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：

科学家发现Long-COVID患者出现“脑雾”症状的根本原因：血管泄漏

科学家发现Long-COVID患者出现“脑雾”症状的根本原因：血管泄漏 迄今为止，Long-COVID报告的症状多达200种，但一般来说，患者报告的症状都会持续存在，如疲劳、呼吸急促、记忆和思维问题以及关节/肌肉疼痛。虽然绝大多数COVID-19感染者都能完全康复，但感染后持续 12 周以上的任何这些症状都可被视为 Long-COVID。自 2020 年爆发大流行病以来，Long-COVID现已成为一个主要的公共卫生问题。虽然国际上的发病率不尽相同，但据估计，在感染 SARS-CoV2病毒的患者中，Long-COVID 的发病率高达 10%。在这些Long-COVID患者中，仅有不到50%的人报告了某种形式的挥之不去的神经系统影响，如认知能力下降、疲劳和脑雾。神经科学的突破性发现现在，圣三一学院研究小组在国际顶级期刊《自然-神经科学》（Nature Neuroscience）上报告的研究结果表明，Long-COVID和脑雾患者大脑血管的完整性受到了破坏。这种血管"渗漏"能够客观地区分那些患有脑雾和认知能力下降的病人与患有Long-COVID但没有脑雾的病人。由三一大学遗传学和微生物学学院斯莫非特遗传学研究所的科学家和医学院的神经学家领导的研究小组还发现了一种新的核磁共振成像扫描方式，它显示了Long-COVID如何影响人脑微妙的血管网络。"我们首次证明，人脑中的血管渗漏和亢进的免疫系统可能是导致与Long-COVID相关的脑雾的主要原因。这一点非常重要，因为了解了这些疾病的根本原因，我们就能在未来为患者开发有针对性的疗法，"三一学院遗传学教授兼遗传学系主任、FutureNeuro 首席研究员马修-坎贝尔教授说。该项目由爱尔兰科学基金会（SFI）在 2020 年疫情最严重时资助的一项快速反应基金发起，涉及招募长期受 COVID-19 影响的患者以及在圣詹姆斯医院住院的患者。"在国家面临危机、医院系统承受巨大压力的情况下开展这项复杂的临床研究，是对我们的医学学员和员工的技能和资源的最好证明。现在，研究结果很可能会改变我们对病毒后神经系统疾病的理解和治疗方式。它还证实，Long-COVID的神经症状是可以测量的，大脑中的代谢和血管变化真实而明显，"三一学院神经学教授兼医学院院长、FutureNeuro首席研究员Colin Doherty教授说。超越 COVID-19近年来，许多神经系统疾病，如多发性硬化症（MS），很可能是由病毒感染引发的。然而，证明这种直接联系一直是个难题。坎贝尔教授补充说："在这里，三一学院的研究小组能够证明每一位患上Long-COVID的病人都被诊断为感染了SARS-CoV2，因为爱尔兰要求每一个记录在案的病例都必须使用更精确的基于PCR的方法进行诊断。许多其他导致病毒后综合征的病毒感染可能会导致脑血管渗漏，这一概念可能会改变治疗原则，研究小组正在积极研究这一概念。"编译来源：ScitechDaily ... 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：

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱 这些工作由美国国立卫生研究院的"通过推进创新神经技术进行大脑研究计划"（BRAINInitiative）负责协调，该计划的最终目标是为哺乳动物的大脑绘制一幅全新的动态图像。索尔克教授、遗传学国际理事会主席、霍华德-休斯医学研究所研究员约瑟夫-埃克（Joseph Ecker）说："通过这项工作，我们不仅获得了关于哪些细胞构成了小鼠大脑的大量信息，还了解了这些细胞内的基因是如何被调控的，以及这些基因是如何驱动细胞功能的。当利用这个基于表观基因组的细胞图谱，开始研究已知会导致人类疾病的基因变异时，就会对哪些细胞类型在疾病中可能最脆弱有了新的认识"。美国国立卫生研究院大脑计划于 2014 年启动，已为研究人员提供了 30 多亿美元的资金，用于开发变革性技术并将其应用于脑科学。2021年，得到"脑神经启示录计划"（BRAIN Initiative）支持的研究人员包括索尔克（Salk）的团队公布了小鼠大脑图谱的初稿，该图谱开创了描述神经元特征的新工具，并将这些工具应用于小鼠大脑的小切片。今年早些时候，许多相同的技术被用于绘制最初的人脑图谱。在最新的工作中，研究人员扩大了研究细胞的数量和小鼠大脑的区域，并使用了过去几年才出现的新的单细胞技术。左上图：解剖小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同的部分；左下图：小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同颜色的部分（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉色、橙色、棕色、红色）。右上角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置；右下角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置：多色圆圈（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉红色、橙色、棕色、红色）代表根据表观基因组剖析在小鼠整个大脑中发现的细胞类型的数量和多样性。资料来源：索尔克研究所全脑分析和公众可及性两篇新论文的资深作者爱德华-卡拉韦教授说："这是整个大脑的研究，以前从未有过。观察整个大脑会产生一些想法和原理，而这些想法和原理是你每次观察一个部分所无法了解的"。为了帮助其他研究小鼠大脑的研究人员，新数据通过一个在线平台公开发布，不仅可以通过数据库进行搜索，还可以使用人工智能工具 ChatGPT 进行查询。索尔克研究教授玛格丽塔-贝伦斯（Margarita Behrens）补充说："将小鼠作为模式生物的人非常多，这为他们在涉及小鼠大脑的研究中提供了一个非常强大的新工具。"这期《自然》特刊共刊登了 10 篇美国国立卫生研究院大脑计划（NIH BRAIN Initiative）的文章，其中 4 篇由索尔克研究人员合著，描述了小鼠大脑的细胞及其连接。这四篇论文中的亮点包括单细胞 DNA 甲基化图谱为了确定小鼠大脑中的所有细胞类型，索尔克研究人员采用了一次分析一个脑细胞的尖端技术。这些单细胞方法既研究细胞内DNA的三维结构，也研究DNA上附着的甲基化学基团的模式这是基因受细胞控制的两种不同方式。2019年，埃克的实验室小组开创了同时进行这两项测量的方法，这让研究人员不仅能研究出不同细胞类型中哪些基因程序被激活，还能研究出这些程序是如何开启和关闭的。研究小组发现了基因在不同细胞类型中通过不同方式被激活的例子，就像用两个不同的开关打开或关闭电灯一样。了解了这些重叠的分子回路，研究人员就能更容易地开发出干预脑部疾病的新方法。埃克实验室的博士后研究员、本文第一作者刘汉清说："如果你能了解这些细胞类型中所有重要的调控元素，你也就能开始了解细胞的发育轨迹，这对了解自闭症和精神分裂症等神经发育疾病至关重要。"研究人员还对大脑的哪些区域含有哪些细胞类型有了新的发现。在对这些细胞类型进行编目时，他们还发现脑干和中脑的细胞类型远远多于大得多的大脑皮层这表明大脑的这些较小部分可能进化出了更多的功能。单细胞染色质图另一种间接确定DNA结构以及细胞正在积极利用哪段遗传物质的方法是测试哪些DNA可以被其他分子结合。加州大学圣地亚哥分校的任兵（Bing Ren）领导的研究人员（包括索尔克的埃克和贝伦斯）利用这种称为染色质可及性的方法，绘制了来自117只小鼠的230万个脑细胞的DNA结构图。然后，研究小组利用人工智能，根据这些染色质可及性模式，预测DNA的哪些部分是细胞状态的总体调控因子。他们发现的许多调控元件都位于DNA片段中，而这些DNA片段已经与人类脑部疾病有牵连；关于哪些细胞类型使用哪些调控元件的新知识有助于确定哪些细胞与哪些疾病有牵连。神经元投射和连接在贝伦斯、卡拉韦和埃克共同撰写的另一篇论文中，研究人员绘制了整个小鼠大脑神经元之间的连接图。然后，他们分析了这些图谱与细胞内甲基化模式的对比。这让他们发现了哪些基因负责引导神经元到达大脑的哪些区域。埃克实验室的博士后研究员、该论文的共同第一作者周景天（音译）说："我们发现了某些规则，这些规则根据细胞的DNA甲基化模式决定细胞投射到哪里。"神经元之间的连接对其功能至关重要，而这套新规则可能有助于研究人员研究疾病中出现问题的原因。比较小鼠、猴子和人类的运动皮层运动皮层是哺乳动物大脑中参与计划和执行自主肢体运动的部分。贝伦斯、埃克和任领导的研究人员研究了来自人类、小鼠和非人灵长类运动皮层的 20 多万个细胞的甲基化模式和 DNA 结构，以更好地了解运动皮层细胞在人类进化过程中的变化。他们能够确定特定调控蛋白的进化与基因表达模式进化之间的相关性。他们还发现，近 80% 的人类特有的调控元件是可转座元件DNA 的移动小段，可以很容易地改变在基因组中的位置。"我认为，总的来说，这一整套研究为其他人未来的研究提供了蓝图，"索尔克分子神经生物学文森特-科茨讲座教授卡拉韦说。"研究特定细胞类型的人现在可以查看我们的数据，了解这些细胞的所有连接方式以及它们的所有调控方式。这是一种资源，可以让人们提出自己的问题"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

“首试者”遭遇机械故障 Neuralink计划会受影响吗？

“首试者”遭遇机械故障 Neuralink计划会受影响吗？ Neuralink没有透露电极线为何会意外收缩。不过，据外媒援引知情人士称，Neuralink 认为一个可能的原因是Arbaugh术后残留在其头骨中的空气可能导致其运动皮层回缩。也有专业人士认为，这一问题的出现跟植入物的连接方式有关。对于正在寻求开展更广泛临床试验的Neuralink而言，任何故障都可能会导致美国食药监局审批流程的延误。不过截至发稿，FDA尚未对上述事件做出任何置评。不到100天，Neuralink“首试者”植入物现故障在5月9日的推文中，马斯克写道：“Neuralink的首个人体受试者成功度过100天。”图片来源：X平台Neuralink的“首试者”是29岁的Noland Arbaugh，八年前在一次意外的潜水事故中脊髓受伤。今年1月28日，他接受了Neuralink的脑机设备植入手术，植入物使用1024个电极记录神经信号，这些电极分布在64条比人类头发还细的“线”上。Neuralink脑机接口“首试者”Noland Arbaugh 图片来源：Neuralink不过，马斯克在推文中附上的Neuralink博客文章显示，1月份Arbaugh接受手术后，被植入受试病患的设备发生了诸多机械故障。植入人脑之后的数周，安装在人脑组织的某些电极镶钉螺纹发生脱落。2月下旬，Noland Arbaugh的植入设备捕捉到的数据开始减少。每日峰值性能（以每秒比特数为单位） 图片来源：Neuralink博客文章Neuralink没有透露电极线意外收缩的原因。作为解决方案，Neuralink称他们修改了记录算法，使其对神经群体信号更加敏感，改进了将信号转换为光标移动的技术，并增强了用户界面。这些修复“让BPS（每秒比特数）产生了快速而持续的改进，超出了最初植入后的表现”。尽管植入物的功能有所下降，但Arbaugh仍可以完成下棋的现场演示。当地时间上周六晚上，Arbaugh还在X上直播，演示自己借助植入物浏览电脑屏幕，玩游戏。Neuralink表示，尽管Arbaugh的脑组织中有一些神经线收缩，但他在工作日每天使用脑机接口系统约8小时，周末通常每天使用多达10小时。每天脑机接口的使用时长 图片来源：Neuralink博客文章故障为何会发生？据《华尔街日报》，知情人士透露，Neuralink 认为一个可能的原因是Arbaugh术后残留在其头骨中的空气，即颅腔积气（pneumocephalus），可能导致Arbaugh的运动皮层回缩。这个问题似乎并未对阿博的安全构成威胁。知情人士人称，即便如此，研究人员在考虑移除阿博颅内设备的可能性。彭博社报道则称，有专业人士分析认为，这一问题的出现可能是因为电极线连接的是位于颅骨内部的设备，而不是直接连接到脑组织表面。他们指出，脑组织在颅内空间内会发生相当大的移动，而传统上，脑植入设备是直接放置在脑组织表面上的，能够像船在水面上一样移动。“对于大脑植入物来说，电极线的回缩是不正常的。”圣路易斯华盛顿大学医学院的神经外科医生Eric Leuthardt说：“工程师和科学家未能意识到大脑在颅内空间内移动的程度。仅仅点头或突然移动头部就可能导致几毫米的扰动。”目前，Neuralink正试图在更多人类受试者身上植入他们的设备，其目标是在今年为10名病患植入其名为N1的大脑植入物。然而，对于正在寻求开展更广泛临床试验的Neuralink而言，任何故障都可能会导致FDA审批流程的延误。不过截至发稿，FDA并未回复媒体针对此事的置评请求。“人机共生”还有很长的路要走根据Neuralink去年11月向SEC提交的最新文件，公司目前已经至少筹集了3.23亿美元的资金，这也使公司的估值超过50亿美元。Neuralink虽然是全球估值最高的脑机接口企业，但并不具有绝对领先的地位。过去数年来，围绕Neuralink的争议也从未中断过。动物试验风险便是其一。在2023年5月获准进行人体试验前，由于实验动物死亡率高于平均值，Neuralink曾两次被FDA拒绝进行人体实验。同年11月，四名美国议员要求美国证券交易委员会（SEC）调查马斯克是否因涉嫌误导投资者有关Neuralink正在开发的大脑植入物的安全性而犯有证券欺诈行为，因马斯克在X平台上表示“没有猴子因Neuralink的植入而死亡”。此外，也有不少人对Neuralink的技术路径和马斯克的宏大愿景提出了批评。负责任医生委员会认为，马斯克的目标是通过Neuralink的技术“实现与人工智能的共生”，这样的路径却并不一定和治疗患者的最佳方法相一致。非侵入式的脑机接口已经证明在改善患者健康上取得了进展，Neuralink的开颅植入方法可能会带来不必要的风险。从事脑机接口研究20年的清华大学长聘教授高小榕曾在接受媒体采访时表示，Neuralink一直没完全解决植入设备的安全问题，虽然与更早的猪试验相比，猴试验的安全性有所提升，但Neuralink没有发表论文并披露技术细节。美国杜克大学医学院神经科学教授、被誉为“脑机接口之父”的米格尔·尼科莱利斯也曾表示，侵入式脑机接口是为了科学研究，对患者并不是最优选择，植入方法应该仅限于非常严重的病例。据外媒报道，脑机接口技术作为一门新兴的研究领域，发展仍在早期，涉及计算机科学、神经科学、心理认知科学、生物医学工程、数学、信号处理、临床医学、自动控制等多个领域，仍有大量的问题尚待解决。比如，如何从大脑中输出正确的信息？如何将正确的信息输入到大脑？负责输入及输出信息的是大脑神经元，而脑机接口要做的就是介入到这个过程当中。但整个大脑皮质的体积大约为50万立方毫米，在这个空间里大约有200亿个神经元细胞体，每立方毫米的皮质平均含有约4万个神经元。除此之外，大脑中还有与神经元数量差不多的胶质细胞，以及血管。每立方毫米的皮质里面的毛细血管加起来的总长度可以达到一米。而要对大脑信号进行精准的捕捉或反馈，需要在这一立方毫米区域里面捕捉特定的一些神经元细胞体发出的信号，或刺激某些特定的细胞体发出工程师需要的信号。难度之高可见一斑。这些都意味着，马斯克的“人机共生”还有很长的路要走。 ... PC版： 手机版：