中国ESG新故事:主动、常态、变革
06-18
“世界,你好!”这是很多初学者第一次接触编程语言时都会写的东西。
对于患有 ALS 的 62 岁菲利普·奥·基夫来说,这也是打开新世界的钥匙。
ALS 是一种进行性且致命的神经退行性疾病,患者大脑完全丧失控制自主运动的能力。
▲ 一条简短的推文,巨大的进步。
在同步脑机接口的帮助下,奥基夫仅用意念“写”出了这行文字,发出了简单却有意义的通讯信号。
在屏幕的另一边,他的行为就像任何用手指敲击的人一样。
像骑自行车一样自然 Synchron 成立于 2006 年,是一家神经技术领域的硅谷初创公司,专注于脑机接口(BCI)研究。
“Hello world”推文发布于 12 月 23 日,当时 O'Keefe 接管了 Synchron 首席执行官托马斯·奥克斯利 (Thomas Oxley) 的 Twitter 账户 30 分钟。
除了打招呼之外,O Keefe 还发布了另一条推文,表示他无需使用键盘或语音功能,只需“思考”即可发布信息。
Synchron 指出,这是第一次有人通过 BCI 直接在社交媒体上发言,这一象征性时刻为患者打开了与世界保持联系的大门。
2000年,他们进行了类似的研究,两位患者实现了打字和发送文本,但没有向公众展示这个过程。
▲ 图片来自:Synchron 令奇迹发生的是 Synchron 的脑机接口设备 Stentrode——一种通过颈静脉植入大脑的小型支架型电极阵列,让患者能够“通过思维移动肢体,无线控制外部设备”。
Stentrode 需要大约两个小时的微创手术,该公司称该手术是在“广泛使用的血管造影套件”中完成的,类似于在心脏中放置支架。
试验的主角O Keefe于2016年4月被诊断出患有ALS。
2016年4月,他开始被植入Synchron的脑机接口。
大脑活动由大脑血管中的传感器收集,并通过胸部设备传输到计算机。
▲ 奥基夫。
图片来自:Synchron 植入设备后,轻敲左脚踝即可召唤“鼠标点击”;眼动追踪用于移动光标。
那时,奥基夫已经失去了大部分能力,至少失去了控制双手移动鼠标和缓慢打字的能力。
但奥基夫预计,他的病情最终会发展到无法打字、使用鼠标或说话的程度,而且随着时间的推移,他对脑机接口的使用也会增加。
为了让患者完全无法移动,该设备需要直接与大脑交互,而不仅仅是眼球追踪或在轮椅上放置按钮。
▲ 图片来自:Synchron 所以他积极参与了最近的实验,“否则我会对现状感到愤怒。
”幸运的是,每个人都对结果感到满意。
近日,奥基夫在一份声明中表示,最新的技术给了他“很大的独立性”:这个系统太神奇了,就像学习骑自行车一样,需要练习,但一旦开始滚动,它就会变得自然。
现在,我只想到在电脑上点击哪里,这样我就可以发送电子邮件、购物或使用社交媒体。
▲ 图片来自:SynchronSynchron CEO Thomas Oxley 表示,他们的近期目标是作用于运动皮层,最终希望“实现全脑数据传输”。
大脑可能是一个数据系统。
今年7月,Synchron获得了美国食品和药物管理局(FDA)的监管批准。
它也是目前唯一一家获准进行“永久植入脑机接口临床试验”的公司。
与此同时,开发和测试神经植入物的竞赛正在升温。
今年5月,斯坦福大学研究团队将人工智能软件与脑机接口设备相结合,将“心写”转化为屏幕上的单词和句子——瘫痪的患者想象着用植入的传感器写下某个字母大脑接收信号,人工智能算法将它们转录到计算机屏幕上。
▲ 患者想象文字。
图片来自:斯坦福大学 在这项研究中,一名被称为 T5 的参与者以每分钟 90 个字符(或 18 个单词)的速度生成文本。
当要求输入例句时,字符错误率低于1%;当自由发挥时,字符错误率略高于2%。
回到 2017 年,T5 由于脊髓损伤几乎丧失了颈部以下的所有运动功能。
他让研究团队了解到,在身体变得沉默十多年后,大脑仍然保留着执行精确任务的能力。
2019 年 7 月成立的神经科技公司 Paradromics 筹集了 10 万美元,将用于磨练其硬件 Connexus,该硬件可将大脑的生物电信号转换为计算机可以理解的数字信号。
▲ 康涅克萨斯。
图片来自:Paradromics 简单来说,头顶的四个模块将数据传输到植入头骨中的第五个模块,第五个模块又将数据传输到胸部皮肤下的第六个模块,最后将数据传输到头部。
无线传输到夹在轮椅上的便携式计算机。
通过这种方式,大脑的活动被转化为可操作的命令,例如移动计算机光标。
一项先驱技术已在绵羊身上进行了成功测试,并将于明年开始进行人体试验。
▲ 图片来自:Paradromics Paradromics 表示,他们的优势之一是电极数量多,每个模块上的电极数量多达 2 个,这意味着数据质量和数量更加理想。
Paradromics首席执行官Matt Angle认为,大脑是一个数据系统:一旦你开始意识到描述大脑的最佳方式是通过数据,你就会重新定义许多经典的、难以治疗的疾病。
例如,针对失明的生物学解决方案可能是尝试再生视网膜,而我们的方法是使用计算机将视觉数据传输到大脑的右侧部分。
马斯克于 2008 年创立的神经技术公司 Neuralink 推出了一款植入头骨的人工智能驱动芯片。
▲ 图片来自:Neuralink 这款芯片大约有硬币大小,连接着超细柔性电线。
每根电线大约 5 微米厚,比人类头发细 20 倍,总共包含 2 个电极,在大脑中呈扇形分布。
电极通过感知或刺激神经元来读取大脑活动,理论上甚至可以写入大脑活动。
与芯片相匹配的是一个精密机器人,负责将芯片和超细电线植入大脑。
人手往往很难达到这样的稳定??性。
安装过程只需要几个小时,最终会留下一个小疤痕。
▲ 精密机器人。
图片来自:Neuralink 今年 4 月,他们在猴子身上使用了这款芯片。
在演示视频中,猴子获得了一个连接到视频游戏的操纵杆,当它成功移动光标时,它就可以品尝香蕉冰沙。
▲ 图片来自:Neuralink 当猴子使用操纵杆时,芯片会记录其大脑活动,并将数据发送回计算机,以分析猴子移动手时大脑做了什么;然后它禁用操纵杆,虽然猴子习惯性地使用操纵杆控制游戏,但实际上这个过程完全是由解码的神经活动驱动的。

理论上,同样的技术可以用来控制假肢——另一种“死操纵杆”。
马斯克当时在推特上表示:“这将使瘫痪的人比使用拇指的人更快地使用智能手机。
”与大脑互动的更好方式 被《时代》授予“小丑、天才、实业家”等称号的马斯克也对脑机接口技术的潜力发表了疯狂言论:它可以创建连接人脑与计算机之间。
“共生”;允许人们“保存和重放记忆”;治愈瘫痪、失明、记忆丧失和其他神经系统疾病;实现“超人视觉”,或者允许人们通过心灵感应召唤他们的特斯拉。
但脑机接口技术仍处于早期阶段,距离马斯克的愿景还很遥远。
其长期安全性需要更多的研究来评估,并且还有许多挑战需要克服。
首先,任何脑机接口设备都存在风险。
随着时间的推移,电极进入组织可能会引起炎症。
开发人员正在研究可以长时间植入人脑而不会恶化或引起感染的材料。
▲ 图片来自:hypebeast 研究人员也在寻找其他获取大脑活动的方法,例如在头骨或耳朵中放置非侵入式传感器,但这也增加了脑细胞与传感器之间的距离,从而影响了大脑活动的分辨率录音中,孔能能做的就更加有限了。
其次,为了实现更多的活动,读取数据的芯片需要更快、具有更高的分辨率,解释数据的算法需要更准确,并且电线需要插入大脑更深处。
神经生物学副教授杰森·谢泼德博士指出,一些神经退行性疾病很难用当前的脑机接口来解决,因为“复杂的行为、学习和记忆不仅仅由大脑的一个区域调节”。
▲ 图片来自:Business Insider 此外,随着脑机接口的成熟,一些安全、隐私和伦理问题也不可避免地会出现。
毕竟,在人脑中植入芯片来获取原始大脑数据,理论上也不是不可能。
目前,神经技术的最新工作是记录尽可能多的脑细胞或大脑区域,以便科学家能够更准确地读取支持言语、行走和抓握等活动的信号,然后将这些神经记录转化为指令。
输入到机器人设备或返回神经系统以产生运动、视觉甚至触觉。
▲ 另一位患者植入了 Stentrode 装置。
图片来自:Synchron 一个明显的趋势是,越来越多的风险投资家开始关注脑机接口领域。
根据分析公司 PitchBook 的数据,今年截至 7 月,脑机接口初创公司已筹集了 1 亿美元,比该行业去年全年筹集的资金多了三分之一。
据 Business Insider 报道,许多神经科学公司处于开发阶段和应用阶段之间。
现在谈论发展阶段还为时过早,还有很多工作要做。
至少,那些因各种原因被剥夺运动能力的人可以看到光明,享受科技带来的联系、希望和自由,重新轻松地说“Hello World”。
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