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马斯克的脑机接口秀有重大突破吗?-----人眼新问(20)

已有 1063 次阅读 2020-9-5 21:26 |个人分类:博客|系统分类:观点评述| 马斯克, 脑机接口秀, 盲人复明, 重大突破

马斯克的脑机接口秀有重大突破吗?

Is Musk's BRAIN-COMPUTER interface show a big break?

------人眼新问20马斯克脑机接口能让盲人复明吗?

都世民(Du Shimin

摘要:本文首先讨论马斯克的脑机接口秀有没有重大突破?有关专家对此发表的看法,笔者加以综合,以此说明这次发布会并没有重大突破,阐述其相关内容,便进一步讨论有关问题

关键词:马斯克,脑机接口秀,盲人复明,重大突破。

 

突破在哪里?

20200829DeepTech一篇报道这场15 万人在线观看的直播中,马斯克发布了传说中的Neuralink脑机交互设备,并向大家展示了三只植入脑机芯片的小猪。马斯克现场“遛猪”,宣布在脑机接口重大突破!这是马斯克的 Neuralink 的发布会。在其他网站也有相关报道,已成为网络上的近期热点话题。(https://tech.ifeng.com/c/7zK9RX7yb7z

·哈佛大学脑科学博士韩璧丞告诉 DeeptechNeuralink 发布的高通量电极的接口装置是一个突破这是工程上的重大突破这位非侵入式脑机接口公司的创始人侵入式脑机接口发布会表的看法没有说明电极的接口装置减少发热、散热、结构复杂程度、激光器拆装是否方便?成本是否低廉等多项技术指标如何综合考虑?

· 杜克大学研究员刘冰却认为马斯克展示的所有技术都是早已存在的,并没有特别新的东西。

· 英国纽卡斯尔大学教授安德鲁·杰克逊指出,这次展示中并没有什么“革命性”的内容,主要展示了在解决多电极植入的工程挑战方面取得的新进展。

· 我国植入式脑机接口和计算神经科学专家刘冰认为,马斯克没有提供特别的新知识、没有展示全新技术,因此马斯克也算不上夸大其词

· 柔灵科技公司创始人孙瑜则认为,马斯克所展示的,是把一项已有的技术产品化,不再是冷冰冰的机器,或者是电极。

· 马斯克现场“遛猪”主要展示了在实现脑机接口的技术路径方面的探索,而非基本原理或技术应用上的突破。

业内专家认为,脑机接口技术的突破应在传感精度、集成计算效率、编解码能力、互适应手段等方面下功夫。

笔者思考马斯克的新近发布会,确实没有展示创新的内容,只是作了些技术改进也就谈不上有什么重大突破!为什么会这样说呢?

脑机接口的两种方式的争论由来已久

早在20世纪20年代科学家发现脑电波后,对脑机接口的探索就已经开始。此后数十年,这项技术逐渐带来一些实用化产品,比如为失聪者植入人工耳蜗可恢复听力。总体来看,脑机接口的应用主要集中在神经康复和辅助医学领域,在重症医学领域的应用十分有限。

脑机接口已经有几十年的历史,逐渐形成了两大派别:侵入式和非侵入式。两者的区别在于是否需要进行开颅手术会带来什么样的风险非侵入式脑机接口像是做脑电图检测,设备从头皮或大脑外围获得信号,这种方式的优点是不会产生创伤;而侵入式则要在大脑植入芯片,但是获得的信号非常精准。在脑机接口领域,侵入式和非侵入式的争论由来已久。

上述争论的焦点是什么?

入式的创始人韩璧丞认为只有那些有脑疾病的患者才可能愿意接受开颅手术,这导致了至今没有普通人身上数据;二是人类大脑中有近千亿个神经元,要去精细获取每个神经元的信号几乎不可能,而单个神经元的信号并没有太大应用价值

认同侵入式脑机接口的认为在大脑之外获取大脑内的神经信号,好比在大海边捕捉蚊子飞过的声音,无论怎么努力,信号的纯净度存在瓶颈。

马斯克也想减少侵入式的开颅风险。他曾表示,希望植入(芯片)过程能够像激光近视矫正手术一样没有创伤,甚至不需要全身麻醉另外这种做法很容易受到黑客的攻击,带来不可估量的风险以及隐私问题

这是上述争论的关键所在。应当指出的是,这次发布会并没有人体实验的数据,因此风险承诺更难评价,在帕金森手术中植入的是单个电极,如果植入上千的电极,问题可就大多了。

也就是说对马斯克的发布会有没有重要突破?涉不涉及两派的争论笔者思考应该不涉及。

如何解读马斯克展示的具体内容?

1马斯克首先演示的手术机器人,这不是新的话题

可以把 Neuralink 的新版芯片 LINK V0.9 植入动物脑内。芯片尺寸为 23mm X 8mm需要在颅顶开洞,将其植入,安装方式与头骨平齐

2马斯克展示现场遛猪是想此证明该设备对大脑信号的采集和解读能力。对此韩璧丞认为MIT sodini 实验室此前发布过一个类似实验,在猪的脑表面读取了类似 ecog 信号。

3脑机接口和机械臂

中科院深港脑科学创新研究院李骁健博士说,早先美国国防部资助的脑控机械臂的需求,借助于脑机接口和机械臂,让 缺胳膊少腿的伤兵能实现生活自理。早期做的这类电极要扎得比较深,是戳进大脑深处(DBS,即深度脑刺激疗法)。

教授级高工的李骁健博士也认为马斯克展示的这种电极不会扎得深,就是刺在大脑皮层上,实际上就是运动控制

4关于盲人复明的研究

过去有商业公司尝试在盲人的视觉皮层植入电极,期望让盲人获得视觉感应,目前只能让盲人看到一些光亮,根本没有真实视觉。欧盟的脑计划也有此相关内容,深圳的研究所也做这方面的工作,没有成功的相关报道

5机器与大脑之间的解码与互动

关于马斯克所阐述的这项技术的其他一系列应用,则都要牵扯到机器与大脑之间的解码与互动。

北师大珠海校区认知神经工效研究中心的李征研究员认为如果不考虑精度的话,对于脑电波的解码在2009 年就已经有人做了马斯克那个视频,一些变量精度的确提高了,他们选择的解码比较容易。

密歇根大学医学院麻醉系的黄梓芮博士认为目前的芯片植入主要针对运动皮层,而运动皮层信号的解码技术早已实现,不是难点。

如果马斯克发布会涉及解码人类语言,决策或意识内容,那么一定要有神经解码的新技术Neuralink 与人脑打交道,缺少神经科学的知识,机器学习也可能会走弯路。

李征认为,马斯克对于这个项目的诸多美好设想,目前的限制不是硬件,而是神经科学知识。我们对一些疾病了解还不够深入,所以即使他们今天已经做好了植入系统的硬件、软件和 FDA 的许可,还是不能解决马斯克列出的大部分问题——或许能解决一两个,其他的都要等着神经科学或者其他方面的研究到位才能做到。

在美国多年从事康复研究的林方博士认为,脑机接口只是作为辅助工具,帮助那些有语言障碍或者运动障碍的人实现正常的器官功能。Neuralink 目前能解决与动作有关的信号解码,但与人的思维意识还有很大距离。

6无线传输

林方博士评价,Neuralink 的系统实现了微型化,没有现有设备的累赘,但还需要实现解码信号的无线传输。只是相对于有线传输,无线传输需要解决电池能耗问题和解码信号的高保真问题。电池的问题或许通过无线充电来解决,否则长期而言就需要反复拆卸、安装植入大脑的装置。

黄梓芮则认为,基于我对发布会内容的理解,这无线传输似乎已经实现。目前的主要挑战是距离限制(3-10 米),有效频段范围和数据的质量。

http://nws.sciencenet.cn/20200829

http://dy.163.com/article/FLHSBJ1605119734.html

http://news.sciencenet.cn/  2020/9/1 14:42:21

(微信号:ChinaVentureWeixin

https://www.linkedin.com/feed/news/马斯克靠小猪掀起脑机狂潮-4932148/

 

问题在哪里?

马斯克在发布会上说,未来人人都可以在脑部植入一个芯片,解决从记忆力丧失到听力丧失、失明、瘫痪、抑郁、失眠、极度疼痛、焦虑、成瘾、中风、脑部损害等一系列问题

在马斯克看来未来的前景十分美好:

·可以用来重新训练大脑中导致上瘾和抑郁的部分

·可以帮助强迫症患者,是否可以刺激催产素、血清素和其他化学物质的释放

·可以帮助那些患有受伤、自闭症和肌萎缩性脊髓侧索硬化症或 ALS 的残疾人

·可以直接用我们的芯片播放音乐。马斯克的芯片成了“播放器”。

实际上Neuralink 的目的是实现人机共生或人机融合、恼融合。这与美国人工智能专家库兹韦尔一样的思维,一样的诳语

·有人担心人工智能会屠杀人类,因此需要寻找解决的办法,这就是和机器结合,通过脑机接口,实现带宽的信息传输。如果你不能打败他们,那就加入他们。这是脑机融合的研究目的吗?

·Neuralink 是马斯克的联合创始人之一,2019 年的发布会之前,他曾公开表达质疑。他向《麻省理工科技评论》表示,马斯克推动的技术更适基础研究,推动人类使用这种技术可能为时过早

·2017 年,研究小组曾在一次手术中将 10000 个电极植入活羊的大脑,但实验失败了。没有说明失败的原因。这表明植入电极越多是不是就越好?

· Neuralink使用的是柔性聚合物,这种聚合物在人体内不太可能使用十年,如果材料更新,难道再进行升级手术不可吗?至少电池是需要更换,一个正常人谁能干这种事情

笔者思考

应当指出的是,上面综合了专家的有关评论,都是属于同向思维,同方向研究的专家,但是没有对脑机接口有不同看法的专家的意见,如何检验马斯克对他研究的脑机接口的诸多承诺?笔者认为,首先应该是在视觉方面,因为人眼的感官信息占了绝大部分,因为人的视觉又与大脑有关,还与心有关,这些问题如何解决?例如,

· 视觉系统到底有几个通道?视觉系统的反馈通道在哪里?视觉通道中有没有无线传输通道?

· 视觉系统的宏观与微观的关系,怎么才能找到他们之间的链接?怎样解释这之间的运行机制?

· 视觉系统的细胞之间的同步运行机制,在引入诸多电极以后,这两者是什么关系?电极之间的同步与细胞的同步,是不是相同的运行机制?

· 脑电波与视觉之间的关系,这之间的细胞连接至今不清楚,神经元回路能不能够与实际细胞连接相同?尚未证实。

· 脑机接口能否让盲人复明?欧盟的计划还有三年时间,就可以知道他们解决了盲人复明问题没有?研究盲人复明问题,还有其他方法,这些方法之间,谁能解决?谁能搞清这之间的内在机制?马斯克认为10年内能解决,他的话能不能兑现?只能拭目以待!




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1 范振英

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