马斯克开了个广受关注的新公司NeuraLink开发脑机接口;Facebook也在上个月的开发者大会上,宣布正在开发用意念输入文字的系统。把人脑和计算设备直接相连,似乎成了硅谷的新潮流。《麻省理工科技评论》甚至把利用大脑植入设备治疗瘫痪,列为2017年的10大突破性技术之一。
先实现一个小目标:让瘫痪病人动起来
远在英国的ARM虽然被日本公司软银收购了,但也不甘人后。据外媒报道,他们已与华盛顿大学感觉运动神经工程中心(CSNE)合作开发出了一款独特的、可植入大脑的系统级芯片(SoC)。
与科技幻想家们相比,ARM的目标似乎小一些,至少现在看起来小一些。这种芯片被植入人的头骨内,目的是为了帮助中风或者脊椎损伤出现瘫痪的病人移动身体的某些部位。
先实现一个小目标,用Design Start设计一颗自己想要的芯片
它不仅可以让人们执行各种任务,而且还能够接受感官反馈信息。但是,我们可能需要等待一些时日才能看到这种芯片的好处。目前研究人员已开发出了早期的原型机。
体积和功耗是最大挑战
现有的脑机连接方案,大都是用体外的计算机来处理脑电信号,ARM的这个方案,面临着更大的挑战。
“他们已开发出了一些原型机。”ARM卫生保健科技负责人彼得·弗格森(Peter Ferguson)说,“现在的挑战就是能耗和热量问题。他们需要个体超小、能耗超低的芯片。”
在对人脑行程的复杂的神经信号进行解码方面,这个SoC扮演着关键角色。解码后,芯片需要将大脑的信号数字化,传递给骨髓中植入的刺激物,从而让那些患有脊椎或神经疾病的人恢复控制他们的身体肌肉功能。
ARM目前体积最小、最智能的处理器Cortex-M0,将成为新SoC的一个部件。
最近这个研究团队,包括位于俄亥俄州克里夫兰的凯斯西储大学的研究人员,率先在一个全瘫患者身上进行了试验,并帮助患者恢复了由大脑控制的手和手臂运动。
今年早些时候,一名完全瘫痪的男性患者,利用先进的大脑植入设备,数年来首次运用自己的手臂。
终极目标是让患者恢复触觉反馈
未来,ARM和CSNE还希望该设备能逆转进程,将感官信息传回给大脑。“它们不仅要能读取大脑的信号,而且还要能给大脑传回信号。”弗格森解释说。
如能实现回传信号,就可以让人们衡量他们抓取物体的牢固程度,或感受物体的温度。研究人员称,这种反馈信息还可能帮助大脑恢复正常工作,帮助某些病患者恢复正常,例如中风患者。
“想一想吧,对于那些有脊髓损伤的患者,这种技术可以帮助联通脊髓,让肌肉群再次活动起来。” 弗格森说,“这种技术还可以被用来治疗中风患者、帕金森氏症患者和老年痴呆症患者。”
话说回来,前几年开始就陆续有新闻报导类似的大脑芯片实例,有在瘫痪猴子身上,也有在人体上实验成功的,但后续便没有看到大规模应用的报导了。这类芯片多是一些科研机构与医疗团体共同开发,也许针对某个病患切实有效,但其他患者则不一定。
客制化SoC并商业化,需要很深的功力,希望ARM这次介入能为瘫痪的人们带来曙光。
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