電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）近日，國內(nèi)唯一具備侵入式技術(shù)能力的腦機接口平臺公司NeuraMatrix完成了A輪融資，領(lǐng)投方為華蓋資本，沙特阿美旗下多元化風(fēng)投基金Prosperity7 Ventures以及經(jīng)緯中國跟投。這家成立于2019年11月的初創(chuàng)企業(yè)，與馬斯克旗下的NeuraLink同屬一個賽道。

尤其難得的是，目前國內(nèi)腦電信號采集設(shè)備嚴重依賴進口，而受到美國商務(wù)部將腦機接口列入出口管制名單的影響，美國腦科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)醫(yī)療產(chǎn)品正在逐漸退出中國，這更顯得NeuraMatrix的彌足珍貴。

從許多科幻電影或者作品中已經(jīng)描繪了未來人們生活的場景，比如在《黑客帝國》中，人們通過后腦的接口，連接到虛擬世界“矩陣”當(dāng)中，為機器人充當(dāng)生物電池。再比如《攻殼機動隊》中，通過在大腦皮層中植入納米機械，增強信息處理能力，讓人們可以直接連入網(wǎng)絡(luò)，這些都是腦機接口的應(yīng)用。

什么是腦機接口？

從20世紀50年代起，人們就開始研究意念，希望能夠用意念來操控物體，就好像許多小說或者電影中的超能力一樣。腦機接口的概念便是這個時候被提出的，英文全稱為Brain-Computer Interface。通過生物電信號，讓人腦意念與機械反應(yīng)之間形成聯(lián)系。

早在1929年，Hans Berger就實現(xiàn)了對人腦神經(jīng)電信號的無創(chuàng)記錄，這被廣泛認為是腦機接口的神經(jīng)生理學(xué)發(fā)端。1969年，科學(xué)家Eberhard Fetz便已經(jīng)證明了猴子可以通過腦電信號來控制外部設(shè)備的可能性。從那時起，直到現(xiàn)在，相關(guān)研究員發(fā)布了眾多利用各種不同類型的腦電信號做腦機接口設(shè)備的論文。

到了2019年7月，馬斯克宣布，旗下的NeuraLink推出了一款產(chǎn)品，即一塊微型計算機芯片，將這枚芯片植入大腦，能夠通過大腦意念來控制電腦，意味著無需手動，就能在屏幕內(nèi)操控軟件，輸入文字，意念購物等。

據(jù)了解，該芯片附著在直徑僅4-6μm的嵌入電極的電線上，由一個神經(jīng)外科機器人來操作，將其準確的嵌入腦組織。

不僅如此，按照馬斯克的說法，這款產(chǎn)品還能夠讀取和解碼大腦皮層中的神經(jīng)活動。甚至不用動口或者展示面部表情，參與者的情緒以及想法都能夠及時被體現(xiàn)出來。該產(chǎn)品使用到的是技術(shù)是local field potential（局部場電位信號），也是此前研究員們探討的方向之一。

腦機技術(shù)的一個難點在于如何讀取與寫入，也就是如何知道用戶的真實想法，以及如何傳輸給用戶正確的信號。因此這就需要使用到電極或者探針，數(shù)量越多，密度越高也就越準確，總而言之，也就是需要檢測到神經(jīng)元的信號。

目前在信號檢測上有兩種途徑，一種是侵入式，另一種是非侵入式。據(jù)NeuraMatrix方面透露，神經(jīng)元信號檢測需要覆蓋從低頻零點幾赫茲到高頻十?dāng)?shù)k赫茲的頻段，但高頻信號在對外釋放時，經(jīng)過腦組織和顱骨會屏蔽和吸收大部分。

如果采用非侵入式的頭環(huán)或者電帽采集信號只能獲得小于百赫茲的部分，相當(dāng)于采集的信號信息丟失了90%，且信號精度較差。因此非侵入式腦機主要關(guān)注睡眠檢測、專注度檢測等，并且檢測過程容易受到干擾，需要在安靜的環(huán)境中。

中國地區(qū)的NeuraMatrix以及美國馬斯克的Neuralink目前不約而同都選擇了侵入式腦機，比如Neuralink的腦機接口系統(tǒng)植入的傳輸線由于非常細，在不損害本身的同時可以隨著腦部進行位移，最大程度減少對大腦的損害。并且NeuraMatrix還開發(fā)了一款能夠讀取、清理、放大電腦信號的芯片。

NeuraMatrix目前也完成了系統(tǒng)級芯片的升級，百通道芯片僅半個指甲蓋大小，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在抗噪和無線兩個指標(biāo)上，還要優(yōu)于Neuralink的產(chǎn)品。當(dāng)然不論怎樣，目前的腦機接口仍然需要數(shù)據(jù)線連接，并且侵入式仍存在人體安全風(fēng)險，未來無線的非侵入式將成為必然方向。

能治病的腦機接口，還能接入元宇宙

聽完以上的一些介紹，相信一些觀眾已經(jīng)有些困惑，說了這么多，腦機接口到底能夠做什么？為何費如此多成本開發(fā)腦機接口？

馬斯克曾在接受媒體采訪時表示，短期目標(biāo)是為了治愈癲癇、阿爾茨海默病、帕金森等腦部疾病，還可以通過腦機接口來改善記憶力、增強大腦，后續(xù)還能達到類似《戰(zhàn)斗天使：阿麗塔》中的人一樣，只剩下大腦也能操作機械身體，這意味著那些癱瘓或者殘疾的人群也能重獲新生。

不過從治療疾病來看，帕金森、癲癇等的病灶在深腦，而病灶腦區(qū)釋放的信號屬于高頻，這意味著目前只能采用侵入式技術(shù)來連接腦機接口。

另一方面，在治療癱瘓患者時，已經(jīng)可以通過腦機接口來讓病人控制機械手完成簡單的移動，比如抓握動作。但暫時還無法完成太過精細的操作，比如使用機械手指來剝橘子皮之類。

這并不是說目前的技術(shù)無法解碼如此復(fù)雜的動作，而是這些動作本身對于只有視覺反饋的人而言還太過困難?？梢栽囅胍幌?，如果沒有觸覺，單純依靠視覺來剝香蕉有多么難。

與此同時，想要將這一技術(shù)進行市場化普及還有漫長的道路需要走，最大的障礙在于機械肢體過于昂貴，并且無法被醫(yī)保所覆蓋。比如一只連接腦機接口的機械手臂，售價便達到50萬美元，普通人很難承受。

除了在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用以外，在游戲領(lǐng)域腦機接口同樣大有可為。比如瑞典的神經(jīng)科學(xué)公司MindMaze便受到了資本的追捧，這家公司主要專注于將虛擬現(xiàn)實和運動捕捉跟大腦機器界面相結(jié)合，幫助病人從創(chuàng)傷中恢復(fù)。

同時，近期大火的元宇宙概念便是暢想未來人類生活在虛擬世界當(dāng)中，而采用腦機接口與AR/VR設(shè)備相配合，將能夠為用戶帶來更高的沉浸感。

通過腦機接口讓用戶徹底解放雙手，實現(xiàn)只用大腦便能夠控制虛擬世界中的人物，極大地提升用戶游戲體驗。

總體而言，通過腦機接口，不僅能夠讓治愈癲癇、阿爾茨海默病、帕金森等腦部疾病成為可能，還可能讓癱瘓的病人重獲新生，同時在遠程操控、娛樂、社交等方面，腦機接口技術(shù)都能帶來變革性的突破。

走向永生or深淵

我們已經(jīng)知道目前研究腦機接口的方式有非侵入式，只在頭骨外測繪腦波信號；非侵入式，可以在大腦皮層檢測腦波信號；而更深入的為植入式，在腦組織中植入傳感器以獲取腦電波信號。

這些方式的優(yōu)缺點都很明顯，侵入大腦越深，信號檢測越準，但危險系數(shù)也越高。而腦機接口本質(zhì)就是將人腦和機械建立直接溝通的橋梁，信號越準確意味著操作越精細。

2021年4月，馬斯克在社交媒體上發(fā)布了一段視頻，畫面中顯示一只受過訓(xùn)練的猴子正在通過腦機接口玩游戲，并表示他的產(chǎn)品將會讓癱瘓患者使用智能手機的速度，比使用手指的速度更快。

隨著腦機接口技術(shù)的發(fā)展，未來社會人們生活社交的模式也必然將發(fā)生改變。比如在科幻電影中，許多外星人已經(jīng)不再通過言語來交流，而是通過腦電波進行信息的交互，而在大腦中植入腦機芯片是有可能做到讓雙方只使用腦電波就達到相互交流的狀態(tài)。

另一方面，腦機接口技術(shù)的發(fā)展，能夠治愈腦部疾病以及為癱瘓患者帶來福音，另一方面也意味著人類生物上的零件將可以隨時更換，變成人造“鋼鐵俠”也并非沒有可能。

就在前段時間，我國中科院動物研究所已經(jīng)找到了“保持細胞年輕態(tài)”的分子開關(guān)，可以通過重設(shè)衰老的表觀遺傳時鐘，使細胞老化的節(jié)奏放緩。相關(guān)研究員透露，這是一個表觀遺傳的酶，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)這個開關(guān)開啟的時候，人的細胞就會變得衰老，而這個開關(guān)如果關(guān)閉的時候，人的干細胞衰老速度就會減緩，甚至在一定程度上細胞衰老得以逆轉(zhuǎn)。

如果與腦機接口相結(jié)合，意味著未來人們可能在保持一副“超人”體魄的同時，壽命也將大大增加，甚至有可能實現(xiàn)永生。

不過腦部科學(xué)目前仍然處于初級階段，人類對于自己大腦的認知還太過淺顯。在安裝腦機接口時仍可能發(fā)生一些未知風(fēng)險，如未知的神經(jīng)機制，還存在倫理、失控等問題。甚至有可能因為成本問題，導(dǎo)致社會分層。這些問題不解決，那么腦機接口可能讓人類走向深淵。

存在這些瓶頸的腦機接口技術(shù)，在十年以內(nèi)很難看到有革命性的突破，并且腦機接口想要市場化還存在一個巨大的問題，每個人腦都是獨一無二的，意味著即便腦機接口插入的位置一致，但不同人的效果可能天差地別，這就需要為每個客戶單獨提供一套神經(jīng)解碼方式，成本無疑是巨大的。

小結(jié)

如今隨著馬斯克以及相關(guān)研發(fā)腦機接口的公司陸續(xù)涌現(xiàn)，腦機接口技術(shù)重新站在了眾人的面前。誠然腦機接口能夠為一些患有腦部疾病以及癱瘓的人群帶來福音，但當(dāng)前技術(shù)仍然處于實驗室當(dāng)中。想要如科幻電影中的那樣，讓腦機接口市場化，可能還需要數(shù)十年。