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马斯克和清华大学同时宣布脑机接口取得突破,到底谁更厉害?

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真的是太巧了,1月30日,马斯克刚刚宣布脑机接口取得突破。接着,大约8个小时后,清华大学官网也发布了一则新闻。几乎同时,两方均发布了最新的脑机接口动态,并宣布取得了突破。难道我们和美国之间的科技竞争已经激烈到争分夺秒的程度了吗?那么问题来了,到底是哪家的技术更优秀,谁处于领先地位?下面我将简要比较两者的技术方案和应用效果。

目前,在脑机接口领域有三种主流技术方案。

第一种是非侵入式设备,最常见的是一种类似头套的电极帽,戴在头部,无需侵入大脑,只需贴在头皮上的电极片,即可记录和解读大脑信息。尽管这种技术无创且安全性较高,但信号质量很差,因为受到头皮和头骨的干扰,应用场景相对有限。

第二种是侵入式设备也是马斯克所采用的技术方案。这种方案的难度最高,因为需要侵入大脑内部,整个流程非常复杂。首先在病人头骨上开一个小孔,然后将脑机接口镶嵌到孔洞中。马斯克的脑机接口被称为“n1”,它的关键之处在于内部的一个芯片带有614根导线,每根导线前端还带有16个采集信号的电极,因此每个植入的芯片上都有1024个电极。马斯克开发的第一个版本最多可插入3072个电极用于信号收集。然而,将这些比头发丝还细的导线插入大脑皮层是非常困难的,而且在插入过程中不能损坏周围的毛细血管。

为此,马斯克专门研发了一个手术机器人,名为阿依。尽管这种方案能获得更纯净、更直接、更深层的脑电信号,但其缺点显而易见,手术难度大,临床风险高。

第三种方案是半侵入式,也称为介入式,这是清华大学选择的技术方案。这种方案的脑机接口很小巧,大约有两个硬币大小,通过微创手术放置在头骨内部,电极覆盖在脑膜外。因此,脑机接口只放置在大脑和头骨之间的缝隙内,不伤害也不侵入大脑,因此被称为半侵入式。与马斯克的“n1”相比,这种方案不需要电池,非常轻薄,通过体外机为体内机供电,并接收脑内神经信号,主要采用近场无线供电和通信技术。虽然这种方案采集的脑电信号不及马斯克的侵入式强,但所获得的信号强度和分辨率足以满足正常功能使用,并且手术难度较低,创伤小易康复,同时减少了人体免疫反应,是一种较为理想的折中方案。

以上是两种方案的基本情况,也许很多人认为马斯克的技术最先进。

接下来我将谈谈个人的一些看法。我发现现在许多人和媒体都倾向于给马斯克加上光环,刻意吹捧他。比如,马斯克发布的原意是指他们公司不再进行动物实验,已经进行了首次人类植入,但是媒体的标题却被夸大成“首次人类大脑芯片植入”等,好像这个事情是马斯克开创的一样。

然而,脑机接口并不是新技术,上世纪70年代就已经确定了这个领域,甚至在1978年,威廉多贝利就在一位盲人的视觉皮层上植入了一个68电极的阵列,成功使患者通过摄像机再次看到图像。此外,在美国本土也有许多脑机接口公司,其中布莱克洛克比马斯克的公司早得多,他们早在2004年就完成了人类芯片植入。在国内,浙江大学在2020年已经完成了脑机接口的植入手术,使一位72岁的瘫痪老人能够通过意念操控设备完成吃喝。所以,马斯克并不是先驱者,甚至是模仿者,他的公司直到2016年才成立,技术方案也并非原创,而是参照了1992年犹他大学发明的犹他阵列,只是做了一些改进。

与此相比,中国的研究团队在某些方面更为强大。例如,武汉的中华脑机利用高密度封装技术和微纳工艺,使得脑机接口的植入数量达到了65,536个,是马斯克产品的20多倍。另外,上海阶梯医疗开发的超柔性微纳电极比马斯克的导线更细,且更柔软,避免了身体的免疫反应。因此,从柔性和细节方面来看,中国的产品更为先进。中国在脑机接口领域的研究实力并不逊色于美国,尽管起步较晚,但在过去十年中已经赶上甚至超过。

所以我们没有必要自卑,马斯克的技术虽然强大,但风险也很大。他的脑机接口尚未得到FDA的批准,因为实验猴大量死亡,这表明他的方案存在巨大的潜在风险。因此,他的计划实现起来确实很遥远。最后,马斯克对脑机接口最大的贡献是通过个人影响力向全球宣传和普及了脑机接口。

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