將大腦與計(jì)算機(jī)聯(lián)系起來(lái) 新植入物如何幫助我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)

機(jī)器人不再是科幻小說(shuō)。腦機(jī)接口(BMI)領(lǐng)域 - 它通常植入大腦中使用電極，將神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換成能夠控制外部系統(tǒng)(如計(jì)算機(jī)或機(jī)器人手臂)的命令 - 實(shí)際上已經(jīng)存在了一段時(shí)間。企業(yè)家Elon Musk的公司Neuralink的目標(biāo)是到2020年底對(duì)人類患者進(jìn)行BMI系統(tǒng)測(cè)試。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，BMI設(shè)備可以幫助監(jiān)測(cè)和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的癥狀并控制假肢。但它們也可以提供設(shè)計(jì)人工智能的藍(lán)圖，甚至可以實(shí)現(xiàn)直接的腦- 腦通信。然而，目前，主要的挑戰(zhàn)是開發(fā)BMI，避免在植入和手術(shù)過(guò)程中損害腦組織和細(xì)胞。

例如，BMI已經(jīng)存在了十多年，幫助那些失去控制肢體能力的人。然而，傳統(tǒng)的植入物 - 通常由硅制成 - 比實(shí)際的腦組織硬幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這導(dǎo)致不穩(wěn)定的記錄和對(duì)周圍腦組織的損害。

它們還可以導(dǎo)致大腦排斥植入物的免疫反應(yīng)。這是因?yàn)槲覀兊娜祟惔竽X就像一個(gè)守衛(wèi)的堡壘，神經(jīng)免疫系統(tǒng) - 就像這個(gè)封閉的堡壘中的士兵一樣 - 將保護(hù)神經(jīng)元(腦細(xì)胞)免受入侵者，如病原體或BMI。

靈活的設(shè)備

為了避免損害和免疫反應(yīng)，研究人員越來(lái)越關(guān)注所謂的“靈活BMI”的發(fā)展。這些比硅植入物軟得多，與實(shí)際的腦組織相似。

例如，Neuralink制造了其首個(gè)設(shè)計(jì)靈活的“螺紋”和插入器- 微小的線狀探針，它比以前的植入物更靈活 - 將人腦直接連接到計(jì)算機(jī)。這些設(shè)計(jì)旨在最大限度地減少腦部手術(shù)后插入后拒絕電極的大腦免疫反應(yīng)的機(jī)會(huì)。

與此同時(shí)，哈佛大學(xué)利伯集團(tuán)的研究人員最近設(shè)計(jì)了一種迷你網(wǎng)狀探頭，它看起來(lái)非常像真正的神經(jīng)元，大腦無(wú)法識(shí)別冒名頂替者。這些生物啟發(fā)的電子產(chǎn)品由鉑電極和超薄金線組成，這些金線由聚合物包裹，其尺寸和柔韌性類似于神經(jīng)元細(xì)胞體和神經(jīng)神經(jīng)纖維。