馬斯克的腦機介面能讓盲人看見世界?專家:為時過早
Neuralink 的Blindsight 還有一些根本性的問題要克服。 「光靠觸覺就能感受到這麼多的幸福,那麼,如果能看見,我會發現多少更美好的東西啊!」《假如給我三天光明》的作者海倫・凱勒曾經寫下這樣的句子。
在眾多科學研究方向中,讓盲人重見光明是一個充滿挑戰與希望的領域。如今,馬斯克的Neuralink 腦機介面公司正向這個問題發起挑戰。而且,他們研發中的新設備——Blindsight 剛剛獲得了美國食品藥物管理局(FDA)頒發的「突破性設備」認定。
在轉發訊息的同時,馬斯克宣稱,只要視覺皮層完好無損,該設備就能讓失去雙眼和視神經的人重見光明。這包括那些自出生起就失明的人。
不過,馬斯克也提醒說,該設備最初提供的視覺解析度較低,類似於雅達利遊戲圖形。
但最終,“它有可能比自然視力更好,讓你能夠看到紅外線、紫外線甚至雷達波長,就像Geordi La Forge 那樣。”
Geordi La Forge 是電影《星際爭霸戰》中的角色。這個角色配備了一種類似電子眼罩的裝置——VISOR。他最初戴上VISOR 時覺得非常不舒服,但VISOR 讓他看到人們的心率和體溫等情況,甚至可以偵測到說謊的人類。
在3 月的一條推文中,馬斯克也提到,Blindsight 植入物已經在猴子身上發揮了作用。
馬斯克的這些貼文引起了很大轟動。畢竟,前段時間,Neuralink 剛剛為第二名癱瘓患者植入了腦機設備,幫助他們用意念玩起了CS,還能畫CAD(參見機器之心報道《馬斯克Neuralink 受試者玩起了CS ,還能畫CAD,機械飛升還遠嗎?這樣的成就讓人們相信,馬斯克可以實現他所描繪的願景。
甚至有人已經開始暢想,如果Blindsight 所提供的視覺真的比自然視覺還要強大,會不會有很多人故意讓自己失明,去換這個裝置?
以目前的情況來看,這種暢想顯然為時過早。
前面提到的FDA 突破性設備計劃是一項製造商可以自願申請的計劃。如果獲得批准,「製造商就有機會透過幾種不同的計劃選項與FDA 的專家進行互動,以有效解決上市前審查階段出現的問題」。該認定也讓被認定者獲得FDA 的優先審查權。
2023 年,有145 種醫療器材獲得了同樣的突破性認定,自2015 年該計畫推出以來,已有近1,000 種醫療器材獲得授權。
Neuralink 公司的Blindsight 是一種已經使用了幾十年的技術的新迭代。該技術用於實驗性地為某些盲人恢復非常有限的視力。一個微電極陣列被嵌入到視覺皮層中,並以從相機中獲取的模式刺激那裡的神經元。在某種程度上,它確實就是這麼簡單,能夠在那些可能從未見過的人身上產生視覺現象。
但要說這種裝置能讓盲人看見東西,還為時過早。
一個長期以來都存在的問題是,陣列上的電極密度太低,只有幾十個,這意味著受試者「看到」的東西實際上更像是幾顆星星在閃爍,沒有明顯的規律可循,因為穿刺和刺激大腦皮質的部分基本上是隨機的。
Neuralink 的進步在這一領域非常受歡迎,它正在提高電極密度。但這種方法也存在著同樣的根本缺陷。
華盛頓大學兩位神經科學教授——Ione Fine 和Geoffrey Boynton 撰寫的一篇文章指出,馬斯克的聲明基於一個錯誤的假設,即大腦中的神經元可以像螢幕上的像素一樣簡單處理視覺訊息。工程師常常認為“更多的像素等於更好的視力”,這在顯示器和手機螢幕上可能是正確的,但在大腦中卻並非如此。
為了探索這個問題,他們進行了一項新研究,創建了一個人類視覺的計算模型,模擬了極高解析度皮質植入物可能提供的視覺體驗。他們發現,即使是45,000 像素的清晰貓視頻,當透過模擬45,000 個皮層電極(每個電極刺激一個神經元)生成時,雖然貓的形象仍然可辨,但場景的大部分細節都丟失了。
這種模糊的原因是因為人類視覺皮層中的神經元並不像螢幕上的像素那樣代表微小的點。相反,每個神經元都有一個特定的感受野,這是視覺刺激必須具有的位置和模式,才能使該神經元產生反應。電刺激單一神經元會產生一個由其感受野決定的模糊斑點。即使是最小的電極—— 刺激單一神經元—— 也會產生一個模糊的斑點。
想像一下,當你在夜空中看到一顆星星時,每個空間點都由成千上萬個具有重疊感受野的神經元表示。一個微小的光點,如星星,會在所有這些神經元中產生複雜的反應模式。
要透過皮質刺激產生看到一顆星星的視覺體驗,你需要複製一種與自然視覺產生的模式相似的神經反應模式。顯然,這需要數千個電極。但同時,你還需要複製正確的神經元反應模式,這需要知道每個神經元的感受野。研究者的模擬顯示,僅僅知道每個神經元的感受野在空間中的位置是不夠的—— 如果你不知道每個感受野的方向和大小,那麼星星就會變成一個模糊的團。
因此,即使是一顆星星—— 一個單一的、明亮的像素—— 在視覺皮層中也會產生極其複雜的神經反應。想像一下,要準確地再現自然視覺,需要多麼複雜的皮質刺激模式。
一些科學家提出,透過刺激正確的電極組合,可以產生自然視覺。不幸的是,目前還沒有人提出一個合理的確定特定盲人患者中每個神經元感受野的方法。沒有這些訊息,就無法看到星星。無論電極數量有多少,皮層植入物提供的視覺體驗仍然會是粗糙和不完美的。
Neuralink 似乎已經開發出了一種更好、更密的微電極陣列,並且可能找到了更有效、風險更低的植入方法,減少了排斥反應或腦損傷的可能性。但如上所述,這樣做是遠遠不夠的。
此外,對於那些從出生起就失明的人來說,他們並沒有發展出透過眼睛看東西的生物學能力。這意味著,儘管他們的視覺皮層在細胞層面上為視覺任務進行了優化,但那些構建視力正常人士所理解的視覺概念的神經通路並不存在。馬斯克的說法可能會誤導人們。
這並不是說Neuralink 的Blindsight 技術不好或不會有效,但困難時客觀存在的,恢復視力不僅僅是工程問題。
我們衷心地希望,馬斯克所說的一切能夠早日實現。
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