Neuralink获批!开展首个人体临床试验,短期致力于解决大脑和中枢神经系统疾病,长期目标是AI对齐,实现人与机器的心智融合!

9 月 19 日,Neuralink 在官网宣布获得了独立审查机构的批准,以及第一个医院试点,开始进行首个人体临床试验的招募工作。根据 Neuralink 介绍,这项被称为 PRIME 的研究(Precise Robotically Implanted Brain-Computer Interface的缩写)是一项开创性的调查性医疗设备试验,针对 Neuralink 的全可植入式、BCI(脑机界面),旨在评估植入物(N1)和外科机器人(R1)的安全性,并评估 BCI 的初步功能,以使瘫痪患者能够用思维控制外部设备。

在研究期间,R1机器人将用于在控制运动意图的脑部区域内外科植入N1植入物的超细柔性线缆。一旦安装完成,N1植入物在外观上是隐形的,旨在记录并无线传输脑信号到一个解码运动意图的应用程序。我们BCI的初步目标是让人们能够仅通过思维控制计算机光标或键盘。

PRIME 研究是在 FDA 于 2023 年 5 月颁发的调查性设备豁免(IDE)下进行的,代表了 Neuralink 使命的重要一步,即创建一个通用的脑接口,以恢复那些有未满足的医疗需求的人的自主权,那些因颈部脊髓损伤或肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)而导致四肢瘫痪的人可能符合资格。

PRIME 计划同时研究三个方面:第一个是 N1 Implant 硬件植入物,Neuralink 的脑-计算机设备,第二个是 R1 Robot 机器人,实际植入设备的外科机器人;第三个是 N1 App 应用,连接到 N1 并将脑信号转化为计算机操作的软件,Neuralink 表示计划测试系统的所有三个部分的安全性和有效性,以帮助瘫痪患者控制外部设备,且该研究中使用的设备都是调查性的,不对外销售。

Neuralink 为什么执着于给人脑植入芯片?马斯克曾表示,Neuralink 的短期目标是帮助瘫痪者实现意念打字功能,未来还将可以实现让瘫痪者行走、让盲人看见,并最终实现“人机共生体”,长期则致力于 AI 对齐。

根据 Issacson 的新版《马斯克传》记载,在 2016 年的一次旅行中,马斯克用拇指在手机上打字,然后开始抱怨打字特别浪费时间,从大脑发出信息到在设备上完成打字输入,每秒的信息传输速度只有大约 100 比特,马斯克说:“想象一下,如果你能把思想融入机器,就仿佛在你的思想和机器之间建立了一种直截了当的高速连接。”

Sam Teller 当时是马斯克的 Tesla、SpaceX 以及 OpenAI 等公司 CEO 办公室的高级管理人员,协助马斯克管理公司的日常运营,监督和协调各部门的工作并制定战略计划,早年是奥巴马总统竞选活动和就职典礼新媒体团队的成员,更早之前在 Google、瑞士信贷银行、《赫芬顿邮报》以及希拉里的办公室工作过。

当时马斯克问道 Teller,是否能找一到个神经领域的科学家来帮他增强对 BCI 的理解?因为马斯克意识到,最终的人机界面会是一款能将计算机直连大脑的设备,比如在人的头骨内放置芯片,可以将大脑信号发送给计算机并接收信号回传,这样可以让信息往返流动的速度提高 100 万倍,这样就可以实现真正的人机共生了,换句话说,它能确保人类和机器协同工作。

为了实现这一目标,马斯克在 2016 年底成立了 Neuralink 公司,其业务是把小型芯片植入人类大脑,让人类与计算机展开心智融合,同样 Teller 也协助马斯克运营这家新公司,与 Optimus 一样,Neuralink 的创意也受到科幻小说的启发,尤其是苏格兰作家 Ian Banks 的太空旅行小说《文明》系列,其中提到一种叫“神经蕾丝”的人机界面技术,当它被植入人体后,可以将人的所有思想活动与计算机相联,马斯克说:“我第一次读到班克斯的作品时,突然觉得这个创意有可能成为我们面对人工智能时的护盾。”

马斯克的崇高目标一般都与务实的商业模式相结合,比如他曾经开发了星链卫星,这项业务可以为 SpaceX 的火星发射任务提供资金。同样,他计划用 Neuralink 大脑芯片帮助神经系统有问题的人,比如肌萎缩侧索硬化(ALS)患者,让他们能与计算机互动。

马斯克说:“我们如果能找到好的商业用途来为 Neuralink 提供资金,那么在几十年后,就可以将人类世界与数字机器紧密结合起来,从而实现最终目标:保护人类以抵御邪恶的人工智能。”

除马斯克以外,Neuralink 的联合创始人包括 Ben Rapoport,Dongjin Seo,Max Hodak,Paul Merolla,Philip Sabes,Tim Gardner,Tim Hanson 和 Vanessa Tolosa,不过目前只剩下了 Dongjin Seo。

Dongjin Seo 在 4 岁时从韩国搬到了美国路易斯安那州,由于他在年少时英语说得不好,所以他对“自己有想法却表达不出来”的窘境有着切肤之痛,“我怎样才能尽可能高效地把我头脑里的想法表达出来?”他开始问自己,“这个东西必须是一个能放在我大脑里的小东西。”在加州理工学院和加州大学伯克利分校求学期间,他开发了一种被他称为“神经尘埃”的东西,它是一种可以放在大脑中并发出信号的微小植入物。

马斯克还招揽了技术投资人 Shivon Zilis,从小在多伦多附近长大,在阅读美国发明家 Ray Kurzweil 在 1999 年出版的《机器之心》一书后,选择成为一名技术极客,在耶鲁大学毕业后,她在几家创业孵化器工作过,扶持了一些人工智能创业项目,还成为 OpenAI 的兼职顾问。

马斯克着手创立 Neuralink 期间,约 Zilis 出去喝了一次咖啡,邀请她加入团队,并向她保证 Neuralink 不仅要做研究,而且要打造一款真正的设备出来,这吸引了 Zilis 的兴趣,这比做投资人更有趣、更有意义,这也让她有机会从马斯克身上学到更多独特的东西,并且从一开始,Zilis 的精力就投入到了特斯拉、SpaceX 的 AI 项目,最终只选择了两个角色:转岗成为 Neuralink 的高管,以及马斯克亲密的伴侣,这在新版的《马斯克传》有专门写道。

谈到 Neuralink 背后的底层技术,其最早是基于 1992 年犹他大学发明的犹他阵列,它是一个镶有 100 根针的微型芯片,可以被植入大脑。每根针检测一个神经元的活动,通过电线将数据发送到一个盒子中,盒子被固定在人的头骨上。因为大脑中有大约 860 亿个神经元,所以这只是向人机界面迈出的一小步。

2019 年 8 月,马斯克发表了一篇科学论文,描述了 Neuralink 将如何在犹他阵列的基础上做出改进,打造他所谓的“具有超过 3 000 个通道的集成脑机接口平台”。Neuralink 的芯片在 96 个线程上布置了超过 3 000 个电极。这次也不例外,他不仅关注产品本身,还关注产品的制造和部署方式。高速运转的机器人会在人的头骨上切开一个小孔,植入芯片,将电极线植入大脑。

2020 年 8 月,马斯克在 Neuralink 的一次公开演讲中透露了这种设备的早期版本。他们在小猪的大脑中植入了一个芯片,用一段视频展示了它在跑步机上行走时,芯片如何检测其大脑中的信号并发送给计算机。马斯克举起手中的芯片,它只有 0.25 英寸,它被放置在头骨下方,可以无线传输数据,保证用户不会看起来像恐怖电影中的机械人那样骇人。

几个月后,马斯克来到 Neuralink 的实验室,它位于弗里蒙特的特斯拉工厂附近,工程师向他展示了他们研发出的最新产品,它上面有四个独立的芯片,每个上面都有大约 1 000 个线程,它们会被植入颅骨的不同部位,再用导线将它们与嵌入耳后的路由器连接。马斯克沉默了近两分钟,而 Zilis 和她的同事们都在一旁默不作声,随后他发表了最终意见:他讨厌这个版本,设计太复杂,电线太多,连接太多。

当时他正在删减猛禽发动机上的各处连接,因为多一处连接就多一处潜在的故障点,马斯克告诉 Neuralink 的工程师这必须是一款一体化的设备,要呈现为一整套简洁的封装产品—没有电线,没有连接,没有路由器,因为没有任何物理定律,也没有任何基本法则规定,不能在一台一体化设备上实现所有的功能,当工程师们试图解释为什么要保留路由器时,马斯克的脸色变得凝重起来,然后表示:“删掉它,删掉它,删掉它,删掉它。”

会议结束后,工程师们经历了典型的“后马斯克忧虑障碍”:先是困惑,随即愤怒,然后焦虑,但在一周内,他们开始沉迷于这种想法,因为他们意识到这种新的技术路线可能真的能实现;几周后,当马斯克回到实验室时,他们向他展示了一款一体化的芯片,可以处理来自所有线程的数据,并通过蓝牙将其传输到计算机上—没有电线,没有连接,没有路由器,其中一位工程师说一开始他们认为这是不可能的,但现在对这个东西充满信心。

但是,当时面临的另一大难题在于要满足“芯片必须非常小”的要求,这导致它很难拥有较长的电池寿命,也不容易支持较多的线程,马斯克问:“为什么必须把它做这么小?”有人犯了一个错误,说这是之前对他们提出的一项要求。

马斯克一听就激动起来,开始阐述他的工作法:第一步就是要质疑每一项要求,随后他让大家思考关于芯片尺寸的基本科学原理:人的头骨是球形的,所以芯片能不能凸出一点?直径能不能更大?他们得出的结论是,人类头骨容纳更大的芯片是很容易实现的,准备好新设备后,他们就将其植入实验室的猕猴帕格体内,他们教它玩电子游戏《乓》,当它取得好成绩,就会奖励它一份水果冰沙。

Neuralink 设备记录了每次它以某种方式移动操纵杆时,都有哪些神经元在发射信号。随后操纵杆被停用,来自帕格大脑的信号就开始控制游戏进程,这次试验迈出了重要的一步。

2021 年年底在参观猪舍时,马斯克对 Neuralink 的工作进度感到不满,公司已经把一枚芯片植入了猴子的大脑,还教它用脑电波玩电子游戏《乓》,但截至当时,Neuralink 只是靠这些在 YouTube 上获得了不少的视频播放量,根本没有推进脑机接口计划。

马斯克当时喊道:“我们怎么跟外人解释啊,怎么才能真正吸引大家的注意?”他边走边说,“可能有一天,一个瘫痪的人能靠大脑在电脑上移动光标,看着挺酷,尤其是对霍金这样的人来说,但这样不够,大部分人对此无感。”这时,马斯克开始让 Neuralink 向新的目标推进:让瘫痪的人能再次调动他们的四肢。

大脑中的芯片可以绕过脊髓阻塞或神经系统障碍,向相关的肌肉发送信号,他从猪舍回到“斧头馆”,把他在奥斯汀的核心团队成员召集起来,线上参会的还有他们在弗里蒙特的同事,马斯克宣布了这项额外增加的新任务:“如果能让坐在轮椅上的人重新走路,大家立马就会明白 Neuralink 这项事业的重要性,这一定能直击人心,简直胆大妄为,是件好事。”接着,马斯克每周都会到 Neuralink 的实验室参加审查会议。

在 2022 年 8 月的一次会议开始前,首席工程师 Jeremy Barenholtz 坐在咖啡吧等着开会,一年前他从斯坦福大学毕业,获得了计算机系统科学硕士学位,但他那锈红色的额前卷发和稀疏的胡须,让他看上去还像中学科学展的参赛者一样稚气未脱。

Barenholtz 说:“Elon 觉得虽然用思维控制计算机是不错的,但对大众来说,让瘫痪的人重新走路,会引起更强烈的共鸣,所以我们一直专注于这个计划。”Barenholtz 展示了不同的肌肉刺激方法,大胆地讨论起他对大脑信号传递过程的认识:他认为大脑信号是经由带电分子的化学扩散传播的,而不是像传统理论说的那样通过电磁波来传播。

当马斯克用手机发完电子邮件和推文后,十几位年轻的工程师聚集在会议室里,包括 Zilis 在内的所有人都穿着黑色 T 恤衫,就跟马斯克平时的穿着差不多,Barenholtz 让大家传看了与大脑皮层软组织相似的水凝胶样品,并且展示了两只实验用猪的视频,它们在电信号的作用下移动着双腿。

马斯克说:“我们必须区分疼痛反应和肌肉动作,否则即便能让人重新走路,他们也会感觉很痛苦,但它确实证明了我们想让瘫痪的人重新走路这一目标的原理没有违背物理学定律,这简直令人难以置信,堪称神迹。”马斯克问他们是否还有可能实现其他神迹一样的目标,Barenholtz 提议可以考虑视听刺激。

换句话说,就是让失聪的人能听到、让失明的人能看到。“最简单的方式是通过人工耳蜗的刺激解决耳聋的问题。”Barenholtz 说,“但视觉刺激更有意思,为了获得高保真的视觉效果,你需要接入大量的神经通道。”“那我们可以给人类画的大饼就太不可思议了,对不对?”马斯克补充说,“想看红外线吗?想看紫外线吗?想看到无线电波和雷达信号吗?没错,这种视觉增强太酷了。”他突然大笑起来。“

到 9 月底,马斯克又开始变得不耐烦,他一直在催促 Zilis和 Barenholtz 公开展示他们的进展,但他们总说还没有准备好,马斯克的脸色越来越难看,“如果我们不加速推进,有生之年,我们将一事无成。”他警告他们,随即就定下了展示会的日期:11 月 30 日,周三,结果那天他去了苹果公司拜访 Tim Cook,而当晚马斯克到达现场时,办公空间中已经摆放了 200 把椅子,马斯克最喜欢的播客节目主持人 Lex Fridman 也来参加活动,电视动画片《Rick and Morty》的导演 Justin Roiland 也来了。

马斯克希望这次展示会既能彰显他解决人类终极难题的雄心壮志,又能展示一些他在短期内的目标规划。马斯克告诉现场观众:“我创办Neuralink 的主要动机是创造一个通用的信息输入输出设备,它可以与人类大脑信号的方方面面对接。”换句话说,这就是人类和机器终极的心智融合,能够防范人工智能机器为所欲为。“即使人工智能是善意的,我们能不能也跟上它的步伐,做到与时俱进呢?”

随后马斯克公布了他为 Neuralink 规划的全新短期目标:“第一个目标是恢复视力,即使是先天性失明,我们也相信可以让他们见到光明。”接下来,他谈到了瘫痪人士。他说:“虽然听起来很神奇,但我们相信,是有可能让脊髓受损的人恢复全身运动功能的。”演讲持续了三个小时,马斯克在现场与他的工程师们一直待到凌晨 1 点,他后来说,能从推特的混乱中暂时抽身,是难得的放松。

2022年9月,马斯克又一次参观了 Neuralink 的实验室,在那里他重点研究了行走过程中涉及的机械动力学和信号过程。Shivon Zilis 、Dongjin Seo 和 Jeremy Barenholtz 穿上实验服和鞋套,把他带进一个没有窗户的房间,里面有一只叫“明特”的猪正在跑步机上行走,它能得到的奖励是蘸着蜂蜜的苹果片。每隔一会儿,机器就会电击它一次,让它的肌肉抽搐,他们试图破解动物在行走过程中涉及的致动器。

在2023年4月最后一周,Neuralink 完成了最后一轮动物实验,开始与美国食品药品监督管理局合作,希望将芯片植入人体试验对象的大脑,四周后获得了批准。马斯克敦促大家公开展示他们的进展,他这样告诉团队:“我们希望让公众了解我们所做的一切,这样大家就会支持我们。这也是我们直播星舰发射的原因,虽然我们都知道它很可能在半空中爆炸。

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