近日，国内唯一具备入侵技术能力的脑机接口平台公司NeuraMatrix完成A轮融资，由盖华资本、Saudi Aramco多元化风险投资基金Prosperity7 Ventures、经纬中国牵头。这家成立于2019年11月的初创公司，与马斯克旗下的NeuraLink同属一个赛道。
尤其难得的是，目前国内脑电采集设备严重依赖进口，在美国商务部将脑机接口列入出口管制清单的影响下，美国脑科学领域的相关医疗产品正在逐步退出中国，这让NeuraMatrix更显珍贵。
许多科幻电影或作品都描绘了未来人们生活的场景。比如《黑客帝国》中，人通过后脑的接口连接到虚拟世界“矩阵”，充当机器人的生物电池。比如《攻壳机动队》，通过大脑皮层的植入纳米机械，增强了信息处理能力，让人们可以直接连接网络。这些都是脑机接口的应用。
什么是脑机接口？
20世纪50年代以来，人们一直在研究思想，希望用思想操纵物体，就像很多小说或电影中的超能力一样。正是在这个时候，脑机接口的概念被提出，在英语中被称为脑机接口。通过生物电信号，人脑思维和机械反应之间有联系。
早在1929年，汉斯伯杰就实现了人脑电信号的无创记录，这被广泛认为是脑机接口的神经生理学起源。1969年，科学家埃伯哈德费茨证明了猴子可以通过脑电图信号控制外部设备的可能性。从那以后，直到现在，相关研究人员已经发表了许多论文使用不同类型的脑电图信号作为脑机接口设备。
来源：NeuraMatrix
到2019年7月，马斯克宣布旗下NeuraLink已经推出了一款产品，即微电脑芯片，植入大脑可以通过大脑的思维控制电脑，这意味着它可以在屏幕上控制软件、输入文字、购买创意，无需人工操作。
据了解，该芯片附着在嵌入直径仅4-6m电极的导线上，由神经外科机器人操作，将其精确嵌入脑组织。
不仅如此，根据马斯克的说法，这种产品还可以读取和解码大脑皮层的神经活动。参与者的情绪和想法甚至不用动嘴或露出面部表情就能及时反映出来。这款产品采用的技术是局域场电位(局域场电位信号)，这也是之前研究者讨论的方向之一。
计算机技术的难点之一在于如何读写，即如何知道用户的真实想法，如何将正确的信号传递给用户。因此，有必要使用电极或探针。数量和密度越多，越准确。简而言之，有必要检测神经元的信号。
神经链接的脑机接口(来源：神经链接)
目前，信号检测有两种方式，一种是侵入式，另一种是非侵入式。NeuraMatrix认为，神经元信号的检测需要覆盖从低频十分之一Hz到高频几十kHz的频率范围，但当高频信号释放到外界时，大部分会被脑组织和颅骨屏蔽吸收。
如果用无创头环或电帽采集信号，只能得到小于100 Hz的部分，相当于损失了90%采集到的信号信息，信号精度差。因此，无创脑机主要集中在睡眠检测、注意力检测等方面，检测过程容易受到干扰，需要在安静的环境中进行。
中国的NeuraMatrix和美国的Musk的Neurolink目前都选择了侵入式脑机。例如，Neurolink的脑机接口系统植入，的传输线非常细，可以随大脑移动而不损伤自身，从而将对大脑的损伤降到最低。NeuraMatrix还开发了一种芯片，可以读取、清理和放大计算机信号。
NeuraMatrix目前也完成了片上系统的升级。100通道芯片只有指甲盖的一半大。数据显示，在抗噪性和无线性方面都要优于Neuralink的产品。当然，无论如何，目前的脑机接口仍然需要数据线连接，侵入式仍然存在人体安全风险，无线非侵入式将成为未来的必然方向。
脑机接口，可以治愈疾病，并进入元宇宙。
听了上面的一些介绍，相信有些观众已经很困惑了。毕竟，BCI能做什么？为什么要花这么多钱开发脑机接口？
马斯克在接受媒体采访时曾表示，短期目标是治愈癫痫、阿尔茨海默病、帕金森病等脑部疾病，也是通过脑机接口改善记忆、强化大脑，后续可以和《战斗天使：阿丽塔》中的类似。只有大脑才能操作机械身体，这意味着瘫痪或残疾的人可以重生。
然而，从治疗疾病的角度来看，帕金森病、癫痫等的病变。都在脑深部，病灶脑区释放的信号属于高频，这意味着目前只能采用侵入式技术连接脑机接口。
来源：Neuralink
另一方面，在治疗瘫痪患者时，已经可以让患者通过脑机接口控制机械手完成简单的动作，如抓握动作。但是，暂时不可能完成太精细的操作，比如用机械手指剥橘子皮。
这并不是说目前的技术无法解码如此复杂的动作，而是这些动作本身对于只有视觉反馈的人来说太难了。想象一下，光靠视觉，没有触觉，剥香蕉有多难。
同时，在市场上推广这项技术还有很长的路要走。最大的障碍是机械肢体太贵，不能医保。比如一个连接脑机接口的机械臂就要50万美元，普通人很难承受。
除了在医疗领域的应用，脑机接口在游戏领域也大有可为。比如瑞典神经科学公司MindMaze就受到资本的追捧。该公司主要致力于将虚拟现实和运动捕捉与脑机接口相结合，帮助患者从创伤中恢复。
同时，近期大火的元宇宙概念是想象未来人类将生活在虚拟世界中，脑机接口与AR/VR设备的结合将为用户带来更高的沉浸感。
通过脑机接口，用户可以彻底解放双手，只有大脑才能控制虚拟世界中的角色，大大提升了用户的游戏体验。
一般来说，通过脑机接口，不仅有可能治愈癫痫、阿尔茨海默病、帕金森病等脑部疾病，还有可能使瘫痪患者苏醒。同时，在远程控制、娱乐和社交方面，脑机接口技术可以带来革命性的突破。
走向永生的深渊
我们已经知道，目前研究脑机接口有非侵入性的方法，只在颅骨外测绘脑电波信号；无创，可检测大脑皮层的脑电波信号；更深层次的是植入，在那里，植入传感器被用于脑组织以获取脑电波信号。
这些方法的优缺点是显而易见的。侵入大脑越深，信号检测越准确，但危险系数越高。脑机接口的本质是在人脑和机器之间建立直接的沟通桥梁。信号越准确，操作越精细。
2021年4月，马斯克在社交媒体上发布了一段视频，视频中展示了一只训练有素的猴子通过脑机接口玩游戏，并表示他的产品会让瘫痪患者比手指更快地使用智能手机。
随着脑机接口技术的发展，未来人们的社会生活模式必然会发生变化。比如科幻电影中，很多外星人不再通过文字交流，而是通过脑电波交流信息。在大脑中，双方只有使用带有植入脑机芯片的脑电波才能进行交流。
另一方面，脑机接口技术的发展可以治愈脑部疾病，给瘫痪患者带来福音。另一方面，也意味着人类的生物部分可以随时更换，成为人工“钢铁侠”也不是不可能。
就在前段时间，中国科学院动物研究所发现了一种保持细胞年轻的分子开关，可以通过重置衰老的表观遗传时钟来减缓细胞衰老的节奏。据相关研究人员介绍，这是一种表观遗传酶。我们发现，当这个开关打开时，人体细胞会变得衰老，如果这个开关关闭，人体干细胞的衰老速度会减慢，甚至在某种程度上，细胞衰老会逆转。
如果结合脑机接口，意味着在未来，人们可能会保持超人的体质，同时寿命也会大大增加，甚至有可能长生不老。
但是脑科学还处于起步阶段，人类对自己大脑的认知太浅。安装BCI时仍可能出现一些未知的风险，如未知的神经机制、伦理、失控等问题。甚至可能因为成本问题导致社会分层。如果这些问题得不到解决，那么脑机接口可能会把人类引向深渊。
有这些瓶颈的脑机接口技术，十年内很难看到革命性的突破，脑机接口市场化还存在巨大问题。每一个人的大脑都是独一无二的，这意味着即使脑机接口的位置相同，不同人的效果也可能大不相同，所以需要为每个客户单独提供一套神经解码方法，成本无疑是巨大的。
总结
如今，随着马斯克以及开发脑机接口的相关公司的出现，脑机接口技术再次站在了大家的面前。的确，脑机接口可以给一些患有脑部疾病和瘫痪的人带来好消息，但目前的技术还在实验室。脑机接口商业化可能需要几十年的时间，就像科幻电影一样。
行业资讯 
2021-12-17 14:17:52
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