首个“真·赛博人类”！36岁小伙大脑插管7年多，突破天下纪录

新智元报道

编辑：桃子 David

【新智元导读】36岁Nathan Copeland佩戴脑机接口生存7年之久，成为天下上第一个真正的「半机器人」。人机混淆的未来，是机器人，还是人类？

天下首个真·赛博人诞生了。

36岁夫君Nathan Copeland已经佩戴脑机接口生存了七年零三个月，突破了佩戴BCI时间最久的天下记录。

他将本身称为「半机器人」。

通过脑机接口，Copeland可以控制外部装备，比如用平板电脑玩电子游戏「吃豆人」。

乃至还能控制移动机器手臂，比如吃个玉米饼。

让人震撼的是，他创作了天下上第一幅利用BCI捕神经信号绘制的猫，竟卖出3万元。

那么，Nathan Copeland和脑机接口之间有怎样的故事？

我的「赛博格冒险之旅」

2004年的一场车祸，导致Nathan Copeland胸部以下的身材部位全部瘫痪。

2014年，匹兹堡大学正在做一项针对脊髓严峻损伤患者的研究，为了借助脑机接口（BCI）资助这些人规复已经丧失的本领。

论文链接：https://www.rnel.pitt.edu/research/neuroprosthetics/intracortical-brain-computer-interfaces

Copeland绝不夷由便参加了。

当他谈到参加这项研究的部门灵感，便是来自游戏和动画中喜好的呆板人和半机器人。

要知道，当时这项研究还只是测试阶段。不但须要举行脑部手术，而且这个装备可以大概工作多久，无人知晓。

Copeland称，刚开始的时间，研究者表现大概会连续利用5年。然而这5年是基于在猴子身上测试的数据，由于从来没有人类如许做过。

2015年，Copeland担当了芯片组植入。研究者在其大脑中共植入4个微型阵列，2个在活动皮层，2个在感觉皮层。

这被称做犹他阵列（Utah array），由硅制成。

一个尺度的阵列是由100个微针（硅电极）构成的4.2mm正方形网格，每个微针约1mm长，其外貌涂有导电金属。

神经元在相互交换时会产生电场，而这些阵列可以让研究职员可以大概观察和纪录数百个相邻神经元的活动。

为了创建真正的脑机接口，研究职员须要将这些神经信号转换成数字下令，从而让佩戴者可以大概驱动假肢或电脑。

这里，Copeland利用的脑机接口的体系叫「BrainGate」 。

它包罗一个植入式阵列、一根电缆，用来毗连Copeland头骨上镍币巨细的底座和放大神经信号的外部装备，以及一台对这些信号举行解码的盘算机。

紧接着2016年，研究学者开始试图让Copeland通过脑机接口体系控制移动鼠标。

这些实行包罗玩Sonic the Hedgehog 2、Final Fantasy XIV等视频游戏，同时另有绘画。

早期测试中，Copeland仅能创作出一些由简单线条构成的多少图形。颠末几个月的重复练习，他对光标的控制本领也越来越强。

2021年3月，他上传了一段名为「用脑机接口画猫」的视频到Youtube视频。

然后，Copeland在NFT交易业务平台OpenSea上线了「BCI Cat-01-The Calico」，还卖了2.5以太坊（约莫3万人民币）。

别的，他还创作了其他作品，包罗《在农场》、《星夜》等。

在农场｜BCIcanDoBetter

星夜

Copeland称，本身是第一个在感觉皮层植入电极人，因此在控制机器臂的同时，还能担当到感觉。

如下这张图展示了感知电极的位置，能感受到一些温暖、亲拍、压力等感觉。

只管已经利用7年多，Copeland的植入物仍旧可以大概利用，而且没有造成任何严峻的副作用或并发症，对脑机接口范畴来说未来是有盼望的。

这种装备从20世纪60年代就开始研发，但仍处于试验阶段。

但是，对于植入式阵列的长期历久性仍旧存在疑问。随着时间的推移，它们的性能会降落多少，以及是否可以升级都成为须要办理的标题。

「假如丧失的功能规复了数年，然后又再次失去，那将是彻底令人发狂的。」

大脑插管7年，破天下记录

上世纪80年代，作为犹他大门生物工程学的传授Richard Normann初次构想出犹他阵列，试图去找到一种规复视力的方法。

自那以后，它已经发展成为研究脑机接口的行业尺度。

2004年，Matt Nagle成为第一个被植入犹他阵列的瘫痪者。根据他到场的研究方案，仅连续一年后被移除了。

手术完成后，Nagle可以大概移动电脑光标，控制电视，查察邮件，并利用假肢可以大概完成打开和关闭动作。

现在，全天下有30多名研究到场者佩戴植入式脑机接口。

Ian Burkhart之前不停保持着脑机接口植入时间最长的纪录，直到2021年他的研究竣事时将其移除。

到现在为止，犹他阵列的研究已经在猴子身上连续了10年之久。但是由于佩戴这一装备的人少之又少，其寿命仍旧是未知数。

匹兹堡大学的生物医学工程师、柯┒醇研究小构成员Robert Gaunt表现，

就Copeland的环境而言，他的阵列仍在工作，但不如植入后的第一年好。毕竟这些电子工程体系本就对于自身来说是侵入物，身材就会试图摆脱它。

研究表明，刺状探针刺入大脑后，植入的阵列可以在电极四周的神经构造中引发免疫反应，带来的炎症会导致信号质量降落。

别的，大脑植入物四周会形成疤痕构造，这也会影响它们从附近神经元汲取信号的本领。

脑机接口可以大概从神经元表明的信息越少，它实行预期功能的服从就越低。

为此，科学家试图让植入物连续更长时间的方法之一是，用差别种类的质料举行实行。

犹他阵列是绝缘的对二甲苯（parylene），一种掩护性聚合物涂层，相对稳固的同时提供低渗出性的水分，常常用于医疗东西行业。

但随着时间的推移，它会腐蚀和开裂，而其他质料大概会被证明更加耐用。

一家制造犹他阵列的Blackrock Neurotech公司正在测试一种涂有聚二甲苯和碳化硅的复合质料。

另一种方法是缩小植入物尺寸。比如，研究者正在测试神经颗粒，这是一种沙粒巨细的微小碎片，假设可以洒在皮质外貌。

现在，一些研究到场者已经取出并更换了犹他阵列，但是多次手术并不抱负，由于每次手术都有感染或植入部位出血的风险。

一样平常来说，外科医生多数环境下不会把新植入物放在与旧植入物完全类似的位置，尤其是在谁人地区有疤痕的环境下。

但是必须确保植入物放置在精确的位置，假如误放，大概会导致认知和沟通停滞。假如利用可升级的外部脑机接口部件 会更好，如许患者就不必举行多次手术。

但是，大多数脑机接口体系的外部部门实际上是大脑植入的最大风险之一。

由于位于头骨上方的基座轻易引起感染，然而它的存在对于将植入的阵列毗连到外部盘算机是须要的。

现在，Copeland和其他研究到场者必须通过他们的头部基座接入体系才气利用他们的 BCI。

大概对于Nathan Copeland来说，这只是一个小小的烦恼。作为交换，他可以利用脑机接口做一些变乱。

由于脑机接口的寿命未知，Copeland知道本身的植入物有一天大概会克制工作，但他表现本身会天真烂漫。

他称，「5年或10年后，假如有什么明显改善的地方，我会直接再做一次手术。」

脑机接口50年：军方大力大肆推进、马院士吹牛一地鸡毛

往大脑中植入芯片，这个现在被称为「脑机接口」的技能，从诞生走到本日，遵照了科学发展史上的一个熟悉的模式：

从诞生之后很长一段时间内盼望痴钝，长期沉寂，然后忽然迅猛发展。

史上第一次实行将电极阵列插入哺乳动物的大脑，是在20世纪60年代末的斯坦福大学。

当时利用的电极的制作方式与人们现在制作电脑芯片的方式类似，通过化学方法蚀刻掉一点硅，当时的探头利用的是金，担当植入的则是猫猫。

研究职员的目的是利用这些植入物来检测单个神经细胞的活动。

实际上，从20世纪60年代末提出可植入大脑芯片的想法以来，直到本世纪初，「脑机接口」技能不停是作为实行室中的研究工具利用，用来探索大脑各个部门的功能，实行对象也不停是动物，比如猴子 、小鼠、猫等。

直到本世纪初，脑机接口技能才开始在人类身上举行实行，紧张动机则是出于军方的须要，最初的实行和创新研究也是军方资助和推进的。

伊拉克战争期间和战后，为了更好地办理伤残武士退伍后的生存标题，美国国防部高级研究筹划局（DARPA）启动了「蓝天筹划」，紧张是开辟更先辈的智能化假肢，以及控制这些假肢的新方法。

在DARPA的资助下，研究职员开始探求高效的电极，开辟出粗笨的硬接线BCI，从猴子控制呆板人手臂，终极让人在大量练习后控制盘算机。

但把电极植入大脑还是极其困难的。

起首，电极材质每每很硬，而大脑是个浓厚的环境。植入硬物大概会伤害大脑，就像把叉子插到一团面包上，会粉碎面包的完备。

而且，大脑这个「面包」是活的，会用胶质细胞把「入侵」的电极粘起来。因此，怎样才气开辟一种长期的、可植入的脑机接口，将人的头脑与盘算机接洽起来，历程痴钝。

在DARPA负责无创脑机接口早期项目的神经科学家Amy Kruse表现：「我们搞的有点早。就研发机遇和科学原理而言是没标题的，但在应用方面却不尽人意。」

脑机接口让人想到类似《黑客帝国》中的未来场景，心灵控制的巨型呆板人、脑后插管来欣赏网络空间，但是，颠末数十年的研发后，现在还没有任何植入物可以大概真正走出实行室。

没人真正乐成，阐明大家都有机遇。

假如脑机接口乐成创建了大脑和实际天下、乃至于假造天下的接洽，其影响大概丝绝不亚于当初PC和智能手机的出现给天下带来的巨大震动。

植入式大脑芯片的比赛是一场漫长而慎重的马拉松。而现在，这场长跑正在进入最猛烈阶段。

DARPA大概出场太早，但赛道已开，自有厥后者参加，从苹果到微软，科技巨头们谁也不会放过这块未来的肥肉。

不外，假如你在已往几年里听过「脑机接口」的话，那大概率是马斯克的Neuralink。

三年前，马斯克夸下海口，说Neuralink有朝一日大概资助人们以每分钟40个单词的速率控制盘算机举行交换，还能控制假造化身，乃至可以通过让我们「与AI融合」来防止AI盘算机担当天下。

厥后呢？没动静了。

此前有报道指出，在三年前那次引发广泛关注的发布活动之前，Neuralink就已经陷入了旷日长期的内部辩论。

在马斯克的督促下，Neuralink订定的项目时间表过于急忙，而科学研究的盼望不是马斯克在推特上吹吹牛就能加快的。二者之间发生辩论不可克制。

四名Neuralink前员工表现，这家外貌风光无穷的明星公司的内部文化一片紊乱，比如忽然提出猛烈要求，项目实行和推进流程匆忙、紊乱，上项目快，撤项目更快。在Neuralink的最初的八位首创科学家中，已经根本走的差不多了。

2021年5月，Neuralink团结首创人、自建立起不停担当公司负责人的Max Hodak在交际媒体上公布，已经从Neuralink去职。

据两名前员工称，公司研究职员长期以来不停在私下讨论须要全面紧缩，专注于更简单、更有针对性的技能应用，以取得更快的盼望。

搞脑机接口，离不开动物实行环节，而就是在动物实行上，Neuralink也遇上了贫苦：荼毒猴子。

2022年2月，美国医师医药责任协会控诉Neuralink和加州大学戴维斯分校在2018年至2020年间对23只猴子举行侵入性和致命的大脑实行，违反了《联邦动物福利法》。

对此，Neuralink在官网和Twitter回应称，Neuralink团队恭敬动物。在缺乏语境的条件下，医疗纪录和研究数据所反映的信息大概有误导性。

这条回应也成为Neuralink推特的末了一条内容，自本年2月以来，其官推账号再无新内容发布。

固然马院士这波临时没成，但毫无疑问的是，在脑机接口的这场长跑里，止境线依然迢遥，无论是资助病患更方便地生存，还是资助人类实现熟悉天下的新方式，以后参加这场竞走的玩家，只会越来越多。

参考资料：

https://www.wired.com/story/this-man-set-the-record-for-wearing-a-brain-computer-interface/

https://www.businessinsider.com/brain-computer-chip-link-interface-neurotech-human-trial-2022-8