2024年1月30日，商業大亨、太空探索技術公司和特斯拉公司CEO埃隆·馬斯克在自己的社交媒體賬号上宣布，“‘神經連接配接’昨天首次在人體中植入了大腦植入物，手術者恢複良好”，還說他創立的這家名為“神經連接配接”（Neuralink）的公司的第一個産品将被命名為“心靈感應”（Telepathy）。這條消息本身就足夠吸引眼球，再加上馬斯克的個人影響力，這條腦機接口領域的新聞立即被各大媒體瘋狂轉載。
3月21日，“神經連接配接”以視訊直播的形式公開了這名接受植入手術者的身份。諾蘭·阿博（Noland Arbaugh）因為一次潛水事故導緻的頸椎損傷于8年前全身癱瘓。在視訊很短的展示環節中，阿博用意念（“想”）控制電腦的滑鼠下了國際象棋，還說自己用這種方式玩了大型回合政策遊戲《文明6》。這條視訊和腦機接口的話題再次吸引了廣泛的關注和讨論，僅在“神經連接配接”自己的社交媒體上，視訊就被觀看了近1億次。
23日，阿博在自己的社交媒體上發了一條視訊，視訊拍攝于“神經連接配接”的總部，是阿博受邀參觀“神經連接配接”總部後與“神經連接配接”員工的分享會。在分享會上，主持人展示了一段阿博用意念玩遊戲馬裡奧卡丁車（Mario Kart）的視訊。如果說21日視訊中的國際象棋還可以“慢慢下”的話，馬裡奧卡丁車顯然沒法“慢慢玩”，這個遊戲需要遊戲者做出很快的反應。要玩好這個遊戲，阿博的腦機接口系統需要有很快和很準确的指令響應能力。從視訊來看，阿博能夠很流暢地玩這款遊戲。僅這一點，“神經連接配接”植入物的表現用“優秀”來評價就不為過。
諾蘭·阿博在“神經連接配接”總部分享會的視訊截圖，植入N1植入物後，他已經可以玩馬裡奧卡丁車這類對反應速度和準确性要求較高的遊戲。（資料圖）
正因為如此，媒體對“神經連接配接”的報道以及公衆對其的反應都評價甚高，部分媒體甚至使用了諸如“全球首例腦機接口裝置人體移植”“馬斯克宣布：人類首例腦機接口晶片植入已完成”“馬斯克科幻帝國‘再下一城’，人類首次實作腦機接口晶片植入”的新聞标題，給人一種“神經連接配接”的新進展為腦機接口領域迎來了重大突破的感覺。
然而事實上，在腦機接口這個領域，無論是技術拓展還是臨床應用方面的探索，馬斯克和他的“神經連接配接”都既不是先行者，也不是領先者。
什麼是腦機接口？
我們每一個人無時無刻不在與這個世界互動。這些互動的實作大緻都可以分為三個階段。第一，感覺外界環境。這種感覺可以來自各種各樣的感覺，比如視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等等，感覺的資訊會通過相關的神經傳入我們的大腦。第二，資訊處理，産生主觀感受和指令。傳入的感覺資訊會在大腦的相關腦區被處理、加工、整合，進而産生帶有我們主觀意識的感受：悅耳的音樂，美味的食物，絕妙的繪畫……如果有需要，我們的大腦還會産生指令，指導我們的身體做出反應，比如，“伸出手，拿起那塊蛋糕，把它喂進嘴裡”。第三，指令傳出并執行。指令的神經信号會從大腦傳出，抵達身體中的相應位置并加以執行。在這個拿起蛋糕喂進嘴裡的例子中，神經信号會經過脊髓傳到手，通過控制那裡肌肉的伸縮來完成指令，享受美食。
無論三者中的哪一個環節出了問題，我們與周圍世界的互動都可能發生障礙。大腦自不必說，畢竟它是機體的總指揮。感覺輸入能力受損可能會影響到我們對世界的感覺：因為視網膜上感光細胞的異常，色盲患者對這個多彩世界的視覺感覺不同于其他人。資訊傳出同樣如此，阿博就是一個例子，在植入“神經連接配接”的植入物之前，即使他想下國際象棋或者玩馬裡奧卡丁車，也有心無力。
暢想一下，如果一個人上述某個環節的生理功能出了問題，是否有可能用一個人工的裝置來代為執行相應的功能？如果是視網膜病變緻盲，就植入一個人造的“視網膜”，把接收到的光信号轉變成正确的電信号，傳給大腦；如果是大腦中的某個區域出了問題，就植入一個“腦晶片”，接手受損區域負責的神經計算；如果是全身癱瘓，就用某種裝置把大腦的運動指令傳遞給接收和執行方，接收指令的可以是機械臂，也可以是滑鼠，甚至可以是癱瘓者自己的手。
從廣義上講，這些都是腦機接口。
“神經連接配接”想做什麼？
相較而言，上述三類腦機接口中，最後一種的開發難度最小。來自外界的環境刺激種類繁多，這意味着傳入大腦的神經信号有可能相當複雜。嗅覺是一個最好的例子：人類可以感覺并區分1萬億種氣味，要設計開發出勝任這樣高難度任務的腦機接口談何容易。頂替某個腦區的腦機接口同樣很有挑戰性，畢竟人類對腦中複雜神經活動的認識還較為有限，而且即便是一個很小的腦區，神經元的種類和放電模式都有可能複雜得驚人。
針對最後一個環節的腦機接口就簡單很多：這些傳出的信号幾乎都是控制肌肉的信号，特征相對單一。正因為如此，無論是基礎研究還是産業界的探索，都把相當大的資源和精力聚焦在了這類腦機接口上。
“神經連接配接”由馬斯克與7名科學家和工程師共同創立于2016年，馬斯克自己投入了1億美元作為啟動資金。公司的定位是緻力于研發可植入大腦的腦機接口，其短期目标是治療嚴重的神經系統疾病，而終極目标則是通過這些裝置來增強人方方面面的能力（比如記憶力、感覺能力等等）。換句話說，“神經連接配接”的終極目标是“人機一體”，通過“與人共生的人工智能”（馬斯克語）來讓殘障者恢複喪失的能力，甚至讓人擁有超出人的能力。
自創立以來，據“神經連接配接”自己宣稱，他們已經在猴子、豬、綿羊等動物上做了數百次植入物的植入手術測試，僅2022年就有近300次。此外，“神經連接配接”和馬斯克還不止一次展示過植入了他們的裝置的猴子用意念玩電腦乒乓遊戲或者“打字”的視訊。但事實上，視訊中的猴子并沒有在有意識地“打字”（“能給我點兒吃的嗎？”）：系統隻是用位置不同的高亮閃光提示猴子，讓猴子通過意念把滑鼠移動到閃光的位置（鍵盤上對應于一個單詞一個個字母的位置），然後由系統完成輸入。在這一點上，馬斯克顯然很有營銷頭腦，畢竟猴子用意念打字的噱頭更能吸引眼球。情況也确實如此，很多媒體的報道都以猴子玩遊戲和“打字”作為新聞報道的标題。
盡管在媒體和公衆中吸引了很大的關注，但“神經連接配接”對其實驗的具體細節卻始終守口如瓶，沒有透露太多。事實上，直至今天，在腦機接口這個領域，能夠查到的發表在科學期刊上，署名馬斯克和“神經連接配接”的文章隻有一篇。馬斯克和“神經連接配接”把2019年10月發表在《醫學網際網路研究雜志》（Journal of Medical Internet Research）上的這篇文章稱為“白皮書”，文章對“神經連接配接”的腦機接口技術做了概念性的介紹。
理念另類
“神經連接配接”最早向公衆介紹其腦機接口理念是在2019年7月。據這家公司當時的介紹，無論是植入物還是植入手術的方式，他們的技術都試圖另辟蹊徑。植入物的形式不同于傳統技術的片狀，而是絲線狀的。這些“神經線”由柔性的聚合材料制成，每根直徑僅4-6微米（1微米=0.001毫米），比一根頭發還細，可以減小植入大腦時對腦組織的損傷。另據發表在《醫學網際網路研究雜志》上的那篇白皮書稱（白皮書2019年7月時已經提前線上發表），每根神經線上有32個電極，可以讀取神經細胞的電活動資訊。
為了把這種神經線植入大腦，“神經連接配接”專門研發了一種被其稱為R1機器人的神經外科自動手術機器人。無論是外觀還是工作方式，R1機器人都很像一台縫紉機。機器人搭載有多個攝像頭和傳感器，能夠通過“縫紉針”快速、準确地把神經線植入大腦中。據“神經連接配接”自己的介紹，機器人每分鐘能夠向大腦中植入6根神經線。如果有必要，機器人也可以由人來控制，在手術時盡量避開大腦皮層表面的微血管。白皮書中還說，“神經連接配接”的整個腦機接口系統可以包含96根神經線，總共3072個電極。利用這些電極讀取的腦神經活動信号，“神經連接配接”希望植入這個腦機接口裝置的人能夠用意念與外界互動。
“神經連接配接”原本預期2020年開始在人身上開展這個系統的試驗，但計劃一推再推，直到2023年5月試驗才獲得美國食品和藥物管理局（FDA）的準許（2022年的申請曾被FDA以安全原因拒絕）。
馬斯克的個人影響力、“神經連接配接”持續的營銷活動、人類試驗的漫長等待，以及這個系統的應用潛力，這些因素彙聚到一起，諾蘭·阿博作為“神經連接配接”腦機接口系統的第一名人類受試者引發廣泛的關注和讨論就不足為怪了。
“神經連接配接”做了什麼？
在諾蘭·阿博試驗的具體細節上，“神經連接配接”透露的資訊仍然很少。也正因為如此，業内專家目前對這項試驗的評價普遍持積極但謹慎的态度。
根據“神經連接配接”的網頁（網頁上的有限資訊直到2024年4月12日才公布）以及此前發表在《醫學網際網路研究雜志》上的那篇白皮書介紹，試驗使用的植入物（被稱為N1植入物）由很多個元件組成，包括無線充電線圈、電池、信号處理裝置、神經線接入元件等。元件像俄羅斯套娃一樣以層層嵌套的形式組裝在一起。整個裝置不足23毫米×18.5毫米×2毫米。這個數字來自白皮書中對包含96根神經線，共3072個電極的裝置的描述。但值得注意的是，“神經連接配接”網頁上對植入諾蘭·阿博大腦中的裝置的描述是“64根神經線，共1024個電極”。一方面，神經線在數量上比白皮書中的描述少。另一方面，每根神經線上的電極數量也隻有白皮書中描述的數量的一半（16 vs 32）。尚不清楚這種差異是出于首次人類試驗的謹慎之舉，還是其他原因。
植入手術在亞利桑那州菲尼克斯的巴羅神經病學研究所（Barrow Neurological Institute）完成。根據維基百科上的資料，這是全世界最大的神經系統疾病研究和治療機構。正如馬斯克在社交媒體上宣稱的那樣，手術一切順利，阿博第二天就出院了。
手術開始前，研究者使用功能磁共振成像（fMRI）的方法標明了植入N1植入物的位置。功能磁共振成像是一種檢測腦活動的成像方法，大腦中哪個區域有活躍的腦活動，這個區域在功能磁共振成像中就會“亮”。通過讓阿博“想象”移動自己的手和手臂，研究者標明了大腦中央前回的一個區域。中央前回是大腦中初級運動皮層的所在位置，指揮我們活動的指令就源自初級運動皮層相應區域的腦活動，手有指揮手的區域，腳有指揮腳的區域。神經系統一個很有趣的地方是，即使你沒有實際做某個動作，而隻是想象做這個動作，運動皮層中的相應區域也會産生相應的神經活動（是以阿博的想象也能使這個區域“亮”起來）。這意味着對于阿博來說，單純地想象移動手，也會引發運動皮層中的相應區域産生指揮手移動的神經信号。
手術過程和正常的腦外科手術沒有太大不同，由手術醫生在顱骨上對應于植入腦區的位置開孔，然後由R1機器人完成植入。“神經連接配接”沒有公布太多細節，但根據資深科技記者阿什利·萬斯（Ashlee Vance）2023年11月發表在《彭博商業周刊》的一篇文章，術前準備和開顱手術需要好幾個小時，R1機器人植入N1植入物的時間則非常短，隻需不到半個小時。阿什利·萬斯是長期報道馬斯克及其公司的記者，寫過不止一本與馬斯克相關的書，包括一本馬斯克的傳記。另外，從《彭博商業周刊》的這篇文章看，“神經連接配接”為萬斯提供了相當大的資訊知曉權，是以在“神經連接配接”沒有透露更多細節的情況下，萬斯的這些資訊還是有較大可信度的。
N1腦機接口植入物。（資料圖）
在N1植入物被植入後，阿博并不能立即就獲得通過意念與外界互動的能力，他還需要一個訓練的過程。據“神經連接配接”總部分享會上主持人（也是試驗的參與者）的介紹，在植入N1植入物後大約一個月的時間裡，阿博總共與腦機接口做了12組會話（session）。每組會話由很多次嘗試（trial）組成。在每次嘗試中，阿博會想象将電腦螢幕上的滑鼠移動到指定的位置并點選滑鼠。N1植入物會采集這個過程中的神經信号，同時将阿博意念的準确度回報給阿博。通過這些訓練，就能讓阿博越來越準确，越來越随心所欲地控制自己的“意念之手”。正如主持人介紹的那樣，與此前其他研究的訓練過程相比，阿博的訓練強度驚人：每天8小時，每周5天。12組會話共包括89285次嘗試。阿博用意念總共點選了滑鼠左鍵111315次，點選滑鼠右鍵35045次。
訓練的回報：如今的阿博可以花整個通宵玩《文明6》，一次玩近8個小時。
争議不斷
盡管阿博術後的表現激動人心，但從創立走到今天的人體試驗，“神經連接配接”和它的腦機接口一直争議不斷。
2022年10月，根據路透社的一篇報道，由于違反有關實驗動物的福利倫理法規，“神經連接配接”遭到了美國聯邦機構的調查。有“神經連接配接”的内部員工抱怨，“神經連接配接”的動物測試過于倉促，造成了實驗動物不必要的痛苦和死亡。路透社的調查發現，至少有4項實驗出現了可以避免的人為錯誤，共涉及86隻豬和2隻猴子。從“神經連接配接”内部知情人士透露的資訊看，有的錯誤顯得相當低級和業餘，比如，在2021年的一項研究中，25隻實驗豬被植入了錯誤尺寸的植入物。在另兩次手術中，植入物的位置出了錯，被植入到了兩隻豬錯誤的脊椎骨中。盡管美國農業部（這些動物實驗的監管方）2023年7月通報的一項針對另一指控的初步調查結果認為“神經連接配接”沒有違反相關規定，但一方面調查方稱還将繼續深入調查，另一方面，過去幾年間，美國農業部自己就因為對動物實驗監管不嚴而廣受批評。事實上，在2023年6月FDA的一項獨立調查中，FDA就發現“神經連接配接”的動物實驗存在實驗記錄不完整、缺乏質控等違反基本實驗要求的情況。
2023年9月，《連線》雜志刊出一篇調查報道。援引來自多方的資訊，報道指出，在植入“神經連接配接”的植入物後，有十幾隻猴子的健康狀況惡劣，涉及的狀況包括腦血腫、血便、部分程度的癱瘓等。甚至有植入物斷裂在了猴子的大腦中，導緻無法徹底消除的感染，最終不得不對猴子實施安樂死。這些情況與馬斯克宣稱的沒有實驗猴死于植入實驗的言論大相徑庭。2023年11月，甚至有美國法律界人士要求美國證券交易委員會調查“神經連接配接”是否有隐瞞實驗動物死亡細節，以欺騙投資者的情況。
即便是目前看來成功的諾蘭·阿博的植入手術，也有批評和争議。在醫藥領域，臨床試驗的一個慣例是試驗方會将試驗的相關資訊上傳到美國國立衛生研究院的臨床試驗資訊網站ClinicalTrials.gov上。“神經連接配接”沒有上傳這些資訊。不過據相關領域專家的解讀，FDA授權“神經連接配接”開展的是早期可行性試驗，這類試驗的目的是概念驗證，不是證明其安全性和有效性，因而上傳詳細資訊到ClinicalTrials.gov上不是強制性的。盡管如此，還是有不少相關領域的專家認為“神經連接配接”這種不透明的方式不可取。此外，學界對一項試驗的評價通常依據的是發表在專業期刊上的論文，在目前尚未發表出論文的情況下，業内很多專家對這項試驗的評價普遍很謹慎，接受媒體采訪時往往都會表達“等等論文看”的态度。
先行者或領先者？
在“神經連接配接”腦機接口的創新性上，領域内專家的評價也不像大衆和媒體的評價那麼高。事實上，在腦機接口這個領域，馬斯克和“神經連接配接”既不是先行者，也不是領先者。
對腦機接口的探索始于20世紀70年代。這個概念由加州大學洛杉矶分校教授雅克·比達爾（Jacques Vidal）于1973年提出。之後，比達爾在1977年通過實驗首次論證了腦機接口應用的可能性。在這項研究中，實驗者腦電波的變化（借助視覺刺激産生）就能控制電腦螢幕上一個類似滑鼠的物體移動。
對運動皮層神經元的活動與運動的關系的研究也在進行。通過20世紀80年代在猕猴上的一系列研究，約翰斯霍普金斯大學的研究者闡明了兩者的關系：很多運動皮層的神經元都有運動方向的偏好，當手臂或者想象手臂向這個偏好方向移動時，相應神經元的神經活動最強。這些認識随後成為腦機接口系統中用于運動解碼的算法原理。
之後，随着神經電極和計算機技術的進步，腦機接口領域迎來了高速的發展。其中最為人所知的是巴西神經科學家米格爾·尼科萊利斯的工作。除了用猴子開展的一系列控制機械臂的研究外，在2014年巴西世界杯的開幕式上，尼科萊利斯讓全世界關注到了腦機接口。借助尼科萊利斯團隊開發的腦機接口和機械外骨骼，一名全身癱瘓的青年為賽事開球，揭開了一場足球盛宴的序幕。
中國研究者過去幾年間也有非常優秀的工作。2020年，浙江大學的研究者完成了中國首例植入式腦機接口的臨床研究。接受植入的患者可以控制機械臂實作進食和飲水等動作，由此實作了中國植入式腦機接口臨床“零的突破”。
從這段曆史不難看出，“神經連接配接”不是腦機接口領域的先行者。事實上，即便是“神經連接配接”引以為傲的R1手術機器人的“縫紉機”式植入技術，也不是“神經連接配接”在創立後研發的。這個概念和技術源自加州大學洛杉矶分校榮休教授菲利普·薩貝斯（Philip Sabes）的團隊，隻不過薩貝斯受邀作為聯合創始人創立了“神經連接配接”，這項技術也就被薩貝斯帶到了“神經連接配接”（薩貝斯目前已經離開“神經連接配接”，事實上，除馬斯克外的另7名共同創始人中，已經有6人離開“神經連接配接”）。
在嘗試突破實驗室限制的人體植入試驗方面，即便2014年世界杯開幕式上那種概念展示性質的例子不算，“神經連接配接”的這項試驗也不是世界首例。2023年5月，瑞士洛桑聯邦理工學院的研究者在《自然》雜志上發表了一篇論文，介紹了他們利用腦機接口，讓一名下肢癱瘓者通過意念支配自己的雙腳行走（在輔助器件的輔助下）的技術。這名接受植入後的癱瘓者已經可以在不需要他人過多幫助的情況下在室外行走。
在相對局限于實驗室中的探索方面，甚至在更早就有更令人驚歎的成果。2016年5月，還是發表在《自然》雜志上，美國科學家的一項研究使一名四肢癱瘓者伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）得以用意念控制自己的手，完成拿取物品、倒水甚至彈吉他等日常活動。
與阿博今天可以通宵玩遊戲相比，這些進步或許不算驚豔，但有必要認識到，控制肢體的難度要比控制滑鼠大得多，移動滑鼠不可能解決癱瘓者日常生活中方方面面的需求，“神經連接配接”的技術能否轉化為控制肢體運動的技術也有待觀察。
另外兩家公司
此外，入局腦機接口産業的并不止“神經連接配接”一家公司。在衆多這些公司中，Blackrock Neurotech和Synchron兩家尤其值得關注。
Blackrock Neurotech成立于2008年，其開發的猶他電極被神經工程界廣泛采用。事實上，采集伊恩·伯克哈特意念神經信号，使其得以控制自己的手的電極就是Blackrock Neurotech開發的猶他電極。2022年11月，在美國神經科學學會年會上，Blackrock Neurotech展示了其新一代的神經電極Neuralace，這種超薄、柔韌、蕾絲形态的神經界面有超過1萬個電極，是“神經連接配接”N1植入物電極數量的近10倍。
Synchron開發的技術甚至更加令人興奮。早在2021年，Synchron人體試驗的申請就獲得了FDA的準許。2023年1月，這家公司的研究者及其合作者在《美國醫學會神經病學雜志》（JAMA Neurology，相關領域最頂級的學術期刊之一）上發表了他們在4名嚴重癱瘓病人身上開展的試驗。4名病人的大腦中植入了Synchron開發的腦機接口電極Stentrode。在接受了必要的訓練後，這些病人能夠通過意念在電腦上完成包括打字、收發郵件、購物等日常活動。研究者還對植入Stentrode的病人追蹤了一年，論文中提到，追蹤結束于2022年1月，如果按這個時間倒推，那麼意味着植入手術在2021年1月就已經完成，遠遠早于“神經連接配接”。追蹤結果顯示，植入Stentrode一年後，Stentrode的信号采集能力仍然很穩定，病人也沒有表現出明顯的不良症狀。
更讓人驚歎的是，Stentrode的植入不需要做開顱手術。在外觀上，Stentrode比較像治療心腦血管疾病的血管支架。植入是通過神經介入手段（neurointerventional procedure）完成的：研究者通過病人的頸靜脈将Stentrode導入到大腦中的相應位置，Stentrode在血管内就能采集病人意念産生的神經信号。從《美國醫學會神經病學雜志》的這篇論文，以及Synchron網站上放出的病人使用這個腦機接口的視訊來看，其表現都毫不遜色于“神經連接配接”的N1植入物。
從腦機接口技術的這些曆史以及競争對手技術的表現來看——尤其是Synchron的Stentrode的表現——“神經連接配接”既不是腦機接口領域的先行者，目前也難稱得上是領先者。而且目前“神經連接配接”公開的資訊太少，不僅展示其在諾蘭·阿博身上的效果的視訊很短，也尚未發表論文，很難讓業内人士對其做出準确、客觀的評價。此外，還有很多問題有待“神經連接配接”去解答和探索，比如N1植入物的效能是否會随着時間的推移變差（這是植入電極普遍面臨的一個問題），植入物長期保留在人腦中是否會有不良的影響。關于這些問題，Synchron和Stentrode已經有了一定的結果。
“神經連接配接”目前的成就或許值得肯定，但過高的褒獎或許還不是時候。
陳彬
責編 朱力遠