對我們絕大多數人來說，大腦裡面塞個晶片這種事，應該發生在動畫影視遊戲裡，像是《Cyber​​punk2077》，往大腦裡面植入晶片，被植入者就可以獲得各種神奇的力量。但在2024年1月29日，馬斯克的腦機介面公司Neuralink首次成功地將無線大腦晶片植入人體。

而馬斯克透露，這次植入的初步結果偵測到了神經脈衝。在最近的一次公開線上分享上，馬斯克更是透露，這位首位人類受試者已基本康復，並且可僅憑思維操控滑鼠。

「目前進展良好，病人似乎已完全康復，我們沒有發現任何不良反應。」他說。

馬斯克官宣

被植入到患者大腦裡的這顆晶片叫做Telepathy，他的原理是攔截大腦的神經信號來移動肢體，然後將這些信號重新傳輸到身體的其他地方，以便患者可以再次控制他們的肢體。這次實驗的目的是為了治癒因脊髓損傷或肌萎縮側索硬化症(ALS，也稱為盧伽雷氏症）而導致四肢癱瘓的患者。

Telepathy

雖然即便在2024年，腦機介面這個事對我們一般老百姓來說依然是難以置信。但是Neuralink這家公司，本來打算在2020年的時候就開始進行人體實驗。可能是因為動物實驗的結果並不理想，這家公司總計造成了1500隻測試腦機介面動物的死亡，所以人體實驗被延後。直至2023年5月，Nueralink才獲得批准。

那麼……它是如何做到的呢？

無論是外觀還是產品本質，Telepathy就是一個電極。那麼也就是說，往大腦通電就能達到控制四肢的效果，依照這個理論，用高壓電接在大腦上效果不是更好嗎，費那麼大勁開瓢塞個鐵片子進去圖什麼？事實上這個邏輯既是對的，也是錯的。我們需要先來了解什麼是大腦。

大腦有兩個基本功能：記錄神經元的輸出訊息，以及向大腦輸入訊息或以其他方式改變其自然訊息流。舉個實際的例子，當你閱讀這句話時，這個過程自然發生在你的大腦中。你的眼睛進行特定的水平運動，這是大腦神經元向「機器」（即你的眼睛）輸出指令，並由眼睛接收並執行的過程。同時，螢幕上的光子進入視網膜，刺激大腦皮質枕葉區域的神經元，使得文字影像進入你的大腦視覺中樞。

這個圖像進一步刺激大腦的另一部分神經元，讓你能夠處理圖像中的訊息並理解句子的意義。輸入和輸出資訊是大腦神經元的核心工作，那麼對於腦機介面（BMI）產業的目標，就是如何參與這個過程中去。

馬斯克正在為年輕的馬斯克安裝頭戴設備，由AI生成

乍一看，這似乎不是一項特別艱鉅的任務，畢竟就兩個硬指標。然而大腦皮質內部大約有200億個活躍的神經元，每個神經元透過突觸與多達1000個，有時甚至高達10,000個其他神經元相連。想要具體了解每個神經元具體是哪些作用，難度是非常大的。

Neuralink建立在現代電子和計算技術能夠識別並解讀被稱為神經元的腦細胞電訊號這一概念之上。這種計算技術進而可以透過產生自身的訊號與身體進行雙向通訊。上文提到的Telepathy，其工作原理是將包含1024個微小電極的64個線程插入大腦中。每個電極都能夠感知大腦的電訊號。為了能夠在不打擾大腦內血球的情況下完成操作，Neuralink也為患者準備了一些機器人，用於在患者大腦內安裝電極導線。

Telepathy裝置跟硬幣差不多大小，不過它比較厚一些。整個手術的過程是，在病人的顱骨上線嵌入一個類似大小的孔，再把Telepathy塞進去。它配備了一個處理器，負責管理和調控與大腦及外部世界的通信，並且支援無線通信和充電功能。

其實所有的腦機介面技術，無論是植入式設備還是頭戴設備，都基於相同的基本原理：它們記錄與某種功能（如語言或註意力）相關的神經活動，通常是記錄活動產生的電信號；下一步解釋這種活動的含義；最後將其用於控制外部設備或簡單地提供給用戶作為資訊。

植入式腦機介面記錄的腦訊號比外部設備更加豐富，但這些實驗性的設備僅供那些潛在的臨床益處超過例如腦損傷或感染的風險的人使用。

很有意思的是，馬斯克創立Neuralink為的是啥？根據上面的說法，Neuralink理應是一家提供腦損傷治療方案的醫療公司。然而如果你這麼想，你格局就小了。

Neuralink的概念來自於一個科幻概念，叫做neural lace。這個概念最早由作家伊恩‧班克斯（Iain M. Banks）在他的科幻小說《文明空間》（Culture series）中提出。其核心目的是透過在人腦皮層或周圍組織中植入微型電極陣列，實現大腦與電腦或其他電子設備之間的高頻寬通信，簡單一點說這是種人腦與電腦之間無介質交互的概念。

neural lace藝術概念圖

在Neuralink的藍圖裡，他們想透過直接的、無縫的接口，透過奈米等級的感測器和電極與神經元相互連接，從而實現高效的腦機互動。這種設備的目標是增強認知能力、提高大腦對電腦系統的控制力，並可能用於治療神經系統相關的疾病。

也就是說，這次的Telepathy在業務上來說只是一個「附贈品」。Neuralink真正想做的是在人類大腦裡植入一個類似手機、電腦這樣的終端設備。這個公司最早的團隊只有8個人，不過有一個人的履歷卻和其他7個人「格格不入」（其餘七人皆為生物相容性材料研究背景），他就是Paul Merolla。他曾經是IBM SyNAPSE專案的首席晶片設計師，也領導了TrueNorth晶片的開發（TrueNorth是當時電晶體數量最多的CMOS之一）。正是有了晶片設計專業的Paul Merolla，才能讓Neuralink跳脫出「醫療儀器」這個架構，更接近neural lace概念。

當然生物相容性也是非常重要的，neural lace需要在人體內表現出良好的生物相容性，以防止免疫系統的排斥反應。在材料科學和生物醫學工程領域取得更大進展是至關重要的。

根據馬斯克的說法，Neuralink針對人體的試驗預計將持續約六年時間，最晚在2027年的時候，Neuralink的腦機介面設備將會被允許植入健康人的大腦中，以提供新的電腦互動方式。不過馬斯克說的話並不是那麼可靠，沒必要太當真。2017年的時候他就說過，Neuralink會在2021年前就完成人體臨床試驗。可是這都2024年了，才開始第一次人體植入。

對我的大腦來說，還有其他套餐可以選嗎？

腦機介面這個領域雖然比較獨特，但這並不代表Neuralink一家獨大。伊利諾大學在2017年就研究了一種可生物降解、機械強度高的絲膜基材上用矽和其他傳統材料建造高性能柔性電子裝置。醫生可以在大腦表面放置電極陣列來找出癲癇發作的根源，患者可以使用這種電極來控制電腦遊標。

伊利諾大學的絲綢腦機介面晶片

團隊報告稱，他們使用了一種絲綢電極裝置，成功測量了貓咪大腦表面的電訊號。絲綢是機械強度強的材料，這意味著薄膜可以捲起並透過顱骨上的小孔植入進患者的大腦皮質上。而且隨著時間的推移，絲可以溶解成無害的生物分子。傳統的表面電極陣列無法觸及這些皺褶區域，而這些區域佔據了大腦表面積的很大一部分。但當這種材料被放置在腦組織上並用生理食鹽水濕潤時，絲薄膜將會在腦表面縮小包裹，就能將電極帶入組織的褶皺中。

2023年的時候，舊金山加州大學也公開了他們的腦機介面計畫。團隊將一個由250多個電極組成的網格植入進一位腦幹中風患者的大腦皮質。這個網格位於曾經控制她身體、臉部和喉部的區域之上。當安想像說出特定字詞時，研究人員記錄了她的神經活動。隨後，透過運用機器學習技術，他們確定了對應於每個單字以及如果能夠發聲時安會使用的臉部運動的活動模式。

金山加州大學公開腦機介面項目

未來腦機介面可能會成為常態，然而你願意在你的大腦裡塞這麼一個玩意嗎？