馬斯克的Neuralink是什麼？無線晶片植入人腦操控神經元，未來人能只靠「意識」生活嗎 The Science Behind Neuralink Brain Chip｜科普長知識｜GQ Taiwan

《人腦晶片到底是如何運作?》 (Dr. Paul Nuyujukian)
Dr. Paul Nuyujukian:「這些植入物如何運作的背後科學，其實與你如何去測量AA電池能量的方式沒有太多差異。我們將相同的原理運用在腦植入物上。這稱作神經電生理紀錄(Neuro Electrophysiological Recording)。例如當你將手臂向右移動時，特定的幾組神經元會以特定的模式被啟動。藉由監聽這些活動與模式，你可以很快就預測出手臂會往哪個方向移動。這些神經元是直接連結到你的肌肉的。」

— 除非那個連結著腦部、脊髓、肌肉間的路徑受到了損傷，也就是癱瘓患者所處的狀況。

Dr. Paul Nuyujukian:「要是那個路徑受到損傷，那麼他們由腦部發出的神經元訊號就不會成功傳導並移動肌肉。但在很多案例中這些訊號依舊存在於腦中，只是傳送不出去。所以，要是你在腦中裝上某種監聽那些神經元的裝置，那你就會知道肌肉當下的狀況。」

— 那就是腦植入物的目的。現在，讓我們一起來回顧這些年來腦部介面的重大突破時間表。

《腦部介面的重要時刻》
— 學者一直都對腦如何運作非常感興趣。所以很重要的是應該要把Neuralink的這些新發展視為腦機介面研究學者不斷突破的結果，尤其是在過去幾十年的進展。舉例來說，於2002年進行了首次猴子即時控制游標的示範。於2008年，一隻猴子控制了在三度空間中的機械手臂來餵食自己。於2012年，製造了第一具由人腦控制的機械手臂。於2017年，一位人類用腦控制游標打出了單字與句子。Dr. Paul Nuyujukian也參與了這次研究，以及2018年的另一個研究，於該次研究中人類受試者以腦控制平板電腦，並完成了瀏覽網站、發送電子郵件、玩遊戲或播放音樂等動作。

Dr. Paul Nuyujukian:「這一切都只靠幾百個電極就達成了。」

— 但在2019年，民營企業Neuralink顛覆了一切。它公布了一隻名叫葛楚的豬，牠的無線植入物能夠檢測約一千個神經元。

《Neuralink的崛起》
Elon Musk:「神經元就像是電子線路，你會需要使用電子裝置來解決電子方面的問題。」

Dr. Paul Nuyujukian:「那是非常有意思的一刻，因為這等於是向科學界示意，他們是玩真的，是有加以投資的。他們從零開始開發硬體，並放置在大型動物體內。在這隻豬的腦內，電極是植入在體覺皮質中，讓他們能夠對感官活動進行測量，像是跨出一步的動作。每一次他們監聽的那個特定神經元啟動時，你會從聲音頻道聽到一小聲碰或咔嗒的聲音。所以當我聽到聲音的那一刻我就知道，他們已經測到神經元了。我一聽就立刻會知道，我很清楚神經元聽起來是甚麼樣子，畢竟我已經聽了好幾十年了。而那就是他們想表達的，他們那時是在告訴這個領域指他們已經測到神經元了，你們該注意了。」

— 一夕之間，似乎整個產業都注意到了。接著，在2021年4月Neuralink釋出了一段所謂的腦控乒乓球影片。

Dr. Paul Nuyujukian:「那段影片中，被驗的動物名字叫佩吉，是一隻恆河獼猴，這種猴子是這個領域非常普遍使用的種類。牠被植入了兩個Neuralink的N1裝置，並展示了牠能用腦控制螢幕上的游標。這件事意義非常重大，因為在影片中Neuralink展示了他們的新硬體、新裝置能正常在猴子身上運作。這樣程度的成果足以說服科學界與FDA (註：U.S. Food and Drug Administration，美國食品藥物管理局) ，他們已經準備好要進入人體臨床試驗階段。那就是FDA需要的證明。」

— 在佩吉體內的N1裝置的紀錄能力令人大開眼界，因為植入的個別電極數量龐大。

Dr. Paul Nuyujukian:「絕對有很多精湛的工程技術被運用在這個裝置上，才製造得出能夠傳遞2048個電極量，發放資訊的裝置，發放時數位的零與一資訊，並藉由無線電無線傳遞。而當你有那麼多的頻道時你能夠獲得的效能，應該會讓我們過往在學術界能夠達成的黯然失色。我以前能夠紀錄到的最多的電極數大約是200到300個。」

— 那麼，具有那麼多電極的N1裝置要怎麼植入受試者的腦中?

《下一階段：人體植入》
Dr. Paul Nuyujukian:「別誤會了，人體植入是神經外科手術，不是開玩笑的。這需要將皮膚切開直到顱骨，在顱骨鑽出一個洞並曝露出所謂的硬腦膜(THE DURA)，也就是包圍在腦部的一層具有保護作用的組織。將硬腦膜切開，將它反折以曝露出腦部。接著，你需要進入腦的表層並在此植入電極。這一類技術最大的風險包括細菌感染、出血、組織損傷。」

— 那麼，FDA要怎麼樣才會核准人體臨床試驗?

Dr. Paul Nuyujukian:「Neuralink的裝置被稱作第三級醫療器材，它們是可植入式的，而且是植入非常容易受到傷害的人體空腔。那是FDA針對醫療器材最高等級的監督標準。過去沒有過這樣的前例，也沒有被核准過的範例。因此，他們也確實應該要通過高標準的審核才能夠獲得核准。所以Neuralink的下一步是要準備好一份詳盡的技術文件，包含了動物實驗的所有證據，以證明他們的裝置是安全且有效的。這份文件會交付給FDA，FDA會有90天的時間來審核並給出答案。要是FDA表示同意，那他們的臨床試驗便被核准了，Neuralink就能夠招募人類受試者，我們正處於徹底典範轉移的邊緣。」

《下一步是?》
Dr. Paul Nuyujukian:「這一類的科技有潛力改變許多醫學治療的方式。不只是中風、癱瘓、退化性疾病、運動退化性疾病，還能夠應用在幾乎所有類型的腦部疾病上，包括柏金遜症、癲癇、失智症、阿茲海默症(註：老人痴呆症)
、甚至是精神疾病。目睹Neuralink與其他在這個領域的企業，以神經工程學、腦機界面、神經義肢開創了一個產業，是對所有神經科學家與工程師一個非常大的肯定。他們都在這個領域工作了數十年，科學界能感到最開心的事莫過於孕育出一整個產業。」

— 那麼，這個產業是否有一天會能夠創造出擁有超人智慧的人機複合體?

Dr. Paul Nuyujukian:「在我們這個領域充滿了各種誇張的臆測。我認為科幻小說的美好之處在於敘述充滿創意且令人著迷的故事，不論是哪種主題，包括了腦機介面。實際的情況是我們在這個領域還處於極為初期的階段。我們才剛有能力勉強紀錄到控制肌肉的神經元，並試圖加以理解，從中搜集出有意義的資料。我們會在這個階段花上好幾十年。那會是我個人工作上將專注的絕大部分，也就是去理解這些神經元是怎麼回事，以及神經元迴路是怎麼回事，那是我過去十五年研究的領域，也將是我未來數十年的工作會專注的領域，因為那就是神經科學的最前線。至於其他的，我認為是很有趣的想法，但是我不認為在可見的未來會有可能達成。」