降低数据的收集门槛做准备。

另外，由于脑机接口产品成熟度不足，过去的产品可以说五花八门，不像智能手机有类似触摸屏、摄像头这样行业默认的设计模式。这就不利于产品在已有的标准上进行迭代优化。

而这一次神经链接公司发布的产品，本身产品化、集成化的程度更高，甚至为了产品更好的设计感，有意地把信号通道的数量从过去的3072个压缩到了1024个。这就是不惜牺牲一定的数据带宽，换取产品的使用体验。

而且，神经链接公司还专门为这款脑机接口的植入设计了手术机器人。未来预计植入手术的时间可以缩短到一个小时。这不仅对于使用者而言很方便，就像做激光近视手术一样；对于产品的开发而言，也有利于明确产品的大小、接口类型等等开发标准，提高未来产品优化迭代的速度。

上面说了这么多，都是我们看到这次发布会中体现出的，马斯克对未来产品的规划以及雄心。但是不得不说，这一次的产品，还是有很多明显需要改进的缺陷的。

首先，从这次产品的命名来看，叫做LINK V0.9版。这就意味着， 目前这款产品还不是能够安全、合法地，在人体上进行测试和使用的脑机接口设备。 事实上这一次发布会的产品展示，只是使用了三只小猪作为案例。而且其中只有一只小猪，在展示的当天头部植入了这款脑机接口设备，另外两只小猪是作为对照组出现的。这多少会让这次产品发布的说服力打一些折扣。

其次，这一次发布的产品只展示了对大脑信号的读取功能，而没有展示向神经网络中写入电信号的功能。 也就是说这次的脑机接口，仅仅在小猪运动或者闻到特定气味的时候，读取了神经兴奋的信号；但并没有能够向小猪的神经网络中输出信号，影响或者改变小猪的行为。虽然马斯克在发布会上表示，这款产品在未来可以向人脑的神经元输出电信号，来治疗某些精神疾病，或者增强人的大脑机能，但是从这次的产品展示来看，这项功能应该还不成熟。

第三，尽管这款脑机接口设备通过比较成熟的产品设计，降低了数据采集的门槛，但是对于采集到的脑电波数据本身，如何进行有效的编码解码，分析数据的内在含义，未来还需要大量的研究工作。 像马斯克所说的治疗心理疾病，提高学习效率，甚至上传人的记忆等等酷炫的功能，距离实现可能还有一定距离。

除此之外，还有人担心长期植入这款产品产生的排异反应；由于电子产品的更新换代需要频繁更换硬件的问题。这些都是未来马斯克的神经链接公司需要改进的地方。

不过我想，对于这一次发布会而言，所有上面这些缺陷都是情有可原的。因为这次发布会的主要目的，其实并不是发布一款已经成熟即将上市销售的产品，而是马斯克想通过这次产品展示，为他这家成立仅有三年半的创业公司招贤纳士。在发布会的最后，他表示这家目前只有100多人的公司，未来希望能扩张到1万人左右的规模。

最后我想说，脑机接口是一个非常复杂的领域，里面依然面临着许多的技术以及伦理挑战，你如果有兴趣，进一步了解可以学习我们得到上孙瑜老师的《脑机接口》课程，我也会为你继续关注这一领域的进展。

好了，以上就是彭天放老师为我们带来的解析。脑机接口是一个非常复杂但也很让人很着迷的领域。这个领域最吸引我的地方在于，它可能会为我们创造一个全新的沟通界面。如果我们不需要用语言沟通，而是可以通过脑机接口，跟别人交换意识，实现“脑脑交互”，那这会是一个什么样的世界呢？欢迎你在留言区，分享你的脑洞。

感觉脑机芯片就是骗局，不应该叫脑级芯片，应该叫，肌肉感知芯片，看到的都是通过脑电波，破解后的认知，是物理振动，不是认知信号。叫脑，不合适，叫肌肉感知比较准确。

用肌肉感知获取人的认知，实验量应该非常巨大，这和采集大数据同理。

这就是大数据采集和应用，不是什么高 科技 。

真正的脑级芯片不应该这样，真正的脑机芯片应该是主动，被动信号的双向采集，物理信号只是其中的一部分，中枢神经的温度感知也应该有，人体的温度每时每刻都在变化，破解人体温度信息才能接近真正的脑机芯片，

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