马斯克的“盲视”革命:揭秘Neuralink如何挑战人类视觉极限,让盲人重见光明

旺旺屋
“Blindsight is the next”,马斯克在上周宣称,继“心灵感应(Telepathy)”之后,旗下脑机接口公司Neuralink的下一代产品将是“盲视(Blindsight)”,用于帮助盲人恢复视觉重见光明
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在马斯克自信满满地官宣后,网友评论道,“人类赛博朋克时代也许即将来临,马教主真乃奇人也。”
Neuralink由马斯克在2016年创立,致力于开发植入式脑机接口,用于解码大脑信号,目标是实现“人脑与机器交互”
近年来,脑机接口技术不断革新,在运动恢复及情绪调控领域都取得了阶段性的研究成果。“意念控制”机械臂、光标、轮椅这些科幻场景都已照进现实,但很多人还是第一次听说脑机接口技术还能重建视觉系统,让盲人重新“看见”。
马斯克表示,“盲人的视觉皮层依然存在,通过电信号的刺激有可能让盲人获得视觉感知。目前Blindsight植入技术已经猴子身上起作用了。”
“一开始分辨率会很低,就像早期的任天堂图形一样,但最终可能会超过正常人的视力”,马斯克说。
前瞻Blindsight技术路线,其如何能够绕过受损的视觉系统,让盲人重新“看到世界距离真正应用让患者受益还需多久?国内是否也有相关的研究?
带着这些大家关心的问题旺旺屋对话了中国科学院深圳先进技术研究院、深港脑科学创新研究院正高级工程师,脑机智能融合技术公司微灵医疗创始人李骁健
“重见光明”是怎样实现的?
视觉系统研究出身的李骁健向旺旺屋表示,马斯克旗下公司利用脑机接口技术治疗视觉系统称不上是“革新”,近些年国内外一直有开展相关的研究工作,只能说马斯克加快了科研成果产品化落地的过程。
介绍当前对盲人视觉系统进行重建的方式大体分为两种,分别是从眼球植入人工视网膜,或是侵入式植入脑机设备。
相比之下,前者更易操作,产品也是优先落地。成立于20世纪90年代的美国视觉医疗器械公司Second Sight是该技术领域的先行者,通过将微电极阵列紧贴于视网膜外表面,转换外部电信号直接刺激神经节细胞产生视觉。
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“遗憾的是,由于眼球体积太小,只能放下几十个电极通道,导致该方式传输视觉信号的质量受限,很难构建出清晰图像。”
Blindsight的技术路线更为“硬核”。李骁健分析,Blindsight是通过侵入式的方式植入大脑,通过外部电信号直接刺激视觉皮层,使盲人产生光感,即能感知到光在视野中的具体位置。在患者将光感位置信息反馈给研究人员后,研究人员会再次释放设计组合好的电刺激信号,从而在患者视野范围内形成影像图形。
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他表示,Blindsight的优势是设备植入大脑后更利于向脑皮层传输较高质量的电信号,使得图像构建效果更佳。但风险也是并存的,脑机设备的电极寿命有限,需要将电极从脑内拔出时,将对患者的视觉皮层造成伤害。“这很符合马斯克的风格,他追求的就是激进创新”,李骁健说。
李骁健:5年左右
重建视觉的脑机产品或将实际应用
如马斯克所说,猴子已经用上了Blindsight,且目前无显著副作用,那是否意味着盲人很快也能用上了?
李骁健认为,恐怕没有这么乐观。“相较于运动功能修复,用脑机接口去重建视觉系统要复杂的多,短期内Blindsight的效果不会太高现在展示的这套装置还需要大改才行。”
“视觉系统修复需要刺激电极阵列植入面积更大,这样才能保证视野(能看到的面积)和锐度(画面清晰度),这就需要Neuralink想办法增加电极丝的数量,在视觉皮层表面广泛布置信号通道。而现在Neuralink的设备更偏向于信号采集,一根电极丝上有十几个电极触点,但电极丝数量并不多,显然不是理想的状态。”
他表示,即使在猴子大脑验证成功,也无法说明对人类就一定奏效。因为猴子大脑体积较小,现有的设备植入还能做到较大面积覆盖,看起来试验效果还行,但对于大体积的人脑来说,可能效果就差很多了。
他表示,“视觉重建对于电极寿命的要求也更高。运动皮层可能还好说,植入的范围可以小一点,也能做到一定的脑控。但视觉皮层的植入电极阵列覆盖面积比较大,在里面扎了很多电极丝后,再拔出来整个靶点区就都废掉了,相当于把患者的视觉皮层破坏了。如果电极寿命较短,需要多次更换的话,风险还是很大的。”
提到国内有无类似研究,以及是否有机会实现“弯道超车”时,李骁健表示,国内选择的技术路线往往不同,更偏向于“实用型脑机接口”,即在相对安全的前提下尽量保证性能,的确有可能比Blindsight更早实现应用。
面对同样的挑战,李骁健带领的微灵医疗研究团队选用薄膜网EcoG微型电极阵列作为解决方案。与Blindsight不同,薄膜网在植入大脑后无需将电极刺入脑皮层,如同一张蜘蛛网附着在视觉皮层表面,减少了对脑组织的伤害。
早在2020年,国际学术期刊Science上的一篇论文就应证了EcoG电极阵列方法的可行性,成功帮助一位盲人看到了英文字母。
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虽然薄膜网EcoG微型电极阵列相较于Blindsight可能在向脑皮层深层传递信号方面表现欠佳,但李骁健介绍,“视野”和“锐度”这两个要素都能基本保证,成像效果可能类似于儿童简笔画,不会太清晰。
透露自己团队研发的视觉重建脑机设备还在动物试验阶段,将在2年左右的时间进入临床实验阶段,5年或实现实际应用。
有人疑惑,就算脑机接口设备未来真正实现了推广使用,能是每个人都用得起的么?
据外媒报道,Neuralink计划2024年对临床志愿者进行11台植入脑机接口设备的手术,2025年进行27台,2026年进行79台。预估每台手术耗资1.05万美元,约合人民币7.7万元。
李骁健认为,“脑机医疗设备的使用成本不会太高,脑机芯片并不需要多高的制造工艺。很多医疗器械使用费用高并不代表其制造成本高,而是在受外国技术垄断的情况下不得已的结果。随着使用普及和国产化,价格会降下来。”

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评论列表 (有 1 条评论,153人围观)
网友昵称:tisize1701
tisize1701 V 评论者 沙发
2024-03-28 17:52:39 回复
这么神奇。
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