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创造大脑芯片以帮助“解锁”瘫痪者的思维已达到“临界点”科学、气候和科技新闻

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据这项技术的先驱者说,在首次展示脑机接口几十年后,我们已经达到了创造第一个可以读取我们思想的可靠设备的“临界点”。

罗德岛州布朗大学开发出第一个“大脑芯片”BrainGate 的约翰·多诺霍教授刚刚分享了世界杰出工程奖伊丽莎白女王奖,以表彰他在“解锁”瘫痪者思维方面所做的工作。

这位神经科学家说:“如果你想控制一台计算机,或者你想能够恢复言语,我认为我们没有理由不能像有人生产出经批准的设备那样快地看到这些。”

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多诺霍教授(左)因 2013 年脑技术工作而获奖。图片来源:路透社

现在最重要的是让设备“获得批准”。这意味着让医疗监管机构相信通过手术在大脑中植入芯片的好处大于风险。

以及为什么首次人体试验重点关注那些最需要医疗的人,比如颈部以下瘫痪的人。

埃隆·马斯克旗下的 Neuralink 是目前致力于 BCI(脑机接口)或脑芯片商业化的十几家公司之一。

它的技术基于多诺霍教授的早期工作——连接到计算机芯片的电极阵列,可以检测脑组织区域的神经信号,然后解码信号以恢复已丧失的功能。

马斯克的 Neuralink 正在寻求将大脑芯片商业化。图片来源:路透社
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马斯克的 Neuralink 正在寻求将大脑芯片商业化。图片来源:路透社


多诺霍教授和他的团队是第一个证明脑机接口可用于恢复瘫痪个体的有意运动(他们称之为“控制”)的人。

二十多年前,当他开始进行脑机接口研究时,一些神经科学家甚至不确定严重瘫痪患者的大脑区域是否仍然有效。

一些人怀疑它们可能会因缺乏使用而枯萎,就像一旦大脑发出的神经信号丢失,患者的四肢就会萎缩一样。

他证明他们错了。

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“当我们第一次打开它时,我清楚地记得这一点,”多诺霍教授说。

“那里会有什么东西吗?还是所有的神经元都会保持沉默?当我们打开它时,它就忙着活动……那时,我知道它会起作用。”

它确实起作用了。在一系列实验中,多诺霍教授的团队展示了他们的 BrainGate 芯片和相关软件,用于解码来自志愿者大脑运动皮层的信号,使他们能够移动屏幕上的光标,将文字转化为语音并控制机械臂。

那么,为什么在这些演示已经过去十多年之后,这些设备现在才进入首次临床试验呢?

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多诺霍教授解释说:“你可以在大脑中放置一个电极,首先是在动物身上,然后是在人身上,它可以发挥作用,但你需要有一种可以安全地植入大脑并永远植入那里的技术。”

制造能够最大限度地降低感染风险、可以植入脑组织的相关部分而不损坏脑组织并且不需要修复的计算机芯片和电极是重大的工程挑战。

电子工程师不会太担心的问题对生物学家来说却是一个主要问题。

多诺霍教授说:“如果你的设备上装有电子处理器,它就会变热,就像你的手机会变得非常热一样。”

“你不能这样。大脑只能容忍一两度。”

但随着三家公司首次在人体试验中使用不同设计的 BCI 设备,多诺霍教授相信该领域终于开始腾飞。

“这个奖项是一个如此重要的认可,以至于事情突然发生了变化,”他说。

我们的未来会读心术吗?

这位教授认为,像 Neuralink 这样资金雄厚的公司很可能会成功获得用于帮助严重瘫痪患者的设备的批准。

然而,进一步恢复失去语言或视力的人,并确保这些设备在人的一生中保持可靠,仍然是巨大的工程和神经科学挑战。

多诺霍教授认为,大脑芯片目前无法收集和处理足够的信息来接近“阅读”我们的思想。

但是,大脑芯片可能会捕捉到无意的想法或单词,这意味着我们现在应该认真考虑这些设备的伦理影响。

“这是一个问题,”他说。

“随着我们了解得越来越多,我们就能更多地了解你的想法。我认为从道德上讲,我们需要考虑如何保护个人数据。”



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