Do Brain-computer interfaces require holes in the brain? What is a "brain-like chip" and how is it different from other chips? Can you really think like a human brain? What distinguishes Musk's Neuralink from previous attempts? What progress has been made?

“脑机接口”需要在脑子上开洞吗？“类脑芯片”是什么芯片，与其他芯片有什么不同？真的能像人脑一样思考吗？马斯克的Neuralink与之前的尝试有什么区别？做出了哪些进步？

什么是“脑机接口”？

脑机接口（Brain-Computer Interface， BCI），一般指在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与计算机或其他电子设备之间建立的不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的一种全新通讯和控制技术。这里的“脑”通常指的是“有机生命形式的脑或神经系统”，而非抽象定义的“心智”。“机”指任何用来处理信息或进行计算的设备，形式不仅包括硅芯片，而是从简单电路到复杂的外部设备（如轮椅）等。“接口”则可以理解为，用来做信息交换的中介。

脑机接口技术，即使用信号采集设备从大脑皮层采集脑电信号，之后经过放大、滤波、A/D转换等一系列处理，转换为可以被计算机识别的信号，最终体现为控制外部设备的具体指令，从而实现对外部设备的控制。

典型的脑机接口系统主要包含4个组成部分：信号采集部分、信号处理部分、控制设备部分和反馈环节。其中，信号处理部分包括预处理、特征提取、特征分类3个环节。

Neuralink脑机接口

Neuralink，成立于2016年的脑科学公司，旨在开发能够植入人脑的设备，实现人与机器之间的交互。该公司主要致力于两项应用的研发：一是恢复人类的视力；二是帮助那些无法移动肌肉的人控制智能设备，甚至恢复脊髓损伤患者的全身功能。

Neuralink在今年一月发布了他们的最新研究成果：已完成首例人类大脑设备植入手术，接入者“恢复良好”。而这项案例的成功便是基于该公司一直以来的研究内容——N1芯片。在脑机接口手术流程中，由一名为“R1”的机器人负责执行将“N1”植入物安装至大脑指定区域的操作。植入物“N1”的体积仅相当于一枚硬币。植入物通过其64根微细的线丝上共1024个电极点来记录大脑神经的活动情况。

虽然N1芯片很小，但是由它完成了许多“高难度任务”。Neuralink网站给出了“N1”的工作原理：植入完成后，“N1”内的芯片能够将大脑信号无线传输到Neuralink开发的解码运动意图应用程序。该应用程序解码大脑信号后，可通过蓝牙连接控制外部设备，实现患者通过意念操控物体的能力。

脑机接口的未来

Elon Musk曾在采访中透露，Neuralink除了致力于帮助患者恢复运动能力外，还在研发一种视觉芯片，预计这种芯片将在未来几年内准备就绪。作为一项仍处于起步阶段的先进技术，BCI的应用前景非常的广阔，例如，可以帮助人们直接通过思维来控制基于BCI接口的机器人，使其从事各种工作。除此之外，脑机接口机器人不仅在残疾人康复、老年人护理等医疗领域具有显著的优势，而且在教育、军事、娱乐、智能家居等方面也具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1] URBAN T. Neuralink and the Brain’s Magical Future[EB/OL].Wait But Why. (2017-04-20)

[2] 每日财经网. 马斯克：昨天，人类首次接受脑机接口（Neuralink）芯片植入|每经网[EB/OL] (2024-01-30)

[3] 陈述根本. “人机预言”成真，脑机接口走向医学远方[EB/OL] (2021-01-19)