能用意念控制手机和电脑？马斯克：首个人类实验报告将出炉

能用意念控制手机和电脑？马斯克：首个人类实验报告将出炉 马斯克一再声称，这项技术可以帮助那些失去肢体活动功能的人。他还说明，这种植入物最终可以“解决”一些疾病，包括自闭症和精神分裂症。在电影《洛拉》的首映式上，马斯克接受了采访，他说希望该公司能够在本周末得出“患者可以用自己的想法控制手机和电脑”这一结论。截至发稿，Neuralink未予置评。据了解，Neuralink是一家美国神经科技及脑机接口公司，成立于2016年，由马斯克和其他八名联合创办者创办，现拥有100多名员工，主要负责研发植入式脑机界面技术和神经义肢技术。据彭博社报道，自公司成立以来，该公司已聘请了来自世界各地的几位知名神经科学家。直至2023年6月，它已收到70亿美元的资金。Neuralink官网截图从官网上获悉，Neuralink目前仍在招聘来自各大学的知名神经科学家，以及具有工程、科学和开发方面专业知识的广泛人才。同时，该公司也正在招募临床试验患者，其中包括PRIME研究项目。 ... PC版： 手机版：

果蝇肌肉的详细线路图揭示了意想不到的复杂性

果蝇肌肉的详细线路图揭示了意想不到的复杂性 研究人员说，果蝇看似简单，但它们的运动系统却包含了"意想不到的复杂程度"。科学家们观察到："一个典型的苍蝇运动神经元接受来自数百个突触前运动神经元的数千个突触。这一数字与啮齿类动物大脑皮层锥体细胞的突触整合规模相当"。控制果蝇腿部和翅膀肌肉的运动神经元解剖重建图。图片来源：Tyler Sloan/Quorometrix Studio发表在《自然》科学杂志上的两篇新论文揭示了这一领域的最新发现，加深了我们对动物中枢神经系统如何协调单个肌肉以促进各种行为的理解。雌果蝇起飞和飞行所涉及的各种神经系统结构的解剖重建动画。果蝇用腿进行跳跃、行走、梳理、打斗和求偶等多种活动。它们还能调整步态，在室内植物、墙壁、潮湿表面、天花板甚至昆虫级跑步机等地形中穿行。从使苍蝇能够保持稳定位置的姿势反射，到穿越障碍物或改变飞行方向，所有这些动作都源自运动神经元的电信号。这些信号通过运动神经元的线状突起来刺激肌肉。研究人员指出，果蝇的六条腿仅由 60 到 70 个运动神经元管理。他们指出，在猫体内，约有 600 个运动神经元为一块小腿肌肉提供动力。只有 29 个运动神经元控制着果蝇翅膀的动力肌和转向肌。相比之下，蜂鸟的胸肌由 2000 个运动神经元提供。虽然苍蝇的运动神经元很少，但它在空中和陆地上的表现却非常出色。雌果蝇腹侧神经索的解剖重建图。图片来源：Tyler Sloan/Quorometrix Studio科学家们解释说，运动单元由单个运动神经元和它所能激发的肌肉纤维组成。不同的运动单元以不同的组合和顺序被激活，协同实现无数的运动行为。参与这两项研究的科学家对前运动电路的布线逻辑很感兴趣。他们希望了解苍蝇的神经系统是如何协调运动单元来完成各种任务的。其中一项研究采用了自动化工具、机器学习、细胞类型注释和电子显微镜技术，在一只雌果蝇的腹侧神经索中识别出了14600个神经元细胞体和大约4500万个突触（信号传递连接点）。果蝇的腹侧神经索类似于脊椎动物的脊髓。科学家们随后应用深度学习，自动重建了整个雌果蝇的神经元解剖结构及其连接。研究人员使用复杂的方法绘制了腿部和翅膀运动神经元所针对的肌肉图谱。他们确定了雌性成体神经线连接组中哪些运动神经元与前腿和翅膀的各个肌肉相连。在此基础上，他们绘制了一张图谱，显示了在起飞和飞行运动启动过程中协调苍蝇腿部和翅膀运动的回路。为了腾空而起，苍蝇的中腿伸直以便跳跃，前腿弯曲以便起飞。这大致就像滑行中的客机在离开地面后缩回轮子，或者涉水的苍鹭在冲向天空时收起细长的腿，使其不碍事。科学家们还发现，成年苍蝇的一些肌肉纤维由多个运动神经元支配。这种情况也出现在果蝇和蝗虫的幼虫阶段。虽然一些哺乳动物在刚出生时有多个神经纤维支配，但这些神经纤维通常在成年后就会消失。多重神经支配可能会提供更大的灵活性，并解释为什么昆虫的运动神经元如此之少，四肢却能精确运作。科学家们还研究了苍蝇的翅膀运动系统，该系统按功能大致分为三个部分：为翅膀拍打提供动力、引导昆虫和调整翅膀运动。通过对前运动神经元连接性的研究，研究人员对两种肢体的前运动回路组织进行了比较。果蝇的腿和翅膀各有不同的进化和生物力学。连接组使科学家们能够就神经回路的功能提出新的理论，并揭穿一些错误的观念。科学家们提到，最近开发果蝇神经连接组的群体努力，首次为任何有肢动物绘制了突触级布线图。他们希望更多的连接组将使研究人员能够比较不同个体的神经布线。预计重建的雄性果蝇中枢神经索可能会揭示性别之间的差异。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

继美国和加拿大之后 Neuralink现向英国公民开放招募

继美国和加拿大之后 Neuralink现向英国公民开放招募 这家由埃隆-马斯克创立的公司正在寻找 18 岁以上、患有四肢瘫痪、截瘫、视力丧失、听力丧失、无法说话或肘部以上或以下、膝盖以上或以下主要肢体截肢的患者。遗憾的是，Neuralink 目前尚未在英国开展任何临床研究。该登记处将作为一个数据库，供未来的研究使用，申请者可被考虑参加这些研究。自一月份以来，该公司仅开展了名为 PRIME（精确机器人植入脑机接口）的首次临床试验。Neuralink公司的第一位四肢瘫痪患者诺兰-阿尔博（Noland Arbaugh）参与了这项临床试验。四肢瘫痪是指脊髓颈部运动和感觉功能障碍或丧失，这通常会导致四肢瘫痪。这项研究包括在大脑中负责计划动作的部分植入一个小巧、外观不可见的植入物。该装置旨在解读人的神经活动，使人只需打算移动光标，就能操作电脑或智能手机。这项研究旨在评估 Link 植入物和 Neuralink 手术机器人 R1 的安全性，并评估 BCI（脑机接口）的初步功能，使四肢瘫痪患者能够用意念控制外部设备。然而，据《华尔街日报》报道，原本直接连接大脑的64 根含有电极的细线中，有 85% 发生了移位，从而降低了大脑芯片的性能。Neuralink 相信，将线头插入大脑更深处可以解决这个问题，它已经计划将 Link 插入另一名患者的大脑这一计划已经获得了负责监督临床试验的食品药品管理局（FDA）的批准。 ... PC版： 手机版：

《自然》发布2024年值得关注的七大技术 中国科学家成果首次入选

《自然》发布2024年值得关注的七大技术 中国科学家成果首次入选 大片段DNA插入美国斯坦福大学正在探索单链退火蛋白（SSAP），其能将拥有2000个碱基的DNA精准嵌入人类基因组。其他方法利用基于CRISPR的先导编辑技术，将大片段DNA精确地嵌入基因组中。2022年，麻省理工学院研究人员首次描述了通过位点特异性靶向元件（PASTE）进行可编程添加，精确嵌入多达36000个碱基的DNA。中国科学院遗传发育所研究员高彩霞领导的团队开发了PrimeRoot。这种使用先导编辑的方法能在水稻和小麦中嵌入多达2万个碱基的DNA。这项技术可赋予作物抗病性和病原体抗性，延续基于CRISPR的植物基因组工程的创新浪潮。深度学习助力蛋白质设计从头设计蛋白质已经成熟为一种实用的工具，用于生成定制的酶和其他蛋白质。在这背后，深度学习功不可没。其中，“基于序列”的算法使用大型语言模型，能够像处理包含多肽“单词”的文档一样，通过处理蛋白质序列辨别出真实蛋白质结构背后的模式。例如西班牙巴塞罗那分子生物学研究所开发的ZymCTRL，能利用序列和功能数据设计出天然酶。基于结构的算法也不遑多让。美国华盛顿大学研究团队使用RFdiffusion设计的新蛋白质可与目标表面“完美吻合”，而更新版本的RFdiffusion能使设计者计算蛋白质的形状，为编码酶、转录调节剂、制造功能性生物材料等开辟了新途径。DeepFake检测生成式AI可在几秒钟内凭空创造出有说服力的文本和图像，包括所谓的“深度伪造”内容。一种解决方案是生成式AI开发人员在模型输出中嵌入水印，其他策略侧重于对内容本身进行鉴定，通过算法识别替换特征边界处的伪影等。在工具的可获得性方面，美国国防部高级研究计划局的语义取证（SemaFor）计划开发了一个有用的“深度伪造”分析工具箱。美国水牛城大学研究团队也开发了算法库DeepFake-O-Meter，其能从不同角度分析视频内容，找出“深度伪造”内容。脑机接口美国斯坦福大学科学家开发出一种复杂的脑机接口设备。他们在肌萎缩性侧索硬化症患者的大脑中植入电极，然后训练深度学习算法。经过几周训练，患者每分钟能说出62个单词。过去几年开展的多项此类研究，证明了脑机接口技术可帮助患有严重神经损伤的人恢复失去的技能，并实现更大的独立性，包括深度学习在内的AI技术在其中发挥了重要作用。加州大学旧金山分校研究团队研制出一款脑机接口神经假体，能让因中风而无法说话的人以每分钟78个单词的速度交流。匹兹堡大学研究团队将电极植入一名四肢瘫痪者的运动和体感皮层，以提供对机械臂的快速、精确控制以及触觉反馈。脑机接口公司Synchron也在进行实验，以测试一种允许瘫痪者控制计算机的系统。超高分辨率显微成像科学家正在努力缩小超分辨率显微镜与结构生物学技术之间的差距。这些新方法能以原子级分辨率重建蛋白质结构。2022年，德国科学家借助名为MINSTED的方法，使用专用光学显微镜，能以2.3埃（约1/4纳米）的精度解析单个荧光标记。较新的方法则使用传统显微镜来提供类似的分辨率。2023年，马克斯·普朗克生物化学研究所（MPIB）开发的序列成像（RESI）方法可分辨DNA链上的单个碱基对，用标准荧光显微镜展示了埃米级分辨率；德国哥廷根大学开发出“一步纳米级扩展”（ONE）显微镜方法，可直接成像单个蛋白质和多蛋白复合物的精细结构。全组织细胞图谱各项细胞图谱计划正取得进展，其中最引人注目的是人类细胞图谱（HCA）。HCA包括人类生物分子图谱（HuBMAP）、细胞普查网络（BICCN）以及艾伦脑细胞图谱。去年，数十项研究结果纷纷出炉。6月，HCA发布了对人类肺部49个数据集的综合分析。《自然》杂志发布文章介绍了HuBMAP的进展，《科学》杂志也发布了详细介绍BICCN工作的文章。不过，HCA至少还要5年才能完成。届时，其将为人类带来巨大利益，科学家可使用图谱数据来指导组织和细胞特异性药物的研发。3D打印纳米材料科学家目前主要借助激光诱导光敏材料的“光聚合”来制造纳米材料，但这项技术也面临这一些亟待解决的障碍，如打印速度、材料限制等。在提升速度方面，2019年，香港中文大学研究团队证明，使用2D光片而非传统脉冲激光器来加速聚合，可将制造速率提高1000倍。并非所有材料都可通过光聚合直接打印。2022年，加州理工学院团队找到了巧妙的解决方法：将光聚合水凝胶作为微尺度模板，然后将其注入金属盐并进行处理。这一方法有望利用坚固、高熔点的金属和合金制造出功能性纳米结构。 ... PC版： 手机版：

马斯克为啥非要给你脑袋开个瓢 直接给脑袋接个高压电不行吗

马斯克为啥非要给你脑袋开个瓢 直接给脑袋接个高压电不行吗 而且马斯克透露，这次植入的初步结果检测到了神经脉冲。在最近的一次公开线上分享上，马斯克更是透露，这名首位人类受试者已基本康复，并且可仅凭思维操控鼠标。“目前进展良好，病人似乎已完全康复，我们没有发现任何不良反应。”他说。马斯克官宣被植入到患者大脑里的这颗芯片叫做Telepathy，他的原理是拦截大脑的神经信号来移动肢体，然后将这些信号重新传输到身体的其他地方，以便患者可以再次控制他们的肢体。这次实验的目的是为了治愈因脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症 (ALS，也称为卢伽雷氏病）而导致四肢瘫痪的患者。Telepathy虽然即便是在2024年，脑机接口这个事对我们普通老百姓来说依然是难以置信。但是Neuralink这家公司，本来打算在2020年的时候就开始进行人体实验。可能是因为动物实验的结果并不理想，这家公司总计造成了1500只测试脑机接口动物的死亡，所以人体实验被推迟。直至2023年5月，Nueralink才获得批准。那么……它是如何做到的？无论是外观还是产品本质，Telepathy就是一个电极。那么也就是说，往大脑里通电就能达到控制四肢的效果，按照这个理论，用高压电接在大脑上效果不是更好吗，费那么大劲开瓢塞个铁片子进去图什么？事实上这个逻辑既是对的，也是错的。我们需要先来了解什么才是大脑。大脑有两个基本功能：记录神经元的输出信息，以及向大脑输入信息或以其他方式改变其自然信息流。举个实际的例子，当你阅读这句话时，这一过程正在自然地发生在你的大脑中。你的眼睛进行特定的水平运动，这是大脑神经元向“机器”（即你的眼睛）输出指令，并由眼睛接收并执行的过程。同时，屏幕上的光子进入视网膜，刺激大脑皮层枕叶区域的神经元，使得文字图像进入你的大脑视觉中枢。这个图像进一步刺激大脑的另一部分神经元，从而让你能够处理图像中的信息并理解句子的意义。输入和输出信息是大脑神经元的核心工作，那么对于脑机接口（BMI）产业的目标，就是如何参与到这个过程中去。马斯克正在给年轻的马斯克安装头戴设备，由AI生成乍一看，这似乎不是一项特别艰巨的任务，毕竟就两个硬指标。然而大脑皮层内部大约有200亿个活跃的神经元，每个神经元通过突触与多达1000个，有时甚至高达10000个其他神经元相连。想要具体了解每个神经元具体是哪些作用，难度是非常大的。Neuralink建立在现代电子和计算技术能够识别并解读被称为神经元的脑细胞电信号这一理念之上。这种计算技术进而可以通过生成自身的信号与身体进行双向通信。上文提到的Telepathy，其工作原理是将包含1024个微小电极的64根线程插入大脑中。每个电极都能够感知大脑的电信号。为了能够在不打扰大脑内血细胞的情况下完成操作，Neuralink还为患者准备了一些机器人，用于在患者大脑内安装电极导线。Telepathy装置跟硬币差不多大小，不过它更厚一些。整个手术的过程是，在患者的颅骨上线嵌入一个类似大小的孔，再把Telepathy塞进去。它配备了一个处理器，负责管理和调控与大脑及外部世界的通信，并且支持无线通信和充电功能。其实所有的脑机接口技术，无论是植入式设备还是头戴设备，都基于相同的基本原理：它们记录与某种功能（如语言或注意力）相关的神经活动，通常是记录活动产生的电信号；下一步解释这种活动的含义；最后将其用于控制外部设备或简单地提供给用户作为信息。植入式脑机接口记录的脑信号比外部设备更加丰富，但这些实验性的设备仅供那些潜在的临床益处超过例如脑损伤或感染的风险的人使用。一个很有意思的事情是，马斯克创立Neuralink为的是啥？按照上面的说法，Neuralink理应是一个提供脑损伤治疗方案的医疗公司。然而如果你这么想，你格局就小了。Neuralink的理念来自于一个科幻概念，叫做neural lace。这个概念最早由作家伊恩·班克斯（Iain M. Banks）在他的科幻小说《文明空间》（Culture series）中提出。其核心目的是通过在人脑皮层或周围组织中植入微型电极阵列，实现大脑与计算机或其他电子设备之间的高带宽通信，简单一点说这是种人脑与电脑之间无介质交互的概念。neural lace艺术概念图在Neuralink的蓝图里，他们想通过一种直接的、无缝的接口，通过纳米级别的传感器和电极与神经元相互连接，从而实现高效的脑机交互。这种设备的目标是增强认知能力、提高大脑对计算机系统的控制力，并且可能用于治疗神经系统相关的疾病。也就是说，这次的Telepathy在业务上来说只是一个“附赠品”。Neuralink真正想做的是在人类大脑里植入一个类似于手机、电脑这样的终端设备。这个公司最早的团队仅有8个人，不过有一个人的履历却和其他7个人“格格不入”（其余七人皆为生物相容性材料研究背景），他就是Paul Merolla。他曾经是IBM SyNAPSE项目的首席芯片设计师，还领导了TrueNorth芯片的开发（TrueNorth是当时晶体管数量最多的CMOS之一）。正是有了芯片设计专业的Paul Merolla，才能让Neuralink跳脱出“医疗仪器”这个架构，更加靠近neural lace理念。当然生物相容性也是非常重要的，neural lace需要在人体内表现出良好的生物相容性，以防止免疫系统的排斥反应。在材料科学和生物医学工程领域取得更大进展是至关重要的。按照马斯克的说法，Neuralink针对人体的试验预计将持续大约六年时间，最晚在2027年的时候，Neuralink的脑机接口设备将会被允许植入于健康人的大脑中，以提供新的计算机交互方式。不过马斯克说的话并不是那么靠谱，没必要太当真。2017年的时候他就说过，Neuralink会在2021年前就完成人体临床试验。可是这都2024年了，才开始第一次人体植入。对于我的大脑来说，还有其他套餐可以选吗？脑机接口这个领域虽然比较独特，但是这并不代表Neuralink一家独大。伊利诺伊大学在2017年就研究出了一种可生物降解、机械强度高的丝膜基材上用硅和其他传统材料构建高性能柔性电子器件。医生可以在大脑表面放置电极阵列来查明癫痫发作的根源，患者可以使用这种电极来控制计算机光标。伊利诺伊大学的丝绸脑机接口芯片该团队报告称，他们使用了一种丝绸电极装置，成功测量了猫大脑表面的电信号。丝绸是机械强度强的材料，这意味着薄膜可以卷起并通过颅骨上的小孔植入进患者的大脑皮层上。而且随着时间的推移，丝可以溶解成无害的生物分子。传统的表面电极阵列无法触及这些皱褶区域，而这些区域占据了大脑表面积的很大一部分。但是当这种材料被放置在脑组织上并用生理盐水湿润时，丝薄膜将会在脑表面缩小包裹，就能将电极带入组织的褶皱中。2023年的时候，旧金山加利福尼亚大学也公开了他们的脑机接口项目。团队将一个由250多个电极组成的网格植入进一位脑干中风患者的大脑皮层。这个网格位于曾经控制她身体、面部和喉部的区域之上。当安想象说出特定词语时，研究人员记录下了她的神经活动。随后，通过运用机器学习技术，他们确定了对应于每个单词以及如果能够发声时安会使用的面部运动的活动模式。金山加利福尼亚大学公开脑机接口项目未来脑机接口可能会成为常态，然而你愿意在你的大脑里塞这么一个玩意吗？ ... PC版： 手机版：

“脑机接口”到底是什么？它将如何改变人类生活？

“脑机接口”到底是什么？它将如何改变人类生活？ 马斯克介绍，“神经连接”公司的首款脑机接口产品名为“心灵感应”，大脑植入设备后，只需通过意念就能控制手机、电脑等，失去四肢功能的人群将是这款产品的首批使用者。去年5月，该公司获得美国食品和药物管理局批准，启动脑植入设备人体临床试验。同年9月，开始为临床试验招募志愿者。什么是“脑机接口”？脑机接口是科幻作品里常见的场景。近年来，随着脑机接口技术的不断发展，让失语者“开口说话”、通过“意念”指挥机械，频频出现在我们的视野里。马斯克在2021年发布过一只做试验的猴子。猴子通过意念操作，在电脑上打出一行字“我想吃点心”。这个行为背后就是比较传统标准的脑机接口技术在支撑。而帮助残疾人获取声音的人工耳蜗则是脑机接口迄今最成功、临床应用最普及的技术。其原理是将声音信号转化成电信号直接传输给大脑，可帮助大量失聪者重新找回声音和交流的能力。此外，电影里出现的人物如阿凡达或钢铁侠，都是通过脑机接口技术灵活操作肢体行动。虽然目前还无法实现，但它们是科学家对脑机接口技术未来实践的期待。到底什么是“脑机接口”？专家介绍，脑机接口是指将人脑与外部设备连接起来，实现人脑与外部设备之间的信息交互。简单来说，脑机接口就是让人的大脑和电脑或其他电子设备直接“对话”。通过这种技术，我们可以把大脑的想法转换成电脑可以理解的信号，或者把电脑的信号转换成大脑可以理解的指令。它可以让残疾人或者脑部疾病的患者能够恢复一定的运动能力，获得一些简单的交互能力。“脑机接口”有哪几种类型？近年来，经过国内外科研团队多年开发，脑机接口已取得不少进展，目前分为侵入式和非侵入式两大技术路径。马斯克旗下的脑机接口公司“神经连接”专注于侵入式脑机接口技术，还有一些企业则专注于挖掘非侵入式脑机接口技术的应用。专家介绍，中国和欧洲一些国家以无创脑接口为核心，美国以有创脑接口为主。从应用角度来说，有创脑接口仅限于一些医疗的必需研究；无创脑接口除了医疗应用，还可应用于教育、娱乐等各种场合。“脑机接口”可应用于哪些领域？未来，脑机接口技术有望在医疗、康复、娱乐等领域得到广泛应用。 例如，脑机接口技术可以用于帮助瘫痪患者恢复行走、说话等功能；可以用于帮助盲人、聋人感知周围环境；也可以用于开发新的娱乐方式，例如脑机接口游戏等。目前，脑机接口技术应用最广的就是帮助残疾人灵活运用假肢。接入神经信号后，假肢可以做到非常灵敏复杂的操作。如今，在广东、浙江等地，脑机接口在许多实验室里已进入实践阶段。例如，智能仿生手可以提取手臂上微弱的肌电和神经电信号，识别运动意图，做到“手随心动”；采集脑电的头罩可以收集大脑发出的电信号，转化为可视化的脑电图谱，通过波纹的浮动来判断人的注意力是否集中。“脑机接口”相关研究是否安全？尽管马斯克的脑机接口项目取得了一定进展，也确实能对很多有需要的人提供帮助，但有关“神经连接”公司相关研究安全性问题一直讨论不断，该公司也面临了有关部门的审查。去年11月，有四名美国国会议员联名致信美国证券与交易委员会，要求该机构对“神经连接”公司进行审查。他们在信中称，“神经连接”公司在猴子身上进行的实验记录显示，大脑植入设备对动物的健康产生了不利影响，出现了瘫痪、癫痫发作和脑肿胀等症状，至少有12只年轻健康的猴子在参与实验后被实施了安乐死，而马斯克淡化了投资者对其动物试验结果的担忧。其实，伴随着脑机接口技术的发展，关于脑机接口是否存在风险性、伦理问题该如何应对等的讨论也越来越多。记者从科技部获悉，国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会近日编制了《脑机接口研究伦理指引》，这是我国在脑机接口研究领域的首部伦理指引。指引明确，开展脑机接口研究应确保研究具有社会价值，应主要致力于修复型脑机接口技术，强调通过技术发展服务公众的健康需求。 ... PC版： 手机版：