近年來,腦機接口(BCI)技術逐漸走進大眾視野,它就像科幻電影中的情節:通過在大腦中植入微小設備,讓人類用“意念”控制手機、電腦,甚至幫助癱瘓患者重新“動”起來。作為這一領域的先鋒,Neuralink公司正在努力將這種技術變為現實。2025年5月2日,Neuralink在X平臺發布了一則帖子,其團隊成員Dave通過視頻分享了植入物安全性的最新進展。與此同時,Neuralink在其博客《構建安全的可植入設備》中詳細披露了技術細節。本文將以通俗的方式,帶你了解腦機接口是什么,Neuralink的植入物為何安全,以及這項技術可能如何改變我們的生活,同時解答一個常見的疑惑:為什么Neuralink選擇內置式設計,而其他腦機技術更傾向于外置?
Neuralink技術人員 Dave 在官網X賬號下分享了數據,強調其技術在安全性方面的飛躍
腦機接口:用意念“指揮”世界的黑科技
首先,我們來聊聊腦機接口是什么。簡單來說,腦機接口就是一種讓大腦和電子設備“對話”的技術。我們的每一次思考、動作,都會產生微弱的電信號,腦機接口通過捕捉這些信號,翻譯成指令,比如“打開手機”或“移動鼠標”。這對一些因疾病失去行動能力的人來說意義重大,比如癱瘓患者可以通過意念控制機械臂,甚至重新“走路”。
腦機接口有兩種主要方式:一種是“內置式”(也叫侵入式),需要通過手術把設備植入大腦,比如Neuralink的技術;另一種是“外置式”(也叫非侵入式),通過頭戴設備(如頭盔或頭帶)從頭皮外捕捉信號,比如一些腦電圖(EEG)設備。兩種方式各有優缺點,我們稍后會詳細聊聊。
Neuralink如何讓植入物更安全?
Neuralink選擇的是內置式腦機接口,核心是一組微小的電極線程,直接植入大腦中,記錄腦信號。為了讓這些“小電線”更安全,Neuralink做了很多創新。Neuralink 的技術人員 Dave 站在一個顯示器前,屏幕上展示了一個簡潔的符號,象征Neuralink的技術核心。他提到,Neuralink的電極線程在安全性上取得了“飛躍式進步”。根據披露的技術細節和實驗數據我們一起來解讀一下,看看他們是怎么做到的。
1、超細“電線”:比頭發還細,傷害更小
想象一下,如果你需要在腦子里插一根針,肯定會很疼,還可能傷到大腦組織。Neuralink的電極線程卻比人的頭發絲還細,直徑只有幾十微米(1微米等于千分之一毫米)。博客中一張圖片展示了這種電極線程的微觀結構(如圖1)。電極使用柔性聚合物材料,能隨著大腦的自然運動彎曲,避免硬性刺激。因為它太細小,植入時對大腦的損傷非常小,就像在皮膚上輕輕劃一下,幾乎感覺不到。
圖1:Neuralink電極線程微觀結構,電極線程,比頭發還細
2、機器人“醫生”:精準植入不傷血管
植入電極的過程聽起來有點可怕,但Neuralink用了一個“秘密武器”——機器人手術系統。這個機器人就像一個超級精準的“醫生”,能自動識別大腦中的血管,把電極線程插入到最安全的位置,避免傷到重要區域。通過一張模擬圖展示了這個過程(如下圖2),可以看到機器人如何小心翼翼地將“電線”放進大腦。在植入過程中,手術機器人的針頭將植入物的線插入大腦;兩者都比人的頭發細,厚度與神經元相似。
圖2:機器人手術系統精準植入電極線程,避免損傷血管
3、減少“排斥反應”:讓大腦更“喜歡”植入物
你可能聽說過器官移植后身體會“排斥”外來物,大腦也是一樣。植入物可能會讓大腦產生一種叫“膠質瘢痕”的反應,就像在傷口上結疤一樣。如果瘢痕太多,會影響信號質量,甚至傷害神經元。Neuralink通過改進電極材料和設計,把這種“疤痕”降到了最低。他們的電極線程在動物實驗中將瘢痕量減少了大約30%(如下圖3)。并且大腦中的一種細胞(星形膠質細胞)把Neuralink的電極線程當成了“老朋友”,沒有產生排斥反應,這說明這些“小電線”真的很“親和”。
圖3:膠質瘢痕減少數據圖,電極線程減少了膠質瘢痕
4、控制“發熱”:不讓大腦“發燒”
植入物是個電子設備,運行時會發熱。但大腦對溫度很敏感,如果溫度升高超過1°C,可能會傷害神經細胞。Neuralink通過優化設計,把發熱量控制在安全范圍內,實驗數據顯示溫度變化遠遠低于這個危險值。就像給手機裝了一個“散熱器”,既能工作又不“燙手”。
5、解決移位問題:更穩定的信號
博客還提到一個關鍵問題:電極線程可能會因為大腦運動而移位,導致信號丟失。Neuralink通過改進電極的固定方式和材料柔性,減少了移位風險。Dave在視頻中展示了一組數據,表明新設計的電極在動物實驗中的穩定性提高了20%以上。這種改進對于長期使用非常重要,確保信號傳輸不中斷。
內置還是外置?腦機接口技術的選擇之爭
也許有人疑惑:既然很多腦機技術都用外置設備,比如戴在頭上的腦電圖(EEG)頭盔,Neuralink為什么還要選擇內置式,把設備植入大腦?這其實是一個技術和應用需求權衡的結果,我們來簡單分析一下內置式和外置式的利弊。
外置式(非侵入式)的優點和局限
外置式腦機接口最常見的是腦電圖(EEG)設備,樣子有點像頭盔或頭帶,里面有很多傳感器,貼在頭皮上就能捕捉大腦信號。它的最大優點是安全無創:不用手術,沒有植入風險,非常適合普通人使用。比如,一些公司用EEG設備開發了“意念打字”應用,或者幫助冥想者監測大腦狀態。
但外置式的缺點也很明顯:
- 信號質量差:頭皮和顱骨會阻擋大腦信號,捕捉到的信號很微弱,容易受到干擾(比如頭皮出汗、頭發移動)。
- 精度低:外置設備很難精確分辨具體哪個腦區在“說話”,所以只能做一些簡單任務,比如識別“放松”還是“專注”,但很難做到精細控制,比如用意念操控機械臂。
- 延遲高:信號處理過程復雜,反應速度慢,可能不適合需要實時操作的場景。
內置式(侵入式)的優勢和挑戰
Neuralink選擇的內置式腦機接口需要通過手術把電極植入大腦,直接接觸神經元。它的優勢非常明顯:
- 信號清晰:直接從大腦內部記錄信號,質量高、干擾少,能捕捉到更細微的腦活動。比如,Neuralink的設備可以精確到單個神經元的活動,適合復雜的任務,像幫助癱瘓患者控制機械臂。
- 精度高:內置電極能定位到具體腦區,信號分辨率高,反應速度快,適合實時控制。
- 應用范圍廣:可以用來治療嚴重的神經疾病,比如ALS(漸凍癥)或脊髓損傷,因為這些患者需要更強的信號來恢復功能。
但內置式的挑戰也不小:
- 手術風險:植入過程需要開顱手術,雖然Neuralink用機器人提高了安全性,但任何手術都有感染或出血的風險。
- 長期影響:植入物可能引發大腦排斥反應,或者用久了出現移位、損壞等問題。
- 倫理和心理障礙:很多人會覺得“在腦子里裝東西”有點可怕,接受度可能不高。
Neuralink為何選擇內置式?
簡單來說,Neuralink的目標是解決最棘手的醫療問題,比如讓癱瘓患者恢復運動能力,或者幫助失明、聾病患者恢復感官功能。這些任務需要非常清晰、精準的信號,外置式設備目前做不到。而內置式雖然有風險,但能提供更高的信號質量和控制精度,適合這些高難度的應用。
Neuralink也在努力降低內置式的風險,比如前面提到的超細電極、機器人手術和減少排斥反應等技術。他們的目標是讓植入過程像“做激光眼科手術”一樣安全和常見,最終讓更多人愿意嘗試這種技術。
大家怎么看:支持和擔憂并存
Neuralink的技術透明度贏得了不少認可,比如,稱贊“這種透明度太棒了,未來一定是既創新又安全的公司才能成功”,也有稱其“讓人看到人類的進步,未來大有可為”。但也有擔憂,比如指出電極線程可能因太細而易斷裂,或長期使用引發炎癥,甚至影響大腦的血腦屏障(一種保護大腦的屏障)。對此,Neuralink在博客中回應,正通過抗炎涂層和低能耗技術進一步降低風險。
技術加速:馬斯克的關注加碼
Neuralink最近的進展非常快。2025年初,他們完成了第三例人類植入手術,幫助一位ALS患者通過意念控制設備。到了4月和5月,又接連發布了多項技術更新,包括這次關于安全性的披露。
這一加速可能和公司創始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)有關。有傳言稱,2025年初馬斯克退出美國政府效率部門(Department of Government Efficiency)后,把更多精力投入到了馬斯克生態企業的經營。他一直有個夢想:讓腦機接口技術幫助人類解決醫療難題,甚至“升級”大腦能力。在他的推動下,Neuralink不僅加快了研發,還更注重和公眾溝通,比如通過視頻和博客分享進展。
最后,不得不感嘆下:科技改變生活,但安全是第一步。Neuralink通過超細電極、機器人手術、減少瘢痕和控制發熱等技術,讓內置式腦機接口變得更安全。雖然內置式和外置式各有優缺點,但Neuralink選擇內置式是為了解決最棘手的醫療難題,比如幫助癱瘓患者恢復功能。隨著馬斯克的關注加碼,Neuralink的進展越來越快,但最終能否成功,還要看它能不能在技術和安全之間找到平衡。腦機接口的未來,值得期待,但也需要我們一起關注它的每一步。
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