马斯克最新详解“脑机接口”:费用有望降到5000美元|中企荐读

财富   2024-11-03 12:02   北京  

修复大脑就跟修电路板差不多
编译董斌
来源2024 CNS会议(YouTube)

头图来源|视觉中国

在近日召开的2024年CNS(由三个学术期刊组成,分别为Cell《细胞》、Nature《自然》、Science《科学》)会议上,马斯克接受了采访,探讨了旗下Neuralink在脑机接口技术方面的最新进展及其在人类疾病治疗中的应用。

访谈中,马斯克详细阐述了Neuralink如何利用高精度的脑机接口技术,为神经系统疾病患者提供新的治疗方案。马斯克强调,脑机接口技术的核心在于打破人与机器之间的信息交流壁垒,通过提升信息交流速度实现人机共生的新境界。他认为,随着技术的不断进步,未来人类或许能够通过思考直接控制电子设备,无需传统的物理操作,这将极大提升人类的工作效率和生活质量。

此外,马斯克还分享了Neuralink在动物实验中的成功经验,展示了脑机接口技术在实际应用中的潜力和安全性。他表示,虽然目前技术仍面临许多问题,但Neuralink团队将持续努力,力求为患者带来更多可能性。随着研究的深入和技术的成熟,我们有理由期待这一领域将为人类健康带来更多突破性的进展。

精彩观点如下:

1.我们每个人在某种程度上都已经是“半机械人”了。

2.人类一整天的信息输出量平均下来每秒都不到一个字节。

3.你的手机就像是一台超级计算机,但它却要花好大的力气去猜测你到底想说什么。

4.在不久的将来,植入了Neuralink设备的人在玩电子游戏时,可能会比那些用手操作的人更加出色。

5.如果某件事违反了能量守恒、动量守恒或者电荷守恒这些基本物理定律,那它要么是有诺贝尔奖级别的重大发现,要么就是错误的,而且大概率是错误的。

以下为对话全文(有删改):


我们都已经是半机械人

主持人:最初,是什么激发了你对脑机接口技术的兴趣?

马斯克:这听起来可能不太容易理解,但我其实是在探索如何降低数字超级智能带来的潜在风险。我有个想法,如果我们能提升人类与数字化“第三自我”之间的信息交流速度,那我们就更有可能让人工智能与人类的整体意愿保持一致。这听起来可能很新奇,但你可以这么想象:我们的智慧其实分布在三个层面:

首先大脑边缘系统,它控制着我们的本能反应。然后是大脑皮层,负责我们的思考和规划。而第三个层面就是我们所使用的电子设备,比如电脑、手机还有各种应用和软件。这些构成了我们的数字化“第三自我”。事实上,我们每个人在某种程度上都已经是一个半机械人了。我想,大家在手机丢失的时候都能体会到这一点。那种感觉就好像失去了一部分自己,因为那部分数字化的你已经不见了。

而在当下,我们处于人机共生的世界里,最大的限制就是信息交流的速度,特别是从人脑向外的输出速度。你要知道,人类一整天的信息输出量,平均下来每秒都不到一个字节。当然,有些特殊情况下可能会高一些,但大多数人在24小时内的平均输出速度都远低于这个水平。尤其是在用手机的时候,你每秒只能打出几个字而已。你的手机就像是一台超级计算机,但它却要花好大的力气去猜测你到底想说什么。
主持人:我自己就有过这种体验,当我找不到手机的时候,那种感觉真的好像是“幻肢症”一样。在听你这么说之前,我从来没想过自己其实已经是个半机械人了。不过说到脑机接口技术,我一直觉得它主要是用在神经系统疾病的研究上。但听你这么一说,我认为这项技术或许有更广阔的应用前景,它有可能让我们这些半机械人变得更加高效。你最初是怎么想到要投身脑机技术这个领域的呢?

马斯克:要想实现更高效的人机共生就必须解决信息交流速度的问题。你想想看,如果我们的输出速度只有每秒一个字节,相对于电脑每秒处理万亿字节的速度来说就像是静止不动一样。所以,这就是我当初对脑机技术产生兴趣的原因。我希望通过这项技术,能够打破这个限制,让人和机器之间的信息交流变得更加顺畅和高效。

主持人:你是如何选择目前这种技术路线的?

马斯克:如果想要实现每秒传输一百万位甚至十亿位的数据,那就意味着我们得采取更直接的方式,比如植入设备。虽然这听起来有点像科幻小说,比如说要替换头骨,植入数百万根电线之类的,但目标并不是那么遥不可及。

主持人:听起来像是要强制给我换个头骨似的。

马斯克:不,如果我们想要与整个大脑进行有效的连接,就得考虑需要多少电极。

我们把初次植入称为“心灵感应”

主持人:我听说过你提出的全脑接口这个宏伟目标。作为一名神经外科医生,我经常会考虑疾病的发展过程以及治疗的风险与益处。我了解到,Neuralink公司已经开始从患有ALS和脊髓损伤的患者入手进行初步尝试。你能谈谈这些吗?

马斯克:没错,我们的长远目标是降低生物智能和数字智能之间的差异所带来的风险。当然,我们也得考虑下一步具体要做什么。Neuralink的第一个设备就配备了上千个电极。

在初步的实验中,即使只激活了其中一部分电极,我们的患者也创造了新的世界纪录。虽然这个纪录的起点相对较低,每秒大约能传输10比特的数据,但我们看到了一条通往每秒传输上千比特数据的路径。同时我们希望进行风险最低、效果最好的植入手术。因此,我们把初次植入称为“心灵感应”,它主要是与运动皮层进行交互,读取大脑信号,然后将这个信号发送到患者的手机或电脑上,使他们能够通过思考来移动光标。有些人可能看过一名患者的视频:脑机植入手术后不久,他仅靠思考就可以玩电子游戏。

主持人:你们能够以破纪录的每秒比特数从这两位患者的大脑中提取信号,这确实很神奇。这样一来,他们就能像我们这些普通人一样正常地工作和生活了。

马斯克:对,就是这样。我甚至认为,在不久的将来,植入了Neuralink设备的人在玩电子游戏时,可能会比那些用手操作的人更加出色。

主持人:你觉得这个技术发展的时间表会是怎样的?

马斯克:我一直都对时间表持乐观态度。如果我不是这么乐观,可能就不会创建这些公司了。而现在,我们已经能让使用我们设备的人,在玩电子游戏时达到和用手操作相当的水平。我觉得,我们的第二代产品将会有3000个电极,并且我们会更精准地放置这些电极。比如说,我们现在能从100个电极中读取数据,未来在3000个电极中,我们可能能从1500个电极中读取数据。到了那个阶段,我们的数据传输速率就会远超用手玩电子游戏的人。而且,我们还可以降低延迟。

你在脑海中想到一个动作,通过你的思考,电脑上就会立刻执行。而现在我们在玩电子游戏时还需要动手。你需要向肌肉发送信号,肌肉再驱动手指移动,这需要时间。但如果你不需要做这些,你的思考就能直接转化为行动,没有延迟,那你就能超过那些必须用手操作的人。

主持人:作为外科医生,我们总是以自己的效率和熟练度为荣。但听你这么说,我感觉自己其实也没那么高效。如果能直接思考并行动,我可能能完成更多事情。你提到的技术方法让我印象深刻,特别是你们能通过调整记录算法来恢复功能,即使导线出现问题。你能不能谈谈这种全方位整合的方法,以及它如何帮助你们更好地扩展规模?

马斯克:因为之前这些东西都不存在,所以我们必须从零开始设计和建造。这个设备就像一块取代了头骨的智能手表或者健康追踪器。

主持人:那你能给我们介绍一下用于植入电极的机器人吗?

马斯克当然。这些电极线太细了,用手根本无法操作。而且,它们需要以极高的精度快速放置。因为呼吸和心跳,大脑会一直在动,就像一颗跳动的果冻。这就像是要用手工去完成计算机控制的机械加工或者3D金属打印一样,人类根本没有足够的精度来将电极植入到毫米级的精确位置。所以,我们选择用机器人来完成这个任务。

主持人:听起来挺有意思的。我们外科医生群体中的很多人,在不同阶段都开始尝试使用机器人技术了。当你说到机器人能达到超越人类的精度时,我在想,这到底是会颠覆外科医生的工作,还是只是对我们工作的一种增强呢?我知道你在眼科方面也有一些类似的看法,所以很想听听你的观点。

马斯克:我觉得眼科的那个例子挺贴切的。现在的近视激光手术,眼科医生可能会同时监控好几台手术机器人,确保它们在正确的位置执行正确的操作。这种方式人类拿着手持激光器来照射眼球要好得多。我觉得Neuralink也会类似:一位神经外科医生监控着好几台Neuralink机器人进行手术,确保植入物正确、位置正确、目的明确,而且病人状况良好。

这将会是一种巨大的提升,而且也是必要的。因为靠神经外科医生手工完成这么多工作,从体力方面来说根本不可能的。我们最终或许要进行上千万次这样的手术。世界上有80亿人,可能至少有几十亿人会想要进行脑机植入,甚至更多。那么,你怎么可能完成这么多设备的植入呢?除非有机器人,否则这是不可能实现的。

修复大脑就跟修电路板差不多

主持人:在脑机接口的早期探索中,你们遇到过哪些问题呢?我知道生物环境还有能量传输的问题。我想听听你的想法,以及你的团队是如何应对这些问题的。

马斯克:跟你们这些更了解大脑的人交谈,我承认我不如你们专业,但我相比大多数人更了解一些。我们面临的问题是,要在体内植入一个能使用多年的设备。这个设备得能传输无线电信号,得放在皮下,得能充电,还得有能读写的电极。所以,它不能只是简单地隔绝电流。实际上,你得同时应对两件事:一方面要努力读取神经元的信号,另一方面又不能让设备被腐蚀。

这就是个非常棘手的问题了:你得用尽可能少的绝缘层来防止腐蚀,但又不能多到影响读取神经元信号功能。我们最新的电极会用碳化硅涂层,但碳化硅是种非常难处理的材料,它加工起来非常困难。你得确保涂层非常精确,既不能太薄也不能太厚,还得非常均匀地涂在导线上。要让这个设备能在体内安全存活,不会失效,还能向大脑传输信号,得进行非常多次的迭代和试验。

而且,你还得以高数据速率把数据传输到手机或电脑上,同时又不能让电池过热。这里面有很多很多的技术难题。虽然听起来我可能说得有点轻描淡写,把它说得就像你大脑里的智能手环一样。但如果你真的要把这些东西放进大脑里,那可就完全不一样了。

主持人:我觉得现在是时候问一个更有趣的问题了。作为一位对这两者都有深入了解的权威人士,到底哪个更难,是脑外科手术还是火箭科学?

马斯克:这两者都非常有挑战性。我同时参与这两项工作,它们的难度不相上下。

我认为,没有人会认为脑外科手术和火箭科学很容易。尤其当你试图扩大电极数量时。如果你想要一个高带宽的接口,那么我认为合适的数量级可能是大约一百万个电极。但目前我们还不知道怎么做,我只希望在物理上是可行的。

比如说,一个电极可能得读取一百到一千个神经元。那如果有一百万个电极,每个都能读取一千个神经元,那我们就能接触到十亿个神经元了。

主持人:从我们外科医生的角度来看,我们更关心的是,这项技术能不能帮我们治疗现在无法治愈的疾病?像精神疾病、神经发育问题、神经多样性问题,还有阿尔茨海默病这种神经退行性疾病。

马斯克:随着时间的推移,我们应该能解决大脑相关的各种问题。你可以把大脑想象成一台电脑,或者一块电路板。如果电路板有点儿问题,比如短路了,或者哪儿该有电路却没有,不该有却有,那我们都能修。从某种程度上来说,修大脑就跟修电路板差不多。

当然,如果电路板全烧了,那就没法修了。但只要问题不是太大,我们都能想办法解决。我觉得脑机技术就能帮我们做到这一点。它能高精度地读取和写入大脑的电信号。这就意味着,如果大脑里出现了什么“电风暴”,比如癫痫之类的,我们就能用这个设备来打断它。或者如果有一组信号需要读取,比如有人失明了,失去了视神经或者双眼,我们还能刺激他的视觉皮层。基本上,只要是跟信号输入输出有关的问题,我们都能用脑机技术来解决。

谁也不愿意脑袋里装个iPhone 1

主持人:是啊,我知道Neuralink最近获得了FDA的突破性疗法认定,就是用来治疗盲视的。当我想到神经多样性或者神经退行性疾病的时候,我就想到你说的一件事,我觉得特别有意思。那就是如果像史蒂芬·霍金这样的天才,能更有效地跟外界交流,那我们的社会能从他们的见解中受益更多。所以,当我想到神经多样性人群的时候,我总觉得他们有着巨大的潜力,也许这种植入物就能成为他们通往这种潜力的数字桥梁。

马斯克:是的,我觉得这技术能帮到很多人,甚至可能是数千万、数亿人。而且,它的潜力可不止于大脑。比如有人脊髓受伤了,它也能帮忙传输信号。那些失去了大脑和身体联系的人,他们最想要的是什么?肯定是让自己的身体重新动起来。

虽然现在已经有一些方法,比如用机器人套装或者机械臂之类的,但那毕竟不是自己的身体。我觉得大多数人还是会选择让自己的身体重新动起来的。只要神经元还在,那我们就有可能绕过受损的地方,把信号从运动皮层传送到控制肌肉、手臂和腿部的神经元那里。这就像是一个电子通信系统一样,你把某些线剪断了,那就想办法把它们接起来。

主持人:刚才你讲到了植入设备,那我还想问的就是,我们用手机,比如iPhone会不断升级换代。那脑机接口这种植入设备,以后肯定也会有技术更新、升级的问题。那这个设备是不是可以随时取出来?

马斯克:这个问题很重要。升级是无法忽视的因素。谁也不愿意脑袋里装个iPhone 1,然后外面已经是iPhone 16或者更新版了,对吧?

如果有人使用了第一代产品设计版本,五年后,他们会想要使用第三代或第四代产品设计版本。因此,我们设计的植入物是可以移除的,但希望对该区域造成的损伤最小。在我们对动物进行的研究中,我们已经进行了三次植入,到目前植入物仍然运行良好。

主持人:你们已经成功替换了三次植入物了?

马斯克:没错,替换了三次,都还挺成功的。

主持人:我们刚才还谈到了机器人解决劳动力问题,以及设备的互换性。你的愿景是让这些设备既高效又经济实惠,这样才能让更多人用得起。那你觉得怎么才能实现这个愿景呢?

马斯克:批量生产是关键,设备也不应该太贵。我希望价格能在5000~10000美元之间。如果我们能大量生产,那成本可能还会更低,可能就跟现在的Apple Watch或者手机差不多,甚至可能只要1000~2000美元左右。然后,植入手术也得快,我们有个“600秒手术”的计划,就是说你坐在椅子上,10分钟后手术就完成了。当然,这个得靠机器人来操作。如果整个过程都能自动化,那10分钟完成手术是完全有可能的。这样一来,包括手术费用在内,总成本可能也就5000美元左右,跟现在做个近视激光手术差不多。

我们现在的确在涉足一些科幻领域

主持人:刚才你还提到了物理学,我记得我们之前聊过,人们经常会争论什么事情是可能的,什么是不可能的。但你觉得这种争论其实没必要,因为如果某件事违反了物理定律,那它就是不可能的;如果没违反,那就是可能的,只是我们还没搞清楚怎么做而已。

马斯克:是的,如果某件事违反了能量守恒、动量守恒或者电荷守恒这些基本物理定律,那它要么就是有一个诺贝尔奖级别的重大发现,要么就是错误的,而且大概率是错误的。但是,只要我们不去挑战那些像音障一样明显的物理极限,而是去做一些看起来有可能的事情,那我们就应该勇敢地去尝试、去探索。毕竟,只有试过了,才知道行不行得通。

主持人:你说的这些开始让我有些明白了。

马斯克:对吧?其实,只要我们的动作速度不超出物理极限,比如不超过音速,那我们就可以快速完成很多事情。我们可以仔细观察神经元的活动,然后问一些问题,比如:我们想要检测的神经元电压差是多少?我们能在离电极多远的地方捕捉到神经脉冲?能不能根据神经元的放电特征来区分不同的神经元?

主持人:这样就能绘制出大脑的功能图,然后逐步实现全脑接口了。

马斯克:没错。我们现在的确在涉足一些科幻领域。说到科幻,如果大家有兴趣的话,我推荐你们去看看Iain M. Banks的《文化》系列小说。他提出了一个神经织网的概念,就是所有人的大脑都通过神经连接在一起。当人去世后,他们的记忆可以被上传到云端或者未来的互联网上。如果他们愿意,甚至可以重新拥有一个人类的身体,或者生活在虚拟世界里。说不定我们现在就生活在一个模拟世界里。

主持人:那真是一种非常真实、沉浸式的体验。

马斯克:所以如果真的有模拟器在控制我们的话,那我要好好夸夸他们,这个模拟世界做得太棒了!

主持人:Elon,这次对话真的很精彩。在场的神经外科医生们也都听得很入迷。最后,你还有没有什么想对我们说的?

马斯克:我想说的是,脑机技术将会成为神经外科医生们一个非常强大的工具,帮助他们解决很多问题。就像弓箭和喷气式飞机的区别一样,工具的好坏直接影响到我们能做到什么程度。我相信,通过提供像脑机技术这样的精密强大工具,我们真的可以帮助到很多人。

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END 

值班编辑:王怡洁  审校:董斌  制作:吴莹‍‍

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