我们如何评价Neuralink的

在8月底,埃隆·马斯克(Elon Musk)举行了第二次Neuralink技术展示会-一种用于读取大脑活动的神经接口。马斯克于2019年7月展示了该设备的第一个版本。然后J Med Internet Res的编辑人员请来了Innopolis大学神经科学与认知技术实验室的科学家进行了审查。 Alexander Pisarchik,Vladimir Maksimenko和Alexander Khramov就将电极植入大脑的新方法发表了专家意见。在本文中,大学教职员工将分解Musk的新技术。







我们于2019年10月发布的技术Neuralink的评论。与去年的演示文稿相比,该设备的外观发生了变化-现在,它是一种微型圆形平板电脑,大小如硬币和由一束电极制成的舌头,顺便说一下,它们已经变小了。最初声明了3072个电极,现在剩下1024个 ,可以假设电极数量的变化与设备的任务有关。该设备旨在识别特定的大脑活动。该演示展示了如何使用它来阅读体育锻炼。为此,必须将芯片植入运动皮层。这是一个很小的区域,可能有1000个电极就足够了。 







如果我们想解决另一个问题-刺激视觉或听觉中心,则有必要将芯片植入大脑的其他区域。而且,为了控制复杂的认知活动,电极必须同时覆盖多个区域。这里的问题不是电极的数量,而是这种操作的安全性。



也有新功能。当记者问到是否有可能使用Neuralink控制特斯拉时,马克斯肯定地回答,并补充说,所有的感觉:视觉,听觉,触觉都是神经元发送到大脑的电信号。鉴于上述情况,可以假定该技术适用于控制智能家居和物联网。演讲还说,该芯片可以通过蓝牙连接播放音乐并与各种设备一起工作,并将开发一种移动应用程序来控制Neuralink。马斯克将新原型比作Fitbit的健身手链,头骨上只有细线。



让我们看一下为什么这项技术是新技术,以及为什么Neuralink可以成为认知障碍治疗方面的突破。为此,我们从《星际争霸》中有关基于芯片的控制的营销宣传标语以及有关“削人”的对话中抽象出来。





一年前和现在的设备原型



为什么Mask项目很有希望



Neuralink背后的想法基于计算机的大脑接口。 “脑机接口”(BCI)一词出现在1970年代初,最早的研究猴子神经活动的尝试早在1960年代就进行了。如今,朝着这个方向开展工作有望在运动功能障碍的情况下康复。 



Neuralink支持下一代侵入性技术。该设备包含多达1024个电极,分布在数十个线程上,借助它可以将其连接到大脑。为了克服外科手术的局限性,开发人员创建了一种神经外科手术机器人,该机器人每分钟可以以微米精度注射多达六根螺纹。



该技术可以用作临床应用的侵入性神经接口的原型。多电极神经接口可以成为瘫痪人员的新技术和医疗解决方案的基础。技术的发展将使通过集成到智能家居和物联网中而不受限制地与外部环境进行交互成为可能。



Neuralink在注册频道数量方面没有类似物。现有的BCI使用数十个神经元的侵入式记录,已经使猴子和人类能够以思想的力量控制操纵器的运动。 Nature杂志上发表,展示猴子如何工作有吃机械臂,以及如何完全瘫痪的患者抓住并利用移动对象操纵





设备的线程与大脑交互,



BCI有望用于检测关于大脑功能的隐藏信息,而这些信息是使用常规通信渠道无法获得的。非侵入性BCI的使用受到少量可识别命令的限制。此限制源于非侵入性EEG或NIR光谱记录的噪声和非平稳性。



在这方面,侵入性电极更能抵抗干扰和伪像,并能获得高质量的神经活动记录。但是,侵入式记录需要更多的电极来覆盖大脑的分布区域。借助Neuralink方法,可以解决此问题。



如何有创地预测癫痫发作



对于我们来说,Mask的技术很有趣,包括从我们自己的发展角度来看。在神经科学与认知技术实验室,我们正在开展一个预防癫痫发作的项目。 



我们已经开发了一种BCI,该BCI使用植入大鼠大脑中的三个电极可以预测癫痫发作的准确率达到90%。但是,存在与大量错误预测相关的问题。就电刺激发作预防系统而言,错误的预测会导致大量不必要的刺激。在我们的界面中,我们设法最大程度地减少了错误预测的数量,但癫痫发作的预测准确性下降到50%。





了解有关Innopolis大学在预防癫痫发作



方面的发展的更多信息, Neuralink扩大了阅读大脑活动信号的可能性。最有可能的是,使用1000个通道而不是三个通道将显着提高癫痫发作的预测准确性,并减少错误预测的次数。



为了预测癫痫发作,必须在预定的大脑局灶性区域记录神经活动,其中首先表现出活动性,并且病理最明显。在这种情况下,您可以快速检测到即将来临的攻击。



Neuralink可以带来的下一代BCI涉及刺激大脑以中断甚至预防耐药人群的癫痫发作。



不可替代的机器人外科医生 



在去年夏天的第一次演讲中,马斯克展示了一种用于植入物植入的神经外科手术机器人的原型。这是非常重要的优点,因为临床上不使用BCI,包括由于手术困难和生物相容性问题。机器人外科医生的速度非常快-每分钟最多可设置六个电极。Neuralink小组的目标是将植入时间缩短至一个小时,并在局部麻醉下进行手术,以便于当天将患者送回家。



根据开发人员的想法,生物相容性问题将通过使用具有金膜的生物相容性聚酰亚胺来解决。选择材料时必须考虑阻抗和生物相容性。Neuralink团队测试了一种掺有聚乙烯二氧噻吩,聚苯乙烯磺酸盐和氧化铱的聚合物。结果,我们为前者实现了较低的阻抗,但为后者实现了更好的生物相容性。开发人员承诺继续朝这个方向进行研究,并测试其他类型的导电电极材料和涂层的假设。





Neuralink机器人外科医生



我们对Neuralink的提问



知道是否有可能将电脉冲传递到细胞并同时记录神经活动将是很有趣的。换句话说,刺激是否保留了以最少的伪影同时记录神经活动的能力?



如果实现了此功能,那么它将解决BCI领域的另一个重要问题-不断调整神经活动的能力。例如,通过防止电刺激引起的癫痫发作,可以控制该过程的有效性。可以选择最佳的刺激强度来防止发作,同时最大程度地减少对大脑的负面影响。



如果我们放眼未来,在植入人脑的电极对BCI的不良影响中,我们可以注意到不仅通过媒体,而且还可以直接向大脑发送命令来控制和操纵人类行为的潜在能力。这对BCI中使用的数据和协议的加密和保护提出了更高的要求。现在看来很棒,但是将来肯定会出现这个问题。 



关于这种方法的伦理学有很多争论。有趣的是,最终如何在此问题上树立公众立场。大多数人愿意自愿安装神经植入物吗?在评论中写下您对此的想法,您是否会同意在停车场找到特斯拉或通过思想的力量打开公寓中的灯的事情?



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