今天小編分享的互聯網經驗：為什麼腦機接口這麼難！！，歡迎閱讀。
文 | 追問 nextquestion
截至近期，人類歷史中真正的半機械人數量僅有大約 70 人。Ian Burkhart 特别關注這個數據，因為他就是其中一員——一個大腦直接與計算機相連的人。
Burkhart 因一次遊泳事故脊柱受傷導致四肢癱瘓。後來他參與了一項研究項目并植入了一個裝置，暫時恢復了一只手的部分運動能力。這個裝置伴随了他七年半，是個嵌入他運動皮層的電極陣列，它将信号傳輸至一台計算機，再通過電極激活他的手臂。 [ 1 ] Burkhart 目前領導着 BCI Pioneers Coalition，一個由志願貢獻自己大腦來推動腦機接口技術（BCI）的殘疾人組成的小團體。 [ 2 ]
今年 3 月，Burkhart 與數百萬人一同目睹了最新的半機械人首次亮相。在 X 平台上發布的視頻中，伊隆 · 馬斯克的 BCI 公司 Neuralink 的首位人類試驗者似乎通過大腦植入物控制了一台筆記型電腦。 [ 3 ] Neuralink 沒有發布其研究結果，也沒有回應置評請求，但據推測，該設備的工作方式如下：一名叫 Noland Arbaugh 的 29 歲癱瘓受試者，通過思考特定的動作（例如移動電腦螢幕上的遊標或他的手）來生成一種神經活動模式。然後植入物将這種模式的神經信号傳送到計算機，由人工智能算法解釋為移動遊標的指令。馬斯克聲稱植入物能讓用戶僅憑思想就控制計算機，因此将這種設備命名為 Telepathy（心靈感應）。
▷29 歲四肢癱瘓的 Neuralink 用戶 Noland Arbaugh 使用腦機接口下棋，旁邊是 Neuralink 工程師 Bliss。
看着 Arbaugh 無手操作電腦下棋的表演，Burkhart 認可的同時也有些沮喪，因為這次演示的閱聽人明顯是投資者和馬斯克粉絲，而非像他這樣的殘疾人。眾所周知，馬斯克的真正目标是為普通消費者制造 BCI 設備，這不僅僅是為了移動遊標；在他設想的未來中，人類可以直接從計算機獲取知識，以 " 實現與人工智能的共生 "。 [ 4 ] 這個夢想在倫理上有争議——例如，當你的思想被專有算法增強時，隐私問題很難保證。 [ 5 ] 不過這個夢想還遠未成真。研究人員初步實現了與老鼠的雙向信息傳遞，但無人知道老鼠的感受，或者它們是否願意在購物中心支付費用以體驗這一技術。 [ 6 ]
相較而言，一個更為溫和的願景——開發安全、可行的神經假肢，使殘疾人可以輕松使用計算機——是可實現的。關鍵問題是，我們的社會結構是否已經準備好跟上我們科學發展的步伐？
01 材料問題
BCI 技術發展了幾十年——這幾十年中，科學家們親手制作產品原型，而身體障礙的志願者則努力地嘗試控制它們。大腦與計算機結合的第一個挑戰是材料兼容問題。計算機由矽和銅制成，大腦卻并非如此。它們質地柔軟，類似木薯布丁，易于搖晃。大腦在學習過程中也會不斷變化，并且往往會在入侵物周圍形成疤痕組織。不能簡單地将電線插入大腦中。
不同的開發者嘗試了各種解決方案。Neuralink 正在開發一種柔性纖維，希望它們能在穿過大腦組織的同時盡可能少地造成影響。由前 Neuralink 科學家部分創立的 Precision Neuroscience 正在試驗一種覆蓋電極的 Saran Wrap，這種材料可以附着在大腦表面或滑入其褶皺。此外還有 Utah Array，這是一個廣泛使用的模型，看起來有點像一個帶有矽膠尖刺的刷子。 [ 7 ] 2021 年，Burkhart 參與的研究項目資金耗盡，他決定取出植入物。 [ 8 ] 他擔心外科醫生可能需要 " 切除一些大腦組織 "，但幸運的是，他告訴我植入物的取出過程較為順利。
▷左：Saran Wrap，右：Utah Array
02 信号解碼問題
一旦植入裝置安裝到位後，需要放大、數字化并傳輸神經元的微弱信号（以微伏計量）。這一過程最好通過一個既無線又不顯眼的裝置完成。這是第二個挑戰。
第三個挑戰是信号解碼。我們尚不清楚大腦如何自我交流，因此機器學習算法必須采用暴力法，即通過識别神經活動的模式，并學習将其與植入者意圖讓計算機執行的動作關聯起來。
這些問題都非常復雜，但在過去的 30 年 BCI 研究中已有大量突破。目前至少有六家公司正在測試界面接口（如幫助 Arbaugh 下象棋的接口）、機器人肢體和外骨骼的驅動器， [ 9 ] 以及可以将思維轉換為語言的語音假肢等應用。 [ 10 ] 這些應用的概念驗證設備都已經問世。
03 產品化問題
但我們還面臨第四個挑戰——這個問題與工程無關，卻可能比其他問題都難解決。Precision 的首席科學官 Ben Rapoport 将其描述為 " 科學的產品化 "：這是技術的成功遭遇政治和經濟的阻礙。即使是要推出最基本的點擊式醫療 BCI 接口，開發者也需要經過重重關卡。不僅需要 FDA 的批準，還要獲得聯邦醫療保險、醫療補助和私人保險公司等 " 支付者 " 的認可。這點至關重要：即使是非常先進的醫療設備，得不到保險的覆蓋也無法觸及消費者。很少有人能自己負擔得起這些開銷，這意味着潛在消費者的數量太少，生產無法盈利。
其他設備如人工耳蝸、深部腦刺激裝置和心髒起搏器已經跨過了這一障礙。如果保險公司認為 BCI 植入物的費用合理，那腦機接口植入物也可能加入這個列表。一方面，保險公司可能會争論 BCI 設備并非嚴格意義上的醫療必需品——它們是 " 增強生活質量 "，而非 " 維持生命 "，如 Burkhart 所述——但另一方面，如果推行這些設備能節省其他更昂貴的支持費用，保險公司可能認為它們具有成本效益。
然而，大腦植入物的能力也有其局限性。像 Arbaugh 和 Burkhart 這樣的重大運動障礙者将最受益于 BCI 設備，但他們仍然需要人力幫助完成許多日常活動，如起床、洗澡、穿衣和進食。這些服務的費用輕松達到每年六位數，私人健康保險公司通常不報銷。對大多數人來說，唯一提供此類護理的保險是 Medicaid， [ 11 ] 而 Medicaid 在多數州對收入 [ 12 ] 和資產 [ 13 ] 都有嚴格的限制。
在俄亥俄州，Burkhart 的住處，Medicaid 接受者的資產不能超過 2000 美元，月收入不能超過 943 美元，否則将失去保險覆蓋。（特定情況下，豁免計劃可以将月收入上限提高到 2829 美元。）然而，要支付日常開支及在家護理的費用，需要遠超大多數工作的薪酬。" 很多人沒有這樣飛升的機會，"Burkhart 說，" 這個制度的建立确保你只能生活在貧困中。"
Burkhart 還負責一個非盈利基金會，該基金會籌款幫助殘疾人支付保險不覆蓋的部分費用。 [ 14 ] 但這些費用 " 遠不足以購買 BCI 或類似設備，" 他告訴我。" 我們提供的多是淋浴椅或車輛的手動控制裝置。"
從 20 世紀末開始，簡單的開關設備開始幫助患有嚴重運動障礙的人操作計算機。因此，許多以前可能需要在機構被照顧的人——例如無法說話或者大部分身體無法移動的人——現在能夠交流和使用互聯網。 [ 15 ] BCI 的潛力遠遠超過傳統的開關訪問技術，相比之下後者訪問速度慢且不穩定。然而，接收第一代醫療植入物的人可能會陷入與現在使用開關技術的人相同的境地：被迫保持失業、貧困甚至單身的狀态，以換取維持生命的服務。 [ 16 ]
馬斯克可能是正确的，BCI 技術普及運用的時代離我們越來越近。但就目前而言，我們還沒有就如何分配健康保險等資源達成社會共識，許多殘疾人仍然缺乏獲得社會服務的基本支持。這些問題是技術無法單獨解決的。
參考文獻
原文鏈接：https://www.theatlantic.com/technology/archive/2024/04/neuralink-bci-implant/677996/
[ 1 ] : https://www.washingtonpost.com/news/to-your-health/wp/2015/05/22/brain-chip-that-let-man-control-robot-arm-is-just-the-beginning-heres-a-look-at-the-future-of-implantable-chips/
[ 2 ] : https://bcipioneers.org/
[ 3 ] : https://twitter.com/neuralink/status/1770563939413496146
[ 4 ] : https://www.axios.com/2018/11/26/elon-musk-artificial-intelligence-neuralink
[ 5 ] : https://www.nature.com/articles/d41586-019-02214-2
[ 6 ] : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8138057/
[ 7 ] : https://blackrockneurotech.com/wp-content/uploads/2023/04/Utah-Array-NeuroPort-2.jpg
[ 8 ] : https://www.technologyreview.com/2023/05/26/1073655/how-it-feels-to-have-a-life-changing-brain-implant-removed/
[ 9 ] : https://www.wired.com/story/this-brain-controlled-robotic-arm-can-twist-grasp-and-feel/
[ 10 ] : https://www.wired.com/story/the-long-search-for-a-computer-that-speaks-your-mind/
[ 11 ] : https://crsreports.congress.gov/product/pdf/IF/IF10343
[ 12 ] : https://www.kff.org/affordable-care-act/state-indicator/medicaid-income-eligibility-limits-for-adults-as-a-percent-of-the-federal-poverty-level/
[ 13 ] : https://choicemutual.com/blog/medicaid-asset-limits-by-state/
[ 14 ] : https://www.ianburkhartfoundation.org/
[ 15 ] : https://www.nytimes.com/2003/11/23/magazine/the-disability-gulag.html
[ 16 ] : https://www.medicaidplanningassistance.org/question/what-is-the-medicaid-marriage-penalty/
