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Neuralink公司展示了其腦機接口技術的進展

Neuralink公司展示了其腦機接口技術的進展

2022-12-02 Comments 0 Comment

Neuralink公司罕見地對其腦機接口進行了更新,包括來自猴子的腦力感應打字,新的手術機器人,以及在恢復盲人視力和恢復截癱者的運動和感覺方面的早期進展。自從Neuralink向我們展示了猴子腦力打乒乓球的遊戲以來,已經過去了18個月,似乎進展一直很穩定,而不是革命性的。

在新一輪直播活動中,聯合創始人埃隆-馬斯克和Neuralink團隊展示了新的視頻片段,一隻名為Sake的腦部植入的猴子使用該植入物快速而準確地操縱屏幕上的鼠標指針,點擊突出的字母和單詞,並拼出研究人員所要求的的單詞和短語。

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植入物”N1″比美國25美分大一點,被設計用來取代接受者的一大塊頭骨,因此它在皮膚下是看不見的。它是完全無線的,包括充電過程也是如此,它允許大腦和芯片之間通過64個微小的、靈活的針狀探針在精確的點上插入腦組織,進行1024個通道的雙向通信。

該團隊介紹了其用於植入該設備的”R1″手術機器人。該公司的副總裁DJ Seo說:”它能夠操縱這些只有幾個血細胞寬的細線,並將它們可靠地插入移動的大腦中,同時避開脈管。它在可靠地完成這項工作方面相當出色。”

當機器人展示其瞄準特定大腦區域的能力,然後巧妙地抓住微小的探針並將它們刺入演示假人的膠狀”大腦代理”時,Seo繼續說,探針插入的整個手術過程應該需要大約15分鐘,植入物將是可拆卸和可升級的。

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Seo說:”通過N1和R1這款產品,我們的最初目標是幫助因完全脊髓損傷而癱瘓的人重新獲得數字自由,使他們能夠像受傷前一樣使用他們的設備,甚至比他們更好。在過去的一年裡,這一直是公司的核心重點,我們一直在與美國食品和藥物管理局密切合作,以獲得批准在美國啟動我們的第一個人體臨床試驗,希望在未來六個月內完成。”

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R1機器人進行了現場演示,在15分鐘內將64根探針戳入一個”大腦代理”Neuralink。

植入硬件團隊負責人克里斯蒂娜-奧達巴希安(Christine Odabashian)談到了安裝Neuralink植入物的過程–該公司希望這一過程將允許一名神經外科醫生同時進行幾項手術,處理皮膚、頭骨、保護性硬膜層和其他機械任務,同時讓R1機器人完成所有進入實際大腦的針刺工作。

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“這將是非常困難的手動操作,”她解釋說。”想像一下,從你的頭上取下一根頭髮,並試圖把它插進用紗布覆蓋的果凍中。而且要做到精確的深度和位置,並在合理的時間內做64次。如果我們要求神經外科醫生做這件事,他們可能會不太喜歡…… 沒有那麼多的神經外科醫生。也許每百萬人中有10人。培養一名神經外科醫生需要十年或更長時間,而且他們一般都很忙,你可以想像他們的時間是非常昂貴的。因此,為了讓我們做最多的好事,並有一個可負擔得起和可獲得的程序,我們需要弄清楚一個神經外科醫生如何能夠同時監督許多程序。這聽起來可能很瘋狂,但在Lasik眼科手術普遍運用之前,可能激光眼手術也是如此。”

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Neuralink希望遵循與Lasik類似的模式,先用機器人只完成手術中最難的部分,但慢慢擴大其能力,最終實現高度自動化。因此,該團隊正在研究一種數控風格的自動切割機,可以在不損害大腦的情況下處理精密的顱骨切割。

它還在研究新的表面下成像技術,可以讓團隊在R1機器人做”針線活”時,將保護性的硬腦膜留在大腦上。這將解決一些問題–特別是當這層被移除時,肉質的生長物往往會填滿洞口並粘在大腦表面,使得以後很難在不損害組織的情況下移除植入物。

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Neuralink已經研究出如何製造出非常小、非常強的針頭,而且非常精確

為了穿過堅硬的硬腦膜層,在不暴露任何腦組織的情況下插入植入物,推動納米級傳感器螺紋的針頭需要進行徹底的檢修。Neuralink公司的針頭設計和製造團隊做了一些相當令人難以置信的工作,不僅發明了一種新的針頭–比人的頭髮還要細,能夠穿過堅韌的纖維狀硬膜–而且還挑戰了他們機器的極限,以快速和準確地製造它。

就未來的應用而言,除了讓癱瘓的人以心靈感應方式驅動他們的設備外,該團隊非常關注的一件事是視覺。大腦的視覺皮層相對來說很好理解,Neuralink的設備能夠插入足夠深的電極,不僅能夠讀取視力正常的人的視覺皮層正在發生什麼,而且能夠直接向皮層發送信息。

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視覺皮層刺激可以給那些自出生以來就失明的人帶來(最初粗略的)視覺感

從理論上講,這最終意味著該設備可以從攝像頭獲取信號,並直接刺激大腦皮層,從而使天生完全失明的人獲得基本的、低分辨率的視覺感,並隨著設備的改進而得到改善。

Neuralink團隊已經在這個領域取得了一定程度的進展。它訓練被植入的猴子將目光移向閃光燈的方向,以換取幾滴香蕉冰沙,然後開始用通過Neuralink植入物發送的大腦信號取代真正的閃光燈。果然,猴子向大腦植入物所瞄準的確切位置瞟去,就像那裡有一個真正的閃光燈一樣。這不是一項全新的成就,但它是Neuralink創造的第一個像素,最終將成為一個腦機顯示器,團隊希望能讓盲人看到。

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下一個目標甚至更加雄心勃勃:在癱瘓後恢復運動功能。Neuralink公司希望利用其植入物從大腦中讀取運動指令,然後在嚴重的脊髓損傷周圍將其重新分配到較低的運動神經元中,從而將信息直接傳遞到肌肉中。

(AVIF 圖像,2880x822 像素) — 縮放(45%.jpg

在對大腦的運動意圖進行解碼後,該團隊開始刺激豬的肌肉運動。

同樣,研究小組已經朝著這個目標取得了一些進展。將設備植入豬的大腦和脊髓,研究小組開始解碼哪些大腦活動模式發出了運動意圖的信號,從而引發了下層脊髓的一些電活動模式。研究人員能夠確定負責某些運動的模式,他們也能夠複製其中的一些模式,直接刺激脊髓以引起,例如,肌肉收縮,將豬的腿抬起來。

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該團隊不僅僅是針對運動信號,它還希望通過將信息以相反的方向重新送回大腦來恢復感覺。這將需要在感覺皮層中進行額外的植入。”把這兩個循環放在一起,我們有從大腦解碼的運動意圖,用來刺激脊髓,引起運動,然後這些行動的感覺後果,被記錄在脊髓中,刺激大腦,引起感知,”Neuralink的下一代負責人約瑟夫-奧多里蒂說。”現在,我們還有很多工作要做,以實現這個完整的願景,但我希望你能看到,為了實現這個目標,所有的碎片都在那裡。”

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