本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42）石川澪 白虎，作家：代天医、黎小球，裁剪：Odette石川澪 白虎，题图来自：AI生成
当地时刻9月17日，马斯克的脑机接口公司Neuralink通知，Blindsight（盲视）已赢得好意思国食物药品措置局（FDA）的“突破性诞生认定”。
要是一种医疗诞生对严重疾病的会诊或诊疗至关遑急，FDA可能会授予诞生此类认定，目的是加速该诞生的开拓和审查。｜X@elonmusk
早在本年1月，马斯克就在外交平台X上通知了Blindsight方法。它旨在通过脑机接口时刻，匡助视障者规复眼力。本年3月份的时候，植入物如故在盲猴身上阐扬作用。
一部分视障患者是由于眼睛或视神接纳亏蚀去了广大眼力，但他们大脑的视觉皮层是齐全的。要是将脑机接口诞生植入到大脑的视觉皮层中，在电刺激的匡助下，视觉信息便不错绕过受损的眼睛或视神经顺利传递给大脑，这类患者便有但愿“看见”。
马斯克3月份说：分辨率一运行会很低，就像早期的任天国显卡一样，但最终可能会进步广大的东说念主类视觉。但也有顾问者认为靠盲视这么的皮质植入物不太可能进步东说念主类广大眼力。丨X@elonmusk
盲视是脑机接口将外界信息传输到大脑的其中一种应用，当今脑机接口还不错将触觉等信息传入大脑。在输出大脑信息、用念念想适度诞生方面，脑机接口如故不错作念到迁移光标、轮椅或假肢，以及发声言语等。
脑机接口勾搭东说念主脑的这一端，可分为非侵入、侵入和半侵入三类。其中，盲视等方法接收的侵入性接口需要通达颅骨，将皮层内微电极植入东说念主脑，是三类中信号质地最好的。底下是这类脑机接口的一些新近突破。
瘫痪10年用机械臂喝水，假手也有触感
通过脑机接口（brain-computer interfaces，BCIs）适度机械臂，匡助瘫痪者完成日常动作，是顾问者起始尝试杀青的功能之一。
2012年的一项首创性顾问，将脑机接口与机械臂连结，让一位因卒中手脚瘫痪14年的患者规复了部离异部功能，第一次杀青我方用“手”喝水。
接下来的顾问不休提升脑机接口适度的精采进度，加多机械臂可举止部位和畅通见解，但作念出的动作遥远不如东说念主类的快速和准确。部分原因是，健全东说念主拿取物体时依赖触觉，要是手部丧失嗅觉，仅靠视觉判断，提起杯子这种浅易动作也会变得冷静机诈。
通过脑机接口适度机械臂时，也存在相似的问题。于是，顾问者为机械臂使用者提供了触觉响应，并将驱泄气布在2021年的《科学》。
顾问参与者是一位28岁男性，因颈部脊髓挫伤而手脚瘫痪10年。顾问者为他植入了2个有88个电极的微电极阵列，位于大脑畅通皮层适度手臂和手的位置，用来测量并分析他想要作念出什么动作。大脑神经元发出的信息，解码后传递至机械臂，适度机械臂作念出抓持等动作。
另外2个有32个电极的微电极阵列，被植入到引起手掌和手指嗅觉的大脑嗅觉皮层。机械臂手中的传感器吸收到压力信号后，通过脑机接口将信号传导到参与者大脑，引起手触摸到物体的嗅觉。
双向脑机接口暗意图。A：参与者通过大脑皮质内BCI及时适度机械臂，适度包含5个维度（深蓝色箭头）；B：4个微电极阵列被植入大脑左半球。畅通皮层阵列（浅蓝色）记录东说念主适度假肢的神经举止，嗅觉皮层阵列（红色）传递刺激信号，唤起手部嗅觉，两个方朝上的信号同期传导；C：机械手电极的扭矩测量，彩色方块代表感知手部刺激的电极和位置；D和E：嗅觉和畅通讯号处理；F和G：两种测试任务的鸟瞰图。｜Kenzie Green
参与者鉴识在有和莫得触觉响应的要求下，作念了9种拿取物体的测试，共108次。莫得触觉响应的时候，测试总得分为17分，仅一次测试赢得满分3分；有触觉响应的时候，总分21分，满分15次。添加触觉响应，将告捷完成测试的时刻减少了51.2%，中位数时刻从20.9秒减少到10.2秒。速率提升主要来自尝试抓起物体的时刻裁汰，因为莫得触觉响当令，参与者需要花更多时刻把手放在确保能抓稳物体的位置上。
当今，适度机械臂的脑机接口，如故不错匡助手脚瘫痪者完成一些日常动作，况且通过提供一定的触觉响应提升了动作速率。往时的顾问，还将连续探索如何让念念想对诞生的适度更精采，以及诞生如何更有用地为大脑提供响应，最终使东说念主对外部诞生的适度才智尽量接近对东说念主体的适度。
手脚瘫痪者通过脑机接口适度机械臂抓取物品。左图为开启触觉响应，迁移物体速率较快；右图为关闭触觉响应，仅依靠视觉，抓稳耗时较长。｜参考文件[11]
另外一种匡助瘫痪者的脑机接口不疏导机械臂，而是费力能性电刺激疏导患者我方的肢体。2014年，又名53岁的脊髓挫伤男性加入BrainGate2临床查验，于大脑畅通皮层手臂区域植入2个微电极阵列，右侧手臂植入36个电极。微电极阵列记录到神经举止后，举止被解码为号召，通过肌肉内的电极刺激手臂肌肉收缩，并适度手臂支架。
脑机接口和功能性电刺激系统开启之前，患者只可作念出细微的肘部抽动，十足无法迁移手部。开启后，患者不错自觉进行肩、肘和手部环节畅通，比如收拢咖啡杯并将其送到嘴边（植入后463天）石川澪 白虎，以及我方吃饭（植入后717天）。
无论是通过机械臂如故我方的手臂，规复失去的手部功能，为瘫痪患者提供了完成日常生涯举止的可能性，匡助他们提升孤独性和生涯质地。
患者通过脑机接口和功能性电刺激系统，伸脱手臂接住咖啡杯并送到嘴边，临了减弱咖啡杯。｜参考文件[10]
Neuralink，让瘫痪患者宅心念玩起电脑
在科技边界，埃隆·马斯克（Elon Musk）的脑机接口公司Neuralink一直备受关心。Neuralink的植入诞生侵入性强，它会将特地渺小的电极顺利植入大脑组织中，以尽可能接近谋划神经元、捕捉到更准确的电信号。
当今，如故有两位参与者植入了Neuralink的脑机接口诞生。
第一位参与者叫诺兰·阿博（Noland Arbaugh），他于2024年1月接受了植动手术。诺兰2016年在一场游水事故中受伤，导致手脚瘫痪，生涯也从此篡改。
诺兰接受的是Neuralink的N1植入物，也称为“勾搭”（the Link）。该诞生有1024个电极，漫步在64根导线上。为了将这些柔嫩的导线顺利插入受试者的大脑，Neuralink还开拓了一种手术机器东说念主。
N1植入物、N1充电器、Neuralink应用方法和R1手术机器东说念主交互图丨Neuralink
在Link的援手下，手术后诺兰很快便不错宅心念适度鼠标光标，浏览互联网、看直播、和一又友一说念玩在线电脑游戏等，况且这一切王人不错躺着进行。手术前，诺兰想使用电脑要运用“口杆（mouth stick）”这种援手诞生，它需要照管东说念主员襄助装配，况且诺兰只可耸峙着用嘴操作，不仅妨碍广大言语，时刻长了还会有肌肉疲钝、压疮等不适。
在初次顾问会议中，诺兰就冲破了东说念主类脑机接口光标适度的寰宇记录，达到4.6BPS，随后更是达到了8.0BPS。BPS又叫每秒比特数，是光标适度速率和准确性的门径度量。BPS越高，透露光标适度越好。
不外，诺兰在使用Link一个月后遭受了植入物功能大幅下落的问题，原因是85%的电极线缩回或移位。尽管通过转机算规矩复了部分功能，但这标明该项时刻仍需进一步顾问和改良。
Neuralink第二位参与者是Alex，脊髓受伤之前他曾是又名汽车时刻员，主要厚爱修理各式类型的车辆和大型机械。
2024年7月，Alex通过手术植入了Link。探讨到诺兰遭受的情况，为了责备电极线后续回缩的可能性，Neuralink采用了一些措施，包括减少手术历程中的脑部畅通以及缩小植入物与大脑名义之间的罅隙等。
字据8月公布的最新进展，从Link勾搭到电脑的那一刻起，不到5分钟，Alex就能宅心念适度光标迁移；短短几个小时之内，他在Webgrid任务（一款用来测试狡计机适度精准度的游戏）中阐扬出的速率和准确度，就越过了以往使用其他援手时刻所能达到的最好水平。在第一天，他就冲破了之前使用非Neuralink诞生脑机接口进行光标适度的寰宇记录。
除此除外，当今Alex还解锁了两项新妙技，才智得到了拓展。
当先，可爱制作的他在Link的援手下，初次尝试使用狡计机援手遐想（CAD）软件Fusion 360，为他的Link充电器遐想了一个定制支架，并通过3D打印时刻将其变为实践。
Alex在Link的匡助下，宅心念适度电脑绘制。丨Neuralink
其次，在玩《反恐精英2》（CS2）这类射击游戏时，他能够同期进行迁移和对准操作。脊髓受伤后，他玩射击游戏要依赖一种叫作念Quadstik的诞生。这是一种“嘴控”操作诞生，上头装配有吸气式压力传感器、用于点击的唇位传感器，但该诞生的问题是只好一个把握杆，无法让玩家同期迁移和对准，比如从迁移切换到对准时，需要先减弱把握杆、然后吹吸另一根管子，这很影响体验感。有了Link之后，Alex能够将Link与Quadstick网络使用，同期迁移和对准，从而解锁更灵通、更直不雅的游戏体验。
Neuralink公司透露，他们将连续与Alex互助，探索和膨胀他的妙技范围，以期杀青更多的可能性。
难以发声的“渐冻症”患者从头言语
除了通过大脑皮层举止适度鼠标，脑机接口还不错把大脑中想说的句子迤逦为语音，代替不成发音的患者言语。
凯西·哈勒尔（Casey Harrell）在40岁时出现肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）症状，之后5年里，他慢慢手脚瘫痪并出现严重的构音拦阻，言语时音量低、发音不潜入。著明物理学家史蒂芬·霍金曾经患这种疾病，它又被称为“渐冻症”。
一般东说念主无法听懂哈勒尔说的话，最老练他的东说念主平均每分钟能听懂6.8个词，他使用头部适度的鼠标每分钟可输入6.3个词。他认为失去与东说念主换取的才智特地灾难，尤其是与他男儿的换取。
2023年7月，哈勒尔在临床查验BrainGate2中接受了脑机接口手术。医师把他的头骨通达5x5厘米，将4个微电极阵列插入大脑皮层1.5毫米。每个微电极阵列大小为3.2x3.2毫米，陈列着64个电极，植入位置是大脑的左侧中央前回，也便是术前医师通过MRI识别的他适度发音的部位。手术不竭了5个小时，哈勒尔在术后第3天出院。
a：4个微电极阵列（以玄色方块透露）植入位置暗意图；b：脑机接口使命图。256个电极从中央前回检测大脑皮层神经举止，莫得麦克风仪集声息。当哈勒尔尝试言语时，机器学习时刻每80毫秒将神经举止解码为一个英语基本音节，通过一系列语言模子，音节被组合成单词，炫耀在屏幕上，单词再构成句子。句子扫尾时，文本转语音软件读出句子，勤奋还原他患病前的声息。丨参考文件[5]
术后第一次使用脑机接口时，哈勒尔先进行了30分钟的校准，方法是复述包含50个词汇的指定句子。然后，他尝试用这些词简略造句，脑机接口读取大脑向肌肉发送的号召，迤逦为单词炫耀在屏幕上并读出来，单词识别准确率达到了99.6%。第二次使用时，词汇库推行到125000个单词，西宾1.4个小时后准确率为90.2%。
经过进一步校准，脑机接口在术后8.4个月内，单词识别准确率保持在97.5%，速率为每分钟31.6个单词，轻便是广大东说念主言语速率的一半。这远远进步了哈勒尔发音言语或者使用头控鼠标的换取效果，准确率也进步了普通东说念主使用手机语音识别单词（准确率约为95%）。他每天通过脑机接口跟家东说念主聊天、投入使命会议、发邮件和上网，他的家东说念主和一又友认为系统发出的声息很像他本东说念主的。
a：哈勒尔正在使用脑机接口的像片；b：第二次使用脑机接口时，他对男儿说的话；c：使用脑机接口的累计时刻；d：解码准确性。丨参考文件[5]
在之前的顾问中，脑机接口需要在约半月的时刻里，经过近20小时的校准，才能达到74.5%～76.2%的单词识别准确率，况且需要普通从头校准。
这项顾问将微电极数目加多了一倍，并改良了语言模子，使哈勒尔快速准确地规复了换取才智，展示了脑机接口将大脑举止精准解码为语言的后劲。
之后，进一步顾问将连续尝试提升脑机接口识别单词的准确率，并扩大适用疾病的范围，如纳入更常见的卒中，匡助东说念主们重返生涯和社会。
Hongkongdoll only fans
哈勒尔第二次使用脑机接口的片断，他正在对男儿言语。第一次的数据被顾问扼杀，因为他看到想说的词炫耀在屏幕上时景色地哭了，顾问团队暂停了评估，让他和家东说念主庆祝这个时刻。｜参考文件[5]
从脑电图的发现，到如今能够杀青基本的神经信号解码与诞生适度，脑机接口如故从科幻走向了实践。远景广大的脑机接口时刻，不仅能为颓势东说念主士提供更多的自主性，往时大要也能匡助健全东说念主士杀青“设想中的场景”。虽然在杀青愿景的路上，挑战也并存着，比如时刻层面上需要进一步提升脑机接口的精准度和厚实性，减少潜在风险，伦理和法律上要探讨秘密保护、数据安全等问题。
但不管若何说，脑机接口王人是当今最“鼓舞东说念主心”的时刻之一，它可能会重塑咱们对大脑和封闭的清醒，东说念主类与数字寰宇的互动边幅也可能因它而绝对篡改。
参考贵寓
1.https://neuralink.com/blog/prime-study-progress-update/
2.https://neuralink.com/blog/prime-study-progress-update-user-experience/
3.https://www.scientificamerican.com/article/neuralinks-first-user-describes-life-with-elon-musks-brain-chip/
4.https://neuralink.com/blog/prime-study-progress-update-second-participant/
5.Card NS，Wairagkar M，Iacobacci C，Hou X，Singer-Clark T，Willett FR，Kunz EM，Fan C，Nia MV，Deo DR，Srinivasan A，Choi EY，Glasser MF，Hochberg LR，Henderson JM，Shahlaie K，Brandman DM，Stavisky SD.An accurate and rapidly calibrating speech neuroprosthesis.N Engl J Med.2024;391(7):609-618.
6.https://www.als.org/blog/advances-brain-computer-interface-technology-help-one-man-find-his-voice
7.https://twitter.com/elonmusk/status/1752202239744102646
8.https://twitter.com/elonmusk/status/1770817187285995939
9.Ione Fine et al，A virtual patient simulation modeling the neural and perceptual effects of human visual cortical stimulation，from pulse trains to percepts，Scientific Reports(2024).DOI:10.1038/s41598-024-65337-1
10.Ajiboye AB，Willett FR，Young DR，Memberg WD，Murphy BA，Miller JP，Walter BL，Sweet JA，Hoyen HA，Keith MW，Peckham PH，Simeral JD，Donoghue JP，Hochberg LR，Kirsch RF.Restoration of reaching and grasping movements through brain-controlled muscle stimulation in a person with tetraplegia:a proof-of-concept demonstration.Lancet.2017;389(10081):1821-1830.
11.Flesher SN，Downey JE，Weiss JM，Hughes CL，Herrera AJ，Tyler-Kabara EC，Boninger ML，Collinger JL，Gaunt RA.A brain-computer interface that evokes tactile sensations improves robotic arm control.Science.2021;372(6544):831-836.
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