Neuralink獲批!開展首個人體臨床試驗,短期致力于解決大腦和中樞神經系統疾病,長期目標是AI對齊,實現人與機器的心智融合!
9 月 19 日,Neuralink 在官網宣布獲得了獨立審查機構的批準,以及第一個醫院試點,開始進行首個人體臨床試驗的招募工作。根據 Neuralink 介紹,這項被稱為 PRIME 的研究(Precise Robotically Implanted Brain-Computer Interface的縮寫)是一項開創性的調查性醫療設備試驗,針對 Neuralink 的全可植入式、BCI(腦機界面),旨在評估植入物(N1)和外科機器人(R1)的安全性,并評估 BCI 的初步功能,以使癱瘓患者能夠用思維控制外部設備。
在研究期間,R1機器人將用于在控制運動意圖的腦部區域內外科植入N1植入物的超細柔性線纜。一旦安裝完成,N1植入物在外觀上是隱形的,旨在記錄并無線傳輸腦信號到一個解碼運動意圖的應用程序。我們BCI的初步目標是讓人們能夠僅通過思維控制計算機光標或鍵盤。
PRIME 研究是在 FDA 于 2023 年 5 月頒發的調查性設備豁免(IDE)下進行的,代表了 Neuralink 使命的重要一步,即創建一個通用的腦接口,以恢復那些有未滿足的醫療需求的人的自主權,那些因頸部脊髓損傷或肌萎縮性脊髓側索硬化癥(ALS)而導致四肢癱瘓的人可能符合資格。
PRIME 計劃同時研究三個方面:第一個是 N1 Implant 硬件植入物,Neuralink 的腦-計算機設備,第二個是 R1 Robot 機器人,實際植入設備的外科機器人;第三個是 N1 App 應用,連接到 N1 并將腦信號轉化為計算機操作的軟件,Neuralink 表示計劃測試系統的所有三個部分的安全性和有效性,以幫助癱瘓患者控制外部設備,且該研究中使用的設備都是調查性的,不對外銷售。
Neuralink 為什么執著于給人腦植入芯片?馬斯克曾表示,Neuralink 的短期目標是幫助癱瘓者實現意念打字功能,未來還將可以實現讓癱瘓者行走、讓盲人看見,并最終實現“人機共生體”,長期則致力于 AI 對齊。
根據 Issacson 的新版《馬斯克傳》記載,在 2016 年的一次旅行中,馬斯克用拇指在手機上打字,然后開始抱怨打字特別浪費時間,從大腦發出信息到在設備上完成打字輸入,每秒的信息傳輸速度只有大約 100 比特,馬斯克說:“想象一下,如果你能把思想融入機器,就仿佛在你的思想和機器之間建立了一種直截了當的高速連接。”
Sam Teller 當時是馬斯克的 Tesla、SpaceX 以及 OpenAI 等公司 CEO 辦公室的高級管理人員,協助馬斯克管理公司的日常運營,監督和協調各部門的工作并制定戰略計劃,早年是奧巴馬總統競選活動和就職典禮新媒體團隊的成員,更早之前在 Google、瑞士信貸銀行、《赫芬頓郵報》以及希拉里的辦公室工作過。
當時馬斯克問道 Teller,是否能找一到個神經領域的科學家來幫他增強對 BCI 的理解?因為馬斯克意識到,最終的人機界面會是一款能將計算機直連大腦的設備,比如在人的頭骨內放置芯片,可以將大腦信號發送給計算機并接收信號回傳,這樣可以讓信息往返流動的速度提高 100 萬倍,這樣就可以實現真正的人機共生了,換句話說,它能確保人類和機器協同工作。
為了實現這一目標,馬斯克在 2016 年底成立了 Neuralink 公司,其業務是把小型芯片植入人類大腦,讓人類與計算機展開心智融合,同樣 Teller 也協助馬斯克運營這家新公司,與 Optimus 一樣,Neuralink 的創意也受到科幻小說的啟發,尤其是蘇格蘭作家 Ian Banks 的太空旅行小說《文明》系列,其中提到一種叫“神經蕾絲”的人機界面技術,當它被植入人體后,可以將人的所有思想活動與計算機相聯,馬斯克說:“我第一次讀到班克斯的作品時,突然覺得這個創意有可能成為我們面對人工智能時的護盾。”
馬斯克的崇高目標一般都與務實的商業模式相結合,比如他曾經開發了星鏈衛星,這項業務可以為 SpaceX 的火星發射任務提供資金。同樣,他計劃用 Neuralink 大腦芯片幫助神經系統有問題的人,比如肌萎縮側索硬化(ALS)患者,讓他們能與計算機互動。
馬斯克說:“我們如果能找到好的商業用途來為 Neuralink 提供資金,那么在幾十年后,就可以將人類世界與數字機器緊密結合起來,從而實現最終目標:保護人類以抵御邪惡的人工智能。”
除馬斯克以外,Neuralink 的聯合創始人包括 Ben Rapoport,Dongjin Seo,Max Hodak,Paul Merolla,Philip Sabes,Tim Gardner,Tim Hanson 和 Vanessa Tolosa,不過目前只剩下了 Dongjin Seo。
Dongjin Seo 在 4 歲時從韓國搬到了美國路易斯安那州,由于他在年少時英語說得不好,所以他對“自己有想法卻表達不出來”的窘境有著切膚之痛,“我怎樣才能盡可能高效地把我頭腦里的想法表達出來?”他開始問自己,“這個東西必須是一個能放在我大腦里的小東西。”在加州理工學院和加州大學伯克利分校求學期間,他開發了一種被他稱為“神經塵埃”的東西,它是一種可以放在大腦中并發出信號的微小植入物。
馬斯克還招攬了技術投資人 Shivon Zilis,從小在多倫多附近長大,在閱讀美國發明家 Ray Kurzweil 在 1999 年出版的《機器之心》一書后,選擇成為一名技術極客,在耶魯大學畢業后,她在幾家創業孵化器工作過,扶持了一些人工智能創業項目,還成為 OpenAI 的兼職顧問。
馬斯克著手創立 Neuralink 期間,約 Zilis 出去喝了一次咖啡,邀請她加入團隊,并向她保證 Neuralink 不僅要做研究,而且要打造一款真正的設備出來,這吸引了 Zilis 的興趣,這比做投資人更有趣、更有意義,這也讓她有機會從馬斯克身上學到更多獨特的東西,并且從一開始,Zilis 的精力就投入到了特斯拉、SpaceX 的 AI 項目,最終只選擇了兩個角色:轉崗成為 Neuralink 的高管,以及馬斯克親密的伴侶,這在新版的《馬斯克傳》有專門寫道。
談到 Neuralink 背后的底層技術,其最早是基于 1992 年猶他大學發明的猶他陣列,它是一個鑲有 100 根針的微型芯片,可以被植入大腦。每根針檢測一個神經元的活動,通過電線將數據發送到一個盒子中,盒子被固定在人的頭骨上。因為大腦中有大約 860 億個神經元,所以這只是向人機界面邁出的一小步。
2019 年 8 月,馬斯克發表了一篇科學論文,描述了 Neuralink 將如何在猶他陣列的基礎上做出改進,打造他所謂的“具有超過 3 000 個通道的集成腦機接口平臺”。Neuralink 的芯片在 96 個線程上布置了超過 3 000 個電極。這次也不例外,他不僅關注產品本身,還關注產品的制造和部署方式。高速運轉的機器人會在人的頭骨上切開一個小孔,植入芯片,將電極線植入大腦。
2020 年 8 月,馬斯克在 Neuralink 的一次公開演講中透露了這種設備的早期版本。他們在小豬的大腦中植入了一個芯片,用一段視頻展示了它在跑步機上行走時,芯片如何檢測其大腦中的信號并發送給計算機。馬斯克舉起手中的芯片,它只有 0.25 英寸,它被放置在頭骨下方,可以無線傳輸數據,保證用戶不會看起來像恐怖電影中的機械人那樣駭人。
幾個月后,馬斯克來到 Neuralink 的實驗室,它位于弗里蒙特的特斯拉工廠附近,工程師向他展示了他們研發出的最新產品,它上面有四個獨立的芯片,每個上面都有大約 1 000 個線程,它們會被植入顱骨的不同部位,再用導線將它們與嵌入耳后的路由器連接。馬斯克沉默了近兩分鐘,而 Zilis 和她的同事們都在一旁默不作聲,隨后他發表了最終意見:他討厭這個版本,設計太復雜,電線太多,連接太多。
當時他正在刪減猛禽發動機上的各處連接,因為多一處連接就多一處潛在的故障點,馬斯克告訴 Neuralink 的工程師這必須是一款一體化的設備,要呈現為一整套簡潔的封裝產品—沒有電線,沒有連接,沒有路由器,因為沒有任何物理定律,也沒有任何基本法則規定,不能在一臺一體化設備上實現所有的功能,當工程師們試圖解釋為什么要保留路由器時,馬斯克的臉色變得凝重起來,然后表示:“刪掉它,刪掉它,刪掉它,刪掉它。”
會議結束后,工程師們經歷了典型的“后馬斯克憂慮障礙”:先是困惑,隨即憤怒,然后焦慮,但在一周內,他們開始沉迷于這種想法,因為他們意識到這種新的技術路線可能真的能實現;幾周后,當馬斯克回到實驗室時,他們向他展示了一款一體化的芯片,可以處理來自所有線程的數據,并通過藍牙將其傳輸到計算機上—沒有電線,沒有連接,沒有路由器,其中一位工程師說一開始他們認為這是不可能的,但現在對這個東西充滿信心。
但是,當時面臨的另一大難題在于要滿足“芯片必須非常小”的要求,這導致它很難擁有較長的電池壽命,也不容易支持較多的線程,馬斯克問:“為什么必須把它做這么小?”有人犯了一個錯誤,說這是之前對他們提出的一項要求。
馬斯克一聽就激動起來,開始闡述他的工作法:第一步就是要質疑每一項要求,隨后他讓大家思考關于芯片尺寸的基本科學原理:人的頭骨是球形的,所以芯片能不能凸出一點?直徑能不能更大?他們得出的結論是,人類頭骨容納更大的芯片是很容易實現的,準備好新設備后,他們就將其植入實驗室的獼猴帕格體內,他們教它玩電子游戲《乓》,當它取得好成績,就會獎勵它一份水果冰沙。
Neuralink 設備記錄了每次它以某種方式移動操縱桿時,都有哪些神經元在發射信號。隨后操縱桿被停用,來自帕格大腦的信號就開始控制游戲進程,這次試驗邁出了重要的一步。
2021 年年底在參觀豬舍時,馬斯克對 Neuralink 的工作進度感到不滿,公司已經把一枚芯片植入了猴子的大腦,還教它用腦電波玩電子游戲《乓》,但截至當時,Neuralink 只是靠這些在 YouTube 上獲得了不少的視頻播放量,根本沒有推進腦機接口計劃。
馬斯克當時喊道:“我們怎么跟外人解釋啊,怎么才能真正吸引大家的注意?”他邊走邊說,“可能有一天,一個癱瘓的人能靠大腦在電腦上移動光標,看著挺酷,尤其是對霍金這樣的人來說,但這樣不夠,大部分人對此無感。”這時,馬斯克開始讓 Neuralink 向新的目標推進:讓癱瘓的人能再次調動他們的四肢。
大腦中的芯片可以繞過脊髓阻塞或神經系統障礙,向相關的肌肉發送信號,他從豬舍回到“斧頭館”,把他在奧斯汀的核心團隊成員召集起來,線上參會的還有他們在弗里蒙特的同事,馬斯克宣布了這項額外增加的新任務:“如果能讓坐在輪椅上的人重新走路,大家立馬就會明白 Neuralink 這項事業的重要性,這一定能直擊人心,簡直膽大妄為,是件好事。”接著,馬斯克每周都會到 Neuralink 的實驗室參加審查會議。
在 2022 年 8 月的一次會議開始前,首席工程師 Jeremy Barenholtz 坐在咖啡吧等著開會,一年前他從斯坦福大學畢業,獲得了計算機系統科學碩士學位,但他那銹紅色的額前卷發和稀疏的胡須,讓他看上去還像中學科學展的參賽者一樣稚氣未脫。
Barenholtz 說:“Elon 覺得雖然用思維控制計算機是不錯的,但對大眾來說,讓癱瘓的人重新走路,會引起更強烈的共鳴,所以我們一直專注于這個計劃。”Barenholtz 展示了不同的肌肉刺激方法,大膽地討論起他對大腦信號傳遞過程的認識:他認為大腦信號是經由帶電分子的化學擴散傳播的,而不是像傳統理論說的那樣通過電磁波來傳播。
當馬斯克用手機發完電子郵件和推文后,十幾位年輕的工程師聚集在會議室里,包括 Zilis 在內的所有人都穿著黑色 T 恤衫,就跟馬斯克平時的穿著差不多,Barenholtz 讓大家傳看了與大腦皮層軟組織相似的水凝膠樣品,并且展示了兩只實驗用豬的視頻,它們在電信號的作用下移動著雙腿。
馬斯克說:“我們必須區分疼痛反應和肌肉動作,否則即便能讓人重新走路,他們也會感覺很痛苦,但它確實證明了我們想讓癱瘓的人重新走路這一目標的原理沒有違背物理學定律,這簡直令人難以置信,堪稱神跡。”馬斯克問他們是否還有可能實現其他神跡一樣的目標,Barenholtz 提議可以考慮視聽刺激。
換句話說,就是讓失聰的人能聽到、讓失明的人能看到。“最簡單的方式是通過人工耳蝸的刺激解決耳聾的問題。”Barenholtz 說,“但視覺刺激更有意思,為了獲得高保真的視覺效果,你需要接入大量的神經通道。”“那我們可以給人類畫的大餅就太不可思議了,對不對?”馬斯克補充說,“想看紅外線嗎?想看紫外線嗎?想看到無線電波和雷達信號嗎?沒錯,這種視覺增強太酷了。”他突然大笑起來。“
到 9 月底,馬斯克又開始變得不耐煩,他一直在催促 Zilis和 Barenholtz 公開展示他們的進展,但他們總說還沒有準備好,馬斯克的臉色越來越難看,“如果我們不加速推進,有生之年,我們將一事無成。”他警告他們,隨即就定下了展示會的日期:11 月 30 日,周三,結果那天他去了蘋果公司拜訪 Tim Cook,而當晚馬斯克到達現場時,辦公空間中已經擺放了 200 把椅子,馬斯克最喜歡的播客節目主持人 Lex Fridman 也來參加活動,電視動畫片《Rick and Morty》的導演 Justin Roiland 也來了。
馬斯克希望這次展示會既能彰顯他解決人類終極難題的雄心壯志,又能展示一些他在短期內的目標規劃。馬斯克告訴現場觀眾:“我創辦Neuralink 的主要動機是創造一個通用的信息輸入輸出設備,它可以與人類大腦信號的方方面面對接。”換句話說,這就是人類和機器終極的心智融合,能夠防范人工智能機器為所欲為。“即使人工智能是善意的,我們能不能也跟上它的步伐,做到與時俱進呢?”
隨后馬斯克公布了他為 Neuralink 規劃的全新短期目標:“第一個目標是恢復視力,即使是先天性失明,我們也相信可以讓他們見到光明。”接下來,他談到了癱瘓人士。他說:“雖然聽起來很神奇,但我們相信,是有可能讓脊髓受損的人恢復全身運動功能的。”演講持續了三個小時,馬斯克在現場與他的工程師們一直待到凌晨 1 點,他后來說,能從推特的混亂中暫時抽身,是難得的放松。
2022年9月,馬斯克又一次參觀了 Neuralink 的實驗室,在那里他重點研究了行走過程中涉及的機械動力學和信號過程。Shivon Zilis 、Dongjin Seo 和 Jeremy Barenholtz 穿上實驗服和鞋套,把他帶進一個沒有窗戶的房間,里面有一只叫“明特”的豬正在跑步機上行走,它能得到的獎勵是蘸著蜂蜜的蘋果片。每隔一會兒,機器就會電擊它一次,讓它的肌肉抽搐,他們試圖破解動物在行走過程中涉及的致動器。
在2023年4月最后一周,Neuralink 完成了最后一輪動物實驗,開始與美國食品藥品監督管理局合作,希望將芯片植入人體試驗對象的大腦,四周后獲得了批準。馬斯克敦促大家公開展示他們的進展,他這樣告訴團隊:“我們希望讓公眾了解我們所做的一切,這樣大家就會支持我們。這也是我們直播星艦發射的原因,雖然我們都知道它很可能在半空中爆炸。
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