埃隆·马斯克在Neuralink发布会现场公布了新一代脑机接口，这种接口可以获取高质量的大脑皮层信号

“新一代”脑机接口

“你好，我是全球第一个将电极植入大脑（感觉皮层）的人类。我看了马斯克关于脑机接口的发布会，很酷！如果有机会的话，我也愿意参与到他的人体试验中去。”纳森·科普兰（Nathan Copeland）兴奋地告诉我。

在某种意义上，34岁的纳森·科普兰是一个可以用“意念”控制外界机器的“半机器人”（Cyborg）。“半机器人”概念让人联想起电影《终结者》中施瓦辛格扮演的角色，通过机械替换人体的一部分，连接大脑与机械之间的沟通。在现实中，由于几年前一场车祸，科普兰的胸部以下瘫痪，他在2014年参与了匹兹堡大学实验室的人体试验，重获某种“感觉”。最典型的例子是2016年科普兰和时任美国总统奥巴马的一场“握手”仪式——科普兰半躺在沙发座中，大脑后方连接着数据线，由他“意念”控制的机械臂缓慢向奥巴马的方向移动，直到“咔”的一声，双方的手正式地“握”上了。

总是超前一步的埃隆·马斯克（Elon Musk）显然有更大的野心。

7月17日，马斯克向全球展示了他创立的脑机接口公司Neuralink近两年来的研究成果。在整个过程中，马斯克笑场数次，几乎是一种“过于兴奋而笑岔气”的表现，随着他偶被自己打断的解说，我们能看到Neuralink的研究人员通过开颅手术，将电极植入老鼠大脑内，通过传感器将老鼠的“想法”（想往哪里跑的意图）传送到外界机器，并用软件记录、分析其大脑。在此过程中，传送出的“声音”（脉冲信号）正是老鼠大脑内神经元发射的信号，试验通过解析该信号，达到控制机器的目的。

而这整个试验过程，正是“脑机接口”（BMI，Brain-Machine Interface）的意义所在——在人或动物大脑和外部机器设备之间建立直接的连接通路，大脑一发出信号，机器就能执行大脑所传达的指令，其中最核心的问题是如何与大脑进行对话以及如何进行有效的控制。马斯克有时候会用更感性的形容——“心灵感应”（Telepathic Powers），通过你所想，实现你所要。

马斯克曾在多个场合提及，创办Neuralink的动力来自对人工智能未来发展的恐惧，他说：“我们已经是半机器人了，手机、电脑就是你的扩展，手指的动作或者语音指令就是交互接口，但这种交互太慢了。”这也是他研究创建脑机接口的原因之一：加快人机的交互速度。

目前，脑机接口主要分为两类：侵入式和非侵入式。后者有比较广泛、成熟的应用，例如脑电图（EEG）、功能性磁共振成像（fMRI）等，通过脑电帽接触头皮的方式，间接获取大脑皮层神经信号。而马斯克选择的是更为“难啃的骨头”——侵入式脑机接口，需要开颅手术，往试验对象的大脑里植入电极、神经芯片、传感器等外来设备，这一做法自然有一定危险性，但往往也能获取更精准的神经信号。

黑岩微系统联合创始人弗洛伦·索巴赫，该公司的犹他电极是目前全球唯一被FDA批准的电极阵列

蒂姆·汉森（Tim Hanson）曾是Neuralink的联合创始人之一，同时也是一个熟练掌握材料科学的神经生物学家，他在接受本刊采访时提到，“脑机接口技术是融合脑神经技术、机器学习和生物材料三方面的合作达成的，马斯克将这几个跨领域的学科集合起来，并找到了相应领域最优秀的人，在资金充沛的情况下，也许能将科研界的一些重大课题向前推进一大步”。

根据公开信息，Neuralink在老鼠身上的脑机试验成功率不低。而马斯克计划最早在2020年底获得美国食品和药物管理局（FDA）的批准，并开始对人类（以高位截瘫患者为主）进行临床试验。

既然马斯克想要实现人类大脑与机器的通信，就必须要选择获取什么样的大脑信号，以及用什么手段来记录大脑信号。马斯克选择的是最精准、也最难以采集到的信号：动作电位（Action Potential，AP），由单个神经元细胞膜的脉冲信号产生。此次采集信号的电极也是新一代脑机接口的一大创新，即由美国国家实验室的瓦娜莎·多洛莎（Vanessa Tolosa）研发的单根多触点柔性电极——“线”（Threads）。

“目前市面上最广泛应用的是犹他电极（Utah Array，100微米），但缺点是记录位点较少（最多256个），另外有个电极叫神经像素（Neuropixel，70微米），有960个记录位点，”中科院神经科学研究所的李晨阳告诉本刊，“马斯克新发布的‘线’集合了这两者的优点，不但直径只有27.5微米，比人类头发丝还细，对大脑造成的损伤也较小。这套系统在96根线上分布着3072个电极，电极越多，能被记录的神经元信息就越丰富，因而马斯克的新型‘线’电极会比以往的脑机接口技术传输更多的数据。这种电极属于柔性电极，通过将电极丝埋入高分子材料中制成，材料本身能够随意弯曲。”

纳森·科普兰，全球第一个将电极植入大脑（感觉皮层）的人类

科普兰在匹兹堡大学进行的脑机接口试验，所用的电极则是犹他电极。他一天4个小时，一周有一半的时间在大学实验室进行脑机训练。电极植入他的大脑已经有5年之久，他告诉我，随着时间的推移，电极也会“寿终正寝”：大脑神经元发射出的信号会越来越弱，自然而然地，信号和数据的采集工作也就无法进行，就不得不把电极从脑中取出。

作为高位截瘫患者，科普兰的瘫痪由脊椎外伤引起，大脑的状况与健康的普通人一致，他回忆在成功植入电极后的一段时间，他重新获得了某种触觉，“第一次感受到了我的手指在摸什么东西，这种感觉特别奇怪”。经过更长时间的训练，他有时开始能感觉到电流，有时感觉到压力，大部分时候都能准确地感觉到他所有手指的位置。随着训练的深入，他现在能感受到某样东西的冷热程度了，“我是通过手指根部感受到的，通常是一种有人在挤压的感觉”。但他也能清晰分辨，这种重新获得的“感觉”与车祸前的感觉不一样，“这取决于科学家们刺激我大脑中的哪一块电极以及大脑中的哪一块区域了”。

“就我所知，犹他电极在大脑中的植入时长从未超过5年。”科普兰说。早年电极的硬度对大脑的确有损害，主要由于大脑组织的形态类似“豆腐脑”，随着大脑的移动，大脑组织会移动，电极若在大脑内部固定不动，则会产生损伤。“视频上，马斯克的电极简直太细了，如果他能保证电极的寿命能持续更长，或者可以安全地永久植入就更好了。”科普兰说，他对于马斯克未来的人体试验很乐观。