Neuralink的发展历程，2024将进行更多人体植入试验

Neuralink是马斯克创立于2016年的公司，研究对象为脑机接口技术。过去几年里，Neuralink不断取得进展，2019年，Neuralink首次推出了植入物的设计，将在大脑的一块区域内植入1024根微小的电线，倾听脑细胞的电波，并发送自己的电波。

2020年，Neuralink公布了硬币大小、电池供电的N1芯片植入计划。2022年11月，马斯克及团队声称，未来半年，他们有望开始将芯片植入人脑的人体试验计划。

2023年5月，Neuralink宣布，公司已获得美国食品药物管理局 (FDA) 的批准，将启动其首个人体临床研究。这意味着，Neuralink将把他们的设备植入人类的大脑中。

去年年底，Neuralink表示正在招募因颈脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症（ALS）而四肢瘫痪的志愿者进行试验。据介绍，受试者需同意让外科医生切除一块头骨，以便让一个机器人把一系列电极和超细电线接入大脑。当机器人完成工作后，失去头盖骨的部分将被覆上一块25美分硬币大小的计算机芯片，这块芯片要留在那个地方好几年。其目的是分析和读取受试者的脑活动，然后将信息以无线传输的方式送至附近的笔记本电脑或平板电脑。

在准备人体试验之前，Neuralink过去两年已经进行了动物植入实验超过400次。据了解，在奥斯汀，Neuralink把一个酒吧变成了巨大的植入物生产线和测试中心。除了常见的铣床、车床和激光切割机外，这家工厂还配备了更多稀奇古怪的设备，比如冰箱大小的橱柜，里面装满了合成脑液，可以加热、冷却和挤压植入物，以模拟多年的磨损情况。

手术过程中的首要任务是避免在患者的大脑中产生任何出血或疤痕组织。为此，Neuralink还制造了自己的手术机器人。这台机器人是白色的，高约2.1米，底座稳定，呈立方体形状，支撑着一个电子设备塔。

Neuralink的十几台机器人在2021年对羊、猪和猴子进行了155次手术，2022年进行了294次。对于人类受试者来说，手术准备和开颅预计需要几个小时，然后是大约25分钟的真正植入过程。Neuralink联合创始人兼工程副总裁DJ Seo称：“过去两年，我们一直专注于打造一款适合人类使用的产品，现在是时候帮助真正的人类了。”

从目前的情况来看，Neuralink进行的人体植入实现取得了成功。接下来，Neuralink还会进行规模宏大的试验，该公司计划在2024年进行11例设备植入手术，2025年为27例，2026年为79例，而到2030年，这一数字将超过22000人。Neuralink的植入设备尺寸约为5枚10美分硬币叠在一起，包含1024个电极，由特别研发的机器人进行开颅植入，收集到的脑部信号则由用户端App进行解读。

脑机接口突破性进展明显，医疗应用潜在市场规模巨大

脑机接口概念源于1973年美国加州大学洛杉矶分校计算机科学家雅克·维达尔的设想，即通过放置在头皮上的电极可检测到大脑发出的实时信号翻译后用于控制计算机。其作用机制是绕过外周神经和肌肉，直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道，它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号，实现信息的传输和控制。

脑机接口系统可以根据脑信号采集的方式，分为侵入式和非侵入式脑机接口。侵入式脑机接口主要用于重建特殊感觉（例如视觉）以及瘫痪病人的运动功能。此类脑机接口通常直接植入到大脑的灰质，因而所获取的神经信号的质量比较高。

Emory大学的Philip Kennedy和Roy Bakay最先在人植入了可获取足够高质量的神经信号来模拟运动的侵入性脑机接口。他们的病人Johnny Ray患有脑干中风导致的锁闭综合症。Ray在1998年接受了植入，并且存活了足够长的时间来学会用该脑机接口来控制电脑光标。

和侵入式脑机接口一样，研究者也使用非侵入式的神经成像术作为脑机之间的接口在人身上进行了实验。用这种方法记录到的信号被用来加强肌肉植入物的功能并使参加实验的志愿者恢复部分运动能力。不过，虽然这种非侵入式的装置方便佩戴于人体，但是由于颅骨对信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应，记录到信号的分辨率并不高。

2023年是脑机接口概念提出的50周年，这一年，无论是理论研究还是设备研发，脑机接口技术都迎来了飞速的发展。如：由南开大学段峰教授团队牵头的全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功；Bitbrain开发了可穿戴大脑传感设备，可以在人工智能的帮助下监测脑电图信号等。还有上文提到的马斯克旗下Neuralink在美国获准开展将设备植入人脑的临床试验。

接下来，随着脑机接口技术还将会取得更大进步。从技术层面来看，其一，会逐渐从简单的单向脑机接口到人机交互，最后达到人机共融、协同决策的高智能状态；其二，产品将从单一模式向组合模式发展；其三，脑电信号采集设备将具备小型化、无线化等特征。

从市场前景方面来看，脑机接口最初因康复需求而产生，在人口老龄化趋势背景下，能应用于神经系统疾病治疗的脑机技术有较大市场空间。根据麦肯锡此前的一份测算，全球脑机接口医疗应用的潜在市场规模在2030年有望达到400亿美元，2040年达到1450亿美元。

写在最后

脑机接口在医疗领域的疾病治疗、功能恢复上具有重大价值。过去很多年，国内外都在积极推进脑机接口在技术上实现突破。然而，脑机接口并不是一项很简单的技术，它的植入涉及到人类的安全。如今，在经过了多年的打磨之后，Neuralink终于实现了首例人体接入试验，试验者恢复良好，这说明人体植入脑机接口芯片取得阶段性成功，期待接下来技术的不断成熟和应用。