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【潮前沿】马斯克心心念念的这项“黑科技”,又得到了美国国防部的认可与资助啦!

来源:互联网 2017-07-13 09:54

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Paradromics Inc的创始人兼CEO Matt Angle因为自己原来看似脑洞大开的想法一直被人们当做疯了的科学怪人:

多年来,他始终坚信解决神经科学届最大难题之一只有一种方案——脑机结合。而更容易让人产生怀疑的是,他们居然声称帮助他们在该领域取得重大突破的硬件制作技术来自于上世纪60年代的摩尔多瓦(在那时,这个狭小的全欧洲最贫穷国家还是苏联的加盟国)。

但是人们现在对他的态度开始转变了,扎克伯格和“钢铁侠”埃隆.马斯克也加入到了这一阵营里来。难道我们要把这些赫赫有名的科技大佬都一棍子打成疯子不动摇么?

看来可能我们对于科技的见地还不够深入,大佬们如此执迷于脑机结合一定有他们的道理。可能只是我们目前尚未了解这项技术,或是完全没有接触到其核心部分。

而今天,Matt Angle这位具有资深纳米科技和神经科学背景的斯坦福博士后迎来了一个重大利好消息,美国国防部决定给他在硅谷中心的圣何塞创办的Paradromics Inc盖章认证。

可想而知,一旦得到官方认证,这项技术的“前途”已经变得愈加明朗。

美国国防部共资助了六家公司共6500万美元的金额,来发展可同时在人脑里记录超过一百万个神经元的技术。而Paradromics Inc正是这六家公司的主导者。

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记录大量神经元的数据可谓是脑机结合的万里长征第一步。无论科学家们是想建立起人脑和计算机之间的无缝、大量数据传输的连接,亦或是在脑机结合技术发展到一个比较成熟的阶段后开展损伤知觉的修复(如失明,失语症),都必须从记录神经元做起。       

今年开始,脑机结合这一黑科技开始从暗处进入人们视野,得到了相当量的曝光。

首先是在三月末的时候,Elon Musk对外披露了其资助了估值达到1亿美元,专攻脑机结合的初创公司Neuralink(这名字起的还真是耿直)的消息。紧接着,不甘人后的Facebook也”没沉住气”,宣布其正在研发能直接将脑中游荡的思想转化为实实在在地文字的消息,这样从今以后人们通过冥想即可起草电邮和稿件。

但是,这些夺人眼球的“禁术”纷纷刷屏抢占头条时,也引爆了大规模的质疑。因为无论Musk还是fb都没有披露他们技术的细节,很难不让人对其产生怀疑。

不过这份由美国国防高等研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA,美国国防部下属机构)签署的联邦合同,使我们有机会一窥脑机结合这一最新黑科技的部分技术细节。

应用在本项技术中的硬件包括:可放置在脑内的灵活电路,只有沙粒大小的无线“神经颗粒”以及可同时观察数千个神经元的全息显微镜。而另外两个意图使人们恢复视力的项目还采用了发光二极管来覆盖大脑的视觉皮层。

 

Paradromics分得了6500万美元中的1800万,已然超过了四分之一。

但这并不意味着Paradromics可以随心所欲地支配这笔巨款,他们必须要满足国防部对于技术开出来的一系列条件(国防部居然也成了投资人,感觉有点神奇),比如植入脑内的设备大小不应超过硬币,必须能同时记录超过百万个神经元,以及最重要的是,必须能够将信号返还给大脑(这一看,也是赤裸裸的人体数据呀)。       

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线缆被连接在一起产生电信号接触

 

Matt Angle表示:

“我们需要努力找到应用尖端技术和尽可能一次扫描尽可能多数据中的最佳平衡点,而我认为我们已经找到了。同时,还需要注意技术的可行性,确保其能转化为实实在在的产品而非始终停留在空中楼阁之中。”

为何Matt Angle和他的Paradromics开发出的神经元记录技术如此受到重视?因为科学家们在扫描人脑神经元这件事上,已经止步不前超过了一个世纪之久。

上一次这方面的重大突破还要追溯到使用金属电极来听取单个神经元的电振动信号,自此之后,科学家们能在活动人脑中同时记录的神经元数量就从来没突破过几百的“小关”。

这区区几百个神经元的数据,对于透彻研究拥有超过800亿个神经元的大脑可谓杯水车薪。

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大脑结构

 

现年32岁的Angle自称早在研究生时代,他就已经对这项课题十分感兴趣了。他曾想钻研气味在嗅球(olfactory bulb,大脑最前端的部位,就位于鼻子之后,用来感知气味)是如何表现的这一课题,但是由于当时落后的神经元记录技术而作罢。这段失败的科研经历也间接或直接地导致了他创办Paradromcis。       

事情得以出现转机,还要感谢Matt Angle大学时期挚友的父亲,一位霍华德大学(Howard University)的教授从厚厚尘埃中重新翻出了文章开篇提到的来自摩尔多瓦的黑科技——将炽热的金属和其貌不扬的极细绝缘线圈延展至区区20微米厚度。

开发这项与生产光纤十分类似的技术的最初设想其实和脑机结合没有任何关系,仅仅用来供酒店在毛巾中缝入磁线以防客人偷走它们。

幸运地是,Angle和他的同僚——来自弗朗西斯.克里克研究院(Francis Crick Institute,以发现DNA双螺旋结构的著名科学家命名)的Andreas Schaefer和斯坦福的Nick Melosh,没有被这项技术看似滑稽的用途蒙蔽了双眼,迅速意识到了这种材料可以使他们迅速与大量脑细胞产生电信号联系。

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(从上至下分别为Angle,Schaefer和Melosh)

 

Angle介绍道,现在他们的团队开始订购巨额的线缆,并将他们捆绑成束(一束约含10000根线缆)。线缆的一端需要被削尖成针的形状,从而进入大脑内部。

Angle相信他们成功找到了线缆最为合适的厚度,既不会弯折,也不会对大脑造成伤害。而线缆的另一端则被人为地紧密联结在一起,经过抛光后装载了微处理器。它们将被用来探测从大脑中通关线缆传输出的电信号,为研究人员进行下一步的分析工作创造条件。

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Paradromics目前可涉及到的最终目标是打造联通大脑中语言中枢高密度的脑机结合,从而使公司深入了解人们在说话之前具体的思考过程。

如果这个目标能顺利达成的话,这家脑机结合的初创公司还将与神经科学家联手探索承担更复杂功能的大脑分区,比如主管人类复杂行为甚至是可以自己产生知觉的神经元。   

Paradromics的官网上,我们看到了他们的雄心壮志和普世关怀。

“失明、失语、瘫痪、ALS……这些不幸的症状其实有着相同的起因——大脑与外部世界的关联出现了崩坏。而我们正处在一个万物间的关联都正在变得越来越紧密的世界中,门锁、温度计、电视等等都已连接上了互联网,电视会议早已不再新鲜,无人驾驶和无人机正在崛起。”

“我们想,如果与周遭世界连接失常的病人能将自己的大脑连接上计算机,他们的情况会不会有所改观?在和诸多政府、学术、企业、临床伙伴齐心协力的紧密合作下,Paradromic正在打通大脑与更广阔数据相连的渠道。”

“我们虽然目前尚不能治愈失明或是麻痹,但是我们希望通过自身的努力,让这些不幸的患者重新与世界相连。”

 

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