Neuralink:可以改变人类生活的下一代神经接口

Neuralink 是一种可植入设备,与其他设备相比具有显着改进,因为它支持使用“缝纫机”手术机器人插入组织中的柔性玻璃纸状导线。 这项技术可以帮助缓解大脑(抑郁症、阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等)和脊髓(截瘫、四肢瘫痪等)的疾病,这些疾病具有神经元细胞之间通信错误或失去通信的共同特征。

神经信号或神经冲动是人类体验的核心。我们所有的感觉、情绪、疼痛和愉悦、幸福、记忆和怀旧,以及意识,都是神经元之间神经信号的产生、传递和接收的结果。这一过程的顺畅运作意味着良好的健康。任何由于损伤或年龄相关的退化导致的系统异常都会导致疾病。理解这些神经过程,需要将神经信号发送到外部设备(例如计算机)进行分析,并采取任何适当的纠正措施,这一直是科学为改善人类生活和健康而不断努力的目标。而脑机接口的出现,将使这一切成为可能。

机接口也称为脑机接口或神经接口,它是脑与外部设备之间的通信链路。近年来,该领域取得了多项重大进展。这些设备包括脑起搏器<sup> 1,2</sup>、脑网<sup> 3,4</sup>、永生技术<sup> 5</sup>和仿生器官<sup> 6</sup>

大脑起搏器增加了神经元之间的联系。 这涉及将细小的电线植入患者的额叶,然后通过电池供电的设备发送电脉冲,从而促进不同区域之间的功能连接并使用计算机对其进行分析。 

BrainNet 指的是将人脑与计算机的接口增强为人脑与人脑的接口,其中神经信号(如记忆、感觉、情绪等)的内容从“发送者”提取出来,并通过互联网传递到“接收者”的大脑

本文中的永生是指生物体死亡后大脑功能的恢复。 科学家们已经成功地通过代谢提供大脑的能量来恢复猪的大脑。 

仿生器官是指通过使用电脉冲来发育功能器官,正如通过创建仿生眼(帮助部分失明/失明的人的重大进步)所证明的那样。 仿生眼使用安装在玻璃上的小型摄像机,将这些图像转换为电脉冲,然后将这些脉冲无线传输到植入视网膜表面的电极上。 这允许患者解释这些视觉模式,从而重新获得有用的视力。 

多年来,深部脑刺激技术已从可穿戴设备过渡到植入式设备<sup>7 </sup>,并且所用材料也取得了显著进步<sup> 8</sup>。Neuralink<sup> 9</sup>就是这样一种植入式设备,它与其他设备相比具有显著优势,因为它支持使用“缝纫机”式手术机器人将柔性玻璃纸状导线植入组织中。机器人精准的植入操作使手术极其安全可靠。实际切口大小仅相当于一枚小硬币,设备尺寸为23毫米×8毫米。该设备于7月获得突破性疗法认定,Neuralink目前正与美国食品药品监督管理局(FDA)合作,开展针对截瘫患者的临床试验。预计如果Neuralink在人体长期使用中被证实安全有效,那么通过神经信号矫正技术有望解决大量健康问题。

这项技术有助于缓解脑部疾病(如抑郁症、阿尔茨海默病、帕金森病等)和脊髓疾病(如截瘫、四肢瘫痪等),这些疾病的共同特征是由于神经元细胞无法传递电脉冲而导致的通讯障碍或丧失。利用这项技术,可以通过监测脑中的电脉冲来改善神经元之间的通讯,并有助于识别这些疾病的易感人群。这有望帮助人类延长寿命,远离精神疾病的困扰。此外,这项技术还可以用于永生化保存脑,并最终研发出拥有与当今人类相似甚至更强大的人工智能的机器人。

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参考文献:

  1. 脑起搏器:痴呆症患者的新希望 http://scientificeuropean.co.uk/technology/brain-pacemaker-new-hope-for-people-with-dementia/
  1. 一种可以检测和预防癫痫发作的无线“大脑起搏器” http://scientificeuropean.co.uk/technology/a-wireless-brain-pacemaker-that-can-detect-and-prevent-seizures/
  1. BrainNet:第一个直接“脑对脑”交流的案例 http://scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/brainnet-the-first-case-of-direct-brain-to-brain-communication/
  1. Kaku M,2018 年。未来的技术。 可在线获取 https://www.youtube.com/watch?v=4RQ44wQwpCc  
  1. 死后猪脑复活:离永生又近了一步 http://scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/revival-of-pigs-brain-after-death-an-inch-closer-to-immortality/
  1. 仿生眼:视网膜和视神经损伤患者的视力承诺 http://scientificeuropean.co.uk/technology/bionic-eye-promise-of-vision-for-patients-with-retinal-and-optic-nerve-damage/
  1. Montalbano L.,2020 年。脑机接口和伦理:从可穿戴设备到可植入设备的过渡(8 年 2020 月 XNUMX 日)。 SSRN 提供: https://ssrn.com/abstract=3534725 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3534725 
  1. Bettinger CJ、Ecker M 等人 2020。神经接口的最新进展——材料化学到临床转化。 剑桥大学出版社在线出版:10 年 2020 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1557/mrs.2020.195 
  1. Musk E,2020。NeuraLink 进展更新,2020 年夏季。28 年 2020 月 XNUMX 日。可在线获取: https://www.youtube.com/watch?v=DVvmgjBL74w&feature=youtu.be  

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Rajeev Soni 博士 (ORCID ID : 0000-0001-7126-5864) 拥有博士学位。 拥有英国剑桥大学生物技术学士学位,并在斯克里普斯研究所、诺华、诺维信、Ranbaxy、Biocon、Biomerieux 等全球多家机构和跨国公司工作 25 年,并担任美国海军研究实验室的首席研究员在药物发现、分子诊断、蛋白质表达、生物制造和业务发展方面。

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