自己目前研究生在讀，在做的項(xiàng)目就是腦電采集這一塊，其中也查閱了馬斯克neuralink相關(guān)的文獻(xiàn)和資料，因此從兩個(gè)方面來看待這個(gè)問題：

1.技術(shù)層面的可行性

首先講解一下馬斯克neuralink的工作原理，Neuralink的研究核心主要由以下幾部分

*線程(Threads)—單根多觸點(diǎn)柔性電極，論文中一根線程中包含32個(gè)電極記錄位點(diǎn)。

*神經(jīng)外科機(jī)器人(Robots)— 將 Threads 植入皮層的手術(shù)機(jī)器人，類似于縫紉機(jī)。

*芯片(Electronics)— 將記錄到的信號(hào)進(jìn)行濾波，數(shù)模轉(zhuǎn)換和脈沖檢測(spike detection)的電子元件，代表技術(shù)為 DJ Seo 的 N1 傳感器。

算法(Algorithms)— 腦機(jī)接口算法

概述——腦機(jī)接口(BMI)有望恢復(fù)感覺和運(yùn)動(dòng)功能以及治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病，但是臨床BMI尚未得到廣泛采用，部分原因是適度的通道數(shù)限制了其潛力。Neuralink邁向了可擴(kuò)展的高帶寬BMI系統(tǒng)的第一步。

Neuralink構(gòu)建了小而靈活的電極“線”陣列，每個(gè)陣列最多有3,072個(gè)電極分布在96個(gè)線上(腦電信號(hào)的質(zhì)量決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。其核心在于電極的工藝，對(duì)于植入式電極來說，除了上面提到的生物兼容性，電極的工藝，尺寸，記錄精度，觸點(diǎn)數(shù)量，都會(huì)直接影響到腦電信號(hào)的記錄。電極在保證記錄精度的情況下尺寸越來越小，生物兼容性更好，侵入所帶來的創(chuàng)傷也將越來越小，同時(shí)也能更加穩(wěn)定的長期記錄。Neuralink 提出的電極，Thread—“線” 讓我們可以得到更多的皮層信息，且更細(xì)更軟的電極極大的減小了腦損傷，N1 傳感器也簡化了腦機(jī)接口的設(shè)計(jì)，讓腦機(jī)接口應(yīng)用于生活變得更有可能。)。

Neuralink還建立了一個(gè)神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人，該機(jī)器人每分鐘可以插入六根線(192個(gè)電極)。每條線都可以以微米級(jí)的精度單獨(dú)插入大腦中，以避免表面脈管系統(tǒng)的侵害并針對(duì)特定的大腦區(qū)域。電極陣列被封裝在一個(gè)小的可植入設(shè)備中，該設(shè)備包含用于低功耗車載放大和數(shù)字化的定制芯片：用于3072個(gè)通道的封裝所占面積小于(23×18.5×2)mm3。單根USB-C電纜可提供設(shè)備的全帶寬數(shù)據(jù)流傳輸，并同時(shí)記錄所有通道的數(shù)據(jù)。在長期植入的電極中，該系統(tǒng)的峰值產(chǎn)率高達(dá)70％。 Neuralink的BMI方法在具有臨床意義的包裝中具有前所未有的包裝密度和可擴(kuò)展性

線程(Threads)線程(Threads)

上圖就是neuralink中提到的Thread“線程”，線的直徑寬度為 4 至 6 μm，比人的頭發(fā)絲(約 75 微米)還要細(xì)，與其他腦機(jī)接口中使用的材料相比，不僅對(duì)大腦損害性更小，而且還能傳輸更多數(shù)據(jù)。

所謂電極(即上文中的Thread“線程”)，是用來采集腦部神經(jīng)元產(chǎn)生的微小電流，可以記錄人腦的動(dòng)作電位，反應(yīng)大腦活動(dòng)。記錄的電極越多，采集到的腦部信息越豐富，越有益于反應(yīng)大腦活動(dòng)狀態(tài)。

Robot——“神經(jīng)外科機(jī)器人”Robot——“神經(jīng)外科機(jī)器人”Robot——“神經(jīng)外科機(jī)器人”

上圖即為neuralink為將線程“Thread”植入腦部而發(fā)明的神經(jīng)外科機(jī)器人。

Robot(神經(jīng)外科機(jī)器人)——由于頭骨在大腦中是實(shí)時(shí)移動(dòng)的，所以在插入電極的時(shí)候很可能會(huì)損壞附近血管，而robot通過實(shí)時(shí)監(jiān)測與測量，可以避免電極插入時(shí)損壞大腦中的血管，造成創(chuàng)傷

A.裝入的針夾盒。 B.低力接觸式大腦位置傳感器。 C.具有多個(gè)獨(dú)立波長的光模塊。 D.針馬達(dá)。 E.插入期間聚焦在針上的四個(gè)攝像頭之一。 F.攝像機(jī)具有手術(shù)視野的廣角視圖。 G.立體相機(jī)

插入器頭還固定有一個(gè)成像堆棧(圖3E–G)，用于將針引導(dǎo)到線環(huán)，插入目標(biāo)，實(shí)時(shí)插入查看和插入驗(yàn)證。 此外，插入器頭包含六個(gè)獨(dú)立的光模塊，每個(gè)模塊都可以獨(dú)立地以405 nm，525 nm和650 nm或白光照明(圖3C)。 405 nm的照明激發(fā)了聚酰亞胺發(fā)出的熒光，并允許光學(xué)堆棧和計(jì)算機(jī)視覺可靠地定位(16×50)μm2螺紋環(huán)，并執(zhí)行亞微米視覺伺服以進(jìn)行引導(dǎo)，并通過650 nm的針進(jìn)行照明。 立體相機(jī)，基于軟件的單眼擴(kuò)展景深計(jì)算以及525 nm的光照可精確估算皮層表面的位置Thread植入過程Thread植入過程1.插入程序通過線程接近大腦代理。i.針和套管。 ii.先前插入的線程。iii。 插入線程。 2.插入器觸及大腦代理表面。 3.針刺入組織代理，將線推進(jìn)到所需深度。 4.插入器拉開，將線留在組織代理中

神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人的工作過程大致兩個(gè)步驟：1、通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)以及神經(jīng)外科手術(shù)醫(yī)生的聯(lián)合判斷確定在大腦中插入電極的位置，然后描點(diǎn)確定(如左下動(dòng)圖所示)；2、機(jī)器人取線“電極”根據(jù)描點(diǎn)插入大腦

芯片(Electronics)

左上圖為封裝好的傳感器設(shè)備。 A.能夠處理256個(gè)數(shù)據(jù)通道的單個(gè)神經(jīng)處理芯片ASIC。 這種特殊的封裝設(shè)備包含12個(gè)此類芯片，總共3,072個(gè)通道。 B.聚對(duì)二甲苯-c基材上的聚合物線(也就是之前提到過的“Thread”)。 C.鈦制外殼(蓋子已卸下)。 D.用于電源和數(shù)據(jù)的數(shù)字USB-C連接器

芯片尺寸比手指還小，具體大小如左下示意圖所示。該芯片的作用能夠更好地讀取、清理和放大來自大腦的信號(hào)。但目前，只能在老鼠身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過 USB-C 的有線連接方式傳輸數(shù)據(jù)。

這個(gè)芯片中集成了 1024 個(gè) Analog pixels(“Analog Pixel”，即電極信號(hào)的放大以及A／D處理。)

Neuralink 表示，這顆定制芯片所提供的電流大約是目前最強(qiáng)的傳感器的 10 倍。但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這個(gè)部分的最終目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)無線工作系統(tǒng)。

Table 1 表示的是左上圖A芯片的參數(shù)

Table 2 表示兩種不同的記錄系統(tǒng)參數(shù)模式ASIC版圖ASIC版圖

Neuralink大鼠實(shí)驗(yàn)大鼠實(shí)驗(yàn)

具體的“侵入”過程是，自主神經(jīng)外科機(jī)器人利用計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)來引導(dǎo)一根五微米厚的包含電線和絕緣材料的針頭進(jìn)入大腦(這樣做避免破壞血管)，電線直徑約為人類頭發(fā)直徑的四分之一，連接到不同的位置和深度的一系列電極。機(jī)器人最快每分鐘可以插入 6 根包含 192 個(gè)電極的電線。 這些電極將檢測到的神經(jīng)脈沖傳遞到頭骨表面的處理器，處理器能夠讀取多達(dá) 1536 個(gè)通道的信息，這大約是目前可植入人體系統(tǒng)的 15 倍。

大鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從植入大鼠大腦皮層的單線程(32個(gè)通道)同時(shí)獲取寬帶神經(jīng)信號(hào)(未過濾)。 每個(gè)通道(行)對(duì)應(yīng)于螺紋上的電極位置(左側(cè)為示意圖；位置間隔為50 μm)。 尖峰和局部場電位很容易看出。 右：推定波形(未排序)； 數(shù)字表示通道在線程上的位置。 平均波形以黑色顯示，左邊那一根就是單根Thread(線程)，其中單個(gè)線程包含32個(gè)電極記錄位點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：

1、An integrated brain-machine interface platform with thousands of channels Elon Musk & Neuralink,, July 16, 2019

2、The “sewing machine” for minimally invasive neural recording Timothy L Hanson1, Camilo A Diaz-Botia2,

3、NeuroRoots, a bio-inspired, seamless Brain Machine Interface device for long-term record- ing. Marc D. Ferro et al. n: bioRxiv (2018), p. 460949.

4、2019 Neuralink 發(fā)布會(huì)

2.倫理層面的可行性

從技術(shù)層面來說，實(shí)現(xiàn)neuralink所描述的功能還是沒問題的，首先目前的電極工藝和芯片工藝完全能夠滿足需求，而對(duì)于算法分析上，目前大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展迅猛，基于此，后期將腦電信息與疾病監(jiān)測相結(jié)合是完全有可能實(shí)現(xiàn)的，但前提是需要獲取足夠多的樣本信息，即需要在足夠多的人體身上進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)，獲取大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

但是以上最關(guān)鍵的還是要通過倫理的考驗(yàn)，而這一點(diǎn)也是馬斯克在neuralink發(fā)布會(huì)上強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)，因此，目前最大的阻礙即倫理層面的可行性，當(dāng)倫理層面得到審核通過，那應(yīng)該也是neuralink開啟下一階段的關(guān)鍵。

總的來說，個(gè)人感覺，neuralink在一年內(nèi)完成題主所描述的目標(biāo)很難，但是這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)只是時(shí)間上的問題，所以大家還是往好的地方想吧，一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展也不一定有大家想象的那么恐怖，利用得到，還是能夠幫助到全人類的。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的马斯克脑机接口_如何看待“马斯克：脑机接口或一年内植入人脑，可修复任何大脑问题”？...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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