揭秘馬斯克的腦機人體試驗:手術花費超7萬元


埃隆·馬斯克(ElonMusk)正在為他職業生涯中最重要的一次“發射”(launch也有啟動的意思)做準備,但這次不是火箭,而是腦部手術。


Neuralink的手術機器人,上面躺著一個用於練習手術的假人

核心提示:

1.馬斯克旗下Neuralink即將開啟首次人體腦機接口試驗,但不能像發射火箭那樣把前三次都搞砸。

2. Neuralink的植入物隱藏在頭皮下方,與頭骨齊平,有1000多個用於收集大腦數據的電極,而競爭對手的設備隻有16個左右。

3.Neuralink的機器人過去兩年在羊、豬和猴子身上進行400多次手術試驗。

4.該試驗已經引起數千名潛在患者的濃厚興趣,每次植入手術的費用約為1.05萬美元(約合7.63萬元人民幣)。

5. Neuralink承認,公司在探索性動物手術中犯錯誤,但將其歸因於人為錯誤而不是設備問題。


Neuralink醫生檢查植入物組織以保證手術安全

實驗過程

Neuralink的植入物隱藏在頭皮下方,與頭骨齊平。它還配備足夠的算力來處理遠遠超出思考和點擊的工作量。該公司希望在不久的將來實現高速打字以及光標的無縫使用。Neuralink還一直致力於開發一種互補性脊柱植入物,旨在恢復癱瘓患者的運動和感覺。

“公司的短期目標是建立一個通用的大腦接口,讓那些神經衰弱、醫療需求未得到滿足的人恢復自理能力,”Neuralink聯合創始人兼工程副總裁DJ·希奧(DJ Seo)表示, “然後,我們的真正長期目標是讓數十億人可以使用這種技術,釋放人類的潛力,超越我們的生物能力。”

盡管一些競爭對手已經搶在Neuralink之前展開人體試驗,但Neuralink的原始技術最有望成為大腦中的通用計算機。這種植入物有1000多個用於收集大腦數據的電極,而競爭對手的設備隻有16個左右。Neuralink的硬件集處理、通信和充電系統於一體,包括電池和信號放大系統。


Neuralink的植入物原型

相比之下,競爭對手仍然必須通過電線將他們的植入物與心臟起搏器大小的笨重電池和放大器單元連接起來,這些電池和放大器單元通常通過手術植入患者的胸部。Neuralink的電池可以持續使用幾個小時,並且可以通過定制的棒球帽進行幾個小時的無線充電。

在進行手術時,Neuralink的首要任務是避免在患者的大腦中產生任何出血或疤痕組織。為此,Neuralink還制造自己的手術機器人。這是一臺7英尺(約合2.1米)高的白色機器,底座穩定,呈立方體,支撐著一個電子設備塔。

一旦人類外科醫生在患者的頭骨上切開一個洞,機器人就會執行一項極其精細的任務,將電極線(Neuralink稱之為“線”)植入大腦。這個機器人配備攝像頭、傳感器和一根微小的由激光銑削的針,它在每根線的末端鉤成一個環。隨後,針一根接一根地將64根線(每根線有16個電極)推入大腦,同時小心翼翼地避開血管。鑒於每根線隻有5微米厚,或者大約是人類頭發直徑的十四分之一,人類是不允許嘗試這種方法的。為進一步避免損傷組織,這些線既薄、又柔韌,還堅固,並被塗上一層特殊的聚合物,以防止它們在多年後退化。

“過去兩年,我們一直專註於打造一款適合人類使用的產品,”希奧表示,“是時候用它幫助一個真正的人。”

盡管馬斯克的想法有時與實際應用相去甚遠,但也常常貼合實際。大腦接口芯片部門負責人紮克·泰多夫(Zack Tedoff)透露,在馬斯克的一次視察之後,半導體工程師按照馬斯克的建議重新調整將螺紋與公司芯片粘合的流程,制造速度提高50%,同時次品率也減少。研究脊柱植入物的團隊也從頭再來,試圖讓他們的試驗豬以更真實的方式行走。

虐待動物?

Neuralink的十幾臺機器人在2021年對羊、豬和猴子進行155次手術試驗,去年又進行294次。對於人類受試者,手術的準備和開顱預計需要幾個小時,然後是大約25分鐘的實際植入過程。

不過,在動物身上測試醫療設備並不是一個愉快的過程。從某種程度上講,這種做法是科學祭壇上的一種動物犧牲,通過增加動物的痛苦來減少人類的痛苦。


這隻綿羊身上裝有Neuralink植入物和電池組

Neuralink在對待動物試驗對象方面受到特別審查,尤其是今年。多傢媒體詳細報道Neuralink手術產生的並發癥、行為副作用和長期痛苦,尤其是靈長類動物身上。報道稱,一些接受植入試驗的猴子會搔癢撓抓、猛拽自己的頭,直到它們流血,或者表現得沮喪或痛苦,直到它們被安樂死。《連線》的報道基於他們獲得的公共記錄和對研究人員的采訪,將猴子的死亡描述為“可怕的”和“恐怖的”。

Neuralink承認公司在探索性手術中犯錯誤,但將其歸因於人為錯誤而不是設備問題。該公司強調,一些最令人不安的報道來自公司成立早年時期,是在他們在弗裡蒙特建立自己的測試設施之前,而且他們已竭盡全力在那裡提供更好的生活條件。

與其他實驗室看到的設置相比,Neuralink的動物擁有更大的籠子、更多的食物和娛樂選擇,以及更多的互動。

這與記者看到的相符。記者看到同一群恒河猴在弗裡蒙特生活三年。它們的大腦中都有不同的植入物。這些設備可以拆除,其中一些已經升級到更新的型號。有17隻猴子仍然保持活力、健康,並在現場為Neuralink提供大腦數據。有三隻已經結束試驗退到庇護所,其中一隻在計劃好的臨終程序中被安樂死。

在進入動物設施之前,你必須戴上手套、穿上長袍、靴子、戴上口罩和防護眼鏡。你還會解如何接近動物:緩慢、小心、不要目光接觸。如果你直視猴子的眼睛,那麼這就是一種攻擊性的信號,猴子可能會驚慌失措。裡面寬敞的遊戲圍欄裡擺滿玩具、人造樹和遊樂場設備。整個設施內經常播放音樂,並配有電視,主要播放自然節目。


猴子正在玩遊戲幫助研究人員識別某些思維模式

猴子的主要作用是證明Neuralink植入物和手術機器人都可以按預期工作。當它們願意的時候,它們也會通過玩電腦遊戲為公司的思維翻譯做出貢獻。

Neuralink有一滿屋子的猴子,它們坐在電腦前,被讀取它們的想法,這種情景看起來比聽起來更奇怪。它們每天有幾個小時盯著被推到籠子外面的筆記本電腦屏幕,可以選擇使用操縱桿和觸摸屏的遊戲(例如追蹤字母和拼寫單詞),或者依賴大腦控制進行點擊的遊戲。在一個演示示例中,屏幕上出現35x35網格的小方框,然後其中一個方框突然亮起。猴子的目標是通過思考將光標移動到點亮的方框上。隨著時間的推移,猴子完成任務的速度會越來越快,預計人類也會如此。

上千患者感興趣

Neuralink的試驗引起數千名潛在患者的濃厚興趣。美國食品藥物管理局(FDA)最近批準Neuralink在2024年進行額外的植入試驗,而無需為期一年的評估期。該公司估計,每次植入手術的費用約為1.05萬美元(約合7.63萬元人民幣),包括檢查費、零部件費用和人工費,並向保險公司收取約4萬美元的費用。

Neuralink預計,公司在五年內的年收入將高達1億美元。該公司表示,計劃在2024年進行 11例手術,2025年27例,2026年79例。根據Neuralink提供給投資者的文件,該公司未來的手術數量會大幅增加,從2027年的499例增加到2030年的22,204例。

在2022年9月的一次會議結束之前,馬斯克以前所未有的口氣強調研究速度,“就像世界末日即將來臨一樣”。他當時表示,員工們需要大大加快工作速度,是為確保包含植入的人機大腦與理論上的超級人工智能保持競爭力,否則超級人工智能可能會消滅人類。“我們需要在人工智能接管之前實現這一目標,”他說,“我們希望以一種瘋狂的緊迫感實現這一目標,像發瘋似的。”

馬斯克讓Neuralink的很多工作變得更加困難。然而,如果他的咆哮在這裡得到回報,他將在顯著改善許多人的生活方面發揮關鍵作用。即使是Synchron、Onward等其他公司成為行業標準,他也應該值得一些稱贊。


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