马斯克似乎总是可以给人们带来惊喜。马斯克旗下位于旧金山的一家脑机接口初创公司Neuralink宣称，已经找到了高效实现脑机接口的方法。他们利用一台手术机器人向大脑快速植入电极线，在颅骨上放置一个芯片，然后直接通过USB接口读取大脑信号。据悉，Neuralink公司正在老鼠和猴子身上进行测试，他们希望在明年年底之前开始对人类患者进行试验，从而在将来为截瘫患者配备可用大脑操控的机器人。

这一脑机接口方法的高效和进步之处在哪里？脑机接口技术是否有伦理上的问题？在科学家尚未清楚了解人脑原理和奥妙时，工程学可以带来怎样的新视野？解放日报·上观新闻记者采访了华东师范大学生命科学学院脑功能基因组学教育部重点实验室主任林龙年教授。

这个手术机器人有个形象的名字——缝纫机

“我们一直在关注Neuralink公司，它的网站自公司成立以来一直没有什么更新，直到近几天爆出了这么个大新闻。”林龙年说。自从1924年德国科学家汉斯.柏格（Hans Berger） 第一次在人类大脑系统地记录到脑电信号以来，从上世纪七八十年代起，人们就在探寻和发展脑机接口技术。虽然，目前脑科学家还未能通过解码神经元的电活动信号来揭示大脑的工作原理，但不排除通过读取相关的脑电活动信号来实现某些场景下的脑机控制。获取脑电信号有许多种方法，在早些年，人们就可以通过在颅骨外埋置电极，无创地记录脑电活动信号。但脑电信号经过颅骨的过滤，信号幅度大为递减。要实现真正有意义的脑机控制，比较理想的是能获取神经元活动的动作电位信号，这里顺便科普一下，大脑神经元是带电的，在静息状态下，细胞膜内为负，膜外为正，如果把一根电极插入神经细胞膜内，其电位显示是负70毫伏。而在活动状态下，这个电位会瞬时翻转过来，膜内为正，膜外为负，其电位幅度变化约为110毫伏，且这变化的时间非常短促，一个毫秒都不到，这就是动作电位。更有趣的是，神经元动作电位具有全或无的特性，它在一定时间内产生的数量越多、频率越高，就表征神经元的活跃程度越高。人类大脑一共有860亿个神经元，每个神经元都具有这样的活动特性，但麻烦的是，如果从颅骨外无创地记录，几乎无法获得神经元的动作电位信号，需要直接到脑内去获取。

“马斯克这次发布的脑机接口新技术有三方面大的技术进步。”在林龙年看来，这次Neuralink公布的记录电极线只有4到6微米，相当于头发丝的1/4，这对于脑的损伤会比较小，这是一大进步。其次，如何把极其细小的电极线植入到脑组织内，这是一个相当棘手的难题，马斯克团队为此特地研发了手术机器人。这个机器人有个形象的名字——缝纫机，因为它的工作方式就像一台缝纫机，每分钟能够向大脑植入6根电极线。第三，如何把神经元动作电位的模拟信号转换成数字信号，这需要一个强大的神经信号处理器，采样频率必须在20 khz以上。Neuralink为此开发了一个能同时放大、读取和处理3072道脑电信号的芯片，“最近两年，他们为设计这一款神经信号芯片已流片8次，差不多每三个月就改进一版。”

“马斯克在脑机接口技术上很有远见”

Neuralink公司乐观表示，将争取美国食品药品管理局（FDA）的批准，最早于明年年底之前开始临床试验，期望能改善脑损伤及其他残疾患者的生活，比如帮助截肢者重新获得行动能力等。

“马斯克在脑机接口技术上很有远见，但想要在短期内用于人体并获得立竿见影的效果，还是存在一些技术瓶颈，比如植入性的大脑信号采集，目前不可避免地会对大脑有所损伤，很难在正常人的大脑中使用，只能在某些脑疾病患者上试验。”林龙年认为，这也正是脑机接口技术所面临的一个伦理问题，即是否会对试验对象造成脑部损伤，因此短期内还无法在正常人身上进行侵入式试验，只有在脑机接口技术上取得更大的进步，才有可能被伦理委员会批准通过。

由于颅骨外脑电信号的来源太复杂，对于解码大脑工作原理基本用处不大，而神经元活动的动作电位信号比脑电信号更加精准，马斯克富有远见地抓住了这一点，接下来他的团队还将把目前的“有线”技术拓展到“无线”技术，这将是一个有前景的方向。“FDA应该会支持这一技术在某些脑疾病患者身上开展临床试验，之前FDA曾经批准过目前唯一能用于人体的犹他电极，因为其生物兼容性比较好。”

尽管科学家目前尚未清楚了解人脑的原理和奥妙，但工程学给神经科学带来了新的视野。未来，如果能在技术上实现对大脑众多神经元动作电位信号的实时观测和记录，就能做一个大脑的活动图谱，这对于解码大脑的工作原理将是一个里程碑式的工作。“正如莱特兄弟虽然不懂空气动力学原理，但他们首创了人类的第一个飞行器。”林龙年说，在不知道原理的时候，可以用工程学的方法去仿制它，以达到工程上的某些有限目标。“技术狂人”马斯克把现有的脑机接口技术集中起来，并用工业化手段将其做到极致，这对脑机接口技术的推动有着不可小觑的作用。