昨天看完馬斯克的發布，回憶起了一堆賽博朋克電影，做了一晚上的夢。
北京時間昨天下午，馬斯克再次交出了乙份基於自己理想的答卷，而這次的專案換成了科幻感滿滿的腦機介面。
這份答卷主要歸功於馬斯克所擁有的neuralink公司，這家公司的宗旨十分簡潔——「開發連線人類和計算機的超高頻寬腦機介面(developing ultra high bandwidth brain-machine inte***ces to connect humans and computers)」。
關於發布會現場的一些具體報道，網路上已經有不少了，在此不再贅述。本文旨在對neuralink的新成果進行更深入的分析，以及告訴你為何這是一次腦機介面的大突破。
先來劃重點
第一，neuralink目前已經成功將腦機介面的電極數目增加了30倍，空間維度的變化也有實際意義；
第二，neuralink並沒有只瞄準科學實驗場景，其解決方案具有大規模化潛力；
第三，也是最關鍵的一點，neuralink目前的這套解決方案是「可演進」的。
接下來，我們再來逐一深入分析。
介面效能上的飛躍
傳統來說，「微電極陣列」分體內體外(根據電極位置劃分；體外主要針對組織研究，而不是活體)，而體內微電極陣列則主要有「微導線」、「矽陣列」、「柔性陣列」三種。
而neuralink最終選擇的方案其實是「矽陣列」+「柔性陣列」的組合：外觀與電極排列方式上和「矽陣列」中的「密西根陣列」相似，都是沿著一條直線，間隔一定距離分布；材料採用柔性陣列的聚醯亞胺和鉑，製作方法更是直接採用了晶元製造中的光刻技術。
這也是為什麼在現場的演示中，你會看到這些電極植入之後的效果就像「種頭髮」一樣。
但你千萬不要因為「頭髮絲」不起眼就看不起它，雖然它比起傳統的微電極陣列小許多，但是因為電極線性排布、且數量很多，反倒能夠構建起乙個密集的立體電極網路。這一點完全可以超越傳統的二維微電極網路，也必將幫助科學家採集到更多有用的神經電訊號。
最後是微電極陣列整體尺寸的縮小和整合度提公升，無疑會直接給腦機介面的部署帶來好處，最關鍵的是減少對於腦部的傷害，讓電極裝置的壽命盡可能長。這一點對於未來極有可能真的植入人腦的裝置來說，顯然是非常關鍵的。
機械人圖的不是酷炫
那麼上面的微電極「頭髮絲」是怎麼被送入大腦的呢？這就不能不提微電極的另外乙個「微結構」：頂端的拉環。負責刺入大腦的針尖先會穿進這個環，然後通過這個環拽著整根「頭髮絲」一起進入大腦，到達指定深度之後，針就會往回抽，然後把「頭髮絲」留在大腦之中。一根「頭髮絲」只需要一次穿刺，傷口自然就最小。
機械人的高精度對於微電極的植入也非常重要，一來微電極本身是非常纖細，受力過大可能會斷掉，通過機器植入基本不會發生這種問題。二來未來如果人們對於大腦的了解進一步加深，那麼腦機介面的部署位置也將會逐步明確下來，高精度的放置能力其實能夠在一定程度上確保腦機介面的作用效果。
根據發布會上公布的資訊，這個機械人10秒鐘就能夠完成一根「頭髮絲」的植入動作，這個速度也相當關鍵，因為開顱、頭部植入這樣的手術本身就自帶比較大的風險，手術速度越快其實意味著風險越低。
半導體技術是腦機介面的命門？
雖然是微公尺(um)，但想要製造出這麼複雜的微電極陣列技術含量還是很高的
在本次neuralink公布的**中，有公布詳細的「微電極陣列」製造步驟，雖然跟晶元存在很大差別，但是它的確是在晶圓上用光刻技術製造出來的。這也是為什麼neuralink的「微電極陣列」可以做的這麼小。
但以最終「微電極陣列」30-40um的直徑來看，顯然還不是當下半導體技術的極限，假如相應的材料的效能足以滿足、又或者是出現全新的材料，「微電極陣列」完全有可能會變得更小，而這些「微電極陣列」的植入密度也有希望進一步提公升。
左邊一塊一塊的黃色方塊區域，都是數模轉換模組
在腦機介面中，半導體還有另外乙個重要角色：晶元需要把大腦中的模擬訊號進行轉換，變成計算機可以處理的二進位制訊號。
數千個訊號源的數模轉換晶元並不常見，這也是為什麼neuralink最後選擇了自研配套晶元。發布會上公布的asic晶元顯然就是專門設計的，用來將大腦訊號轉化為數碼訊號的處理單元，佔據了絕大部分晶元面積。
根據neuralink公布的資訊，單是這樣一顆晶元就足以處理1024個腦部微電極的資訊，而這樣的晶元卻只要6.6uw，一節5號電池(1.5v、2000mah)就能用上4個月。
從最後的結果來看，在微電極陣列和腦訊號處理器這兩個關鍵點，半導體技術的角色都相當重要。更新的製程和製造技術不僅能夠幫助微電極陣列做的更小，腦訊號處理器也能夠變得更強、更省電。
持續演進，重中之重
傳統腦機介面之所以發展不起來，乙個關鍵的原因就在於相比人類大腦，傳統半導體技術的尺寸單位還存在比較大差距。就例如2023年就已經誕生，沿用至今的「猶他陣列」，2公釐邊長的正方形底座上雖然放上了100多個電極，但這個密度相比人腦中的860億個神經細胞，真的是「小巫見大大大巫」了。
這就好比你非要拿著原始人的石斧，卻非要去造一台超級計算機一樣。
而這次neuralink公布的微電極陣列雖然兩個電極距離相差還是超過100um，但總算是開始比較接近實際的腦細胞大小了(神經細胞大概10-15um)。換言之，至少在「細胞-機器」的這個神經傳遞過程中，兩邊終於有希望在同乙個尺寸度量下進行「資訊交流」了(單向交流為主)。
這種進展大概率會拓展人類對於大腦的了解，這不僅將會利於腦機介面進一步發展，同時還將推動腦部疾病、人工智慧等一系列技術的發展。
可這還不是終點，因為最神秘的還不是神經細胞，而是神經細胞之間如何傳遞資訊。根據科學研究，單個神經細胞可以有多達10000個突觸連線到別的神經細胞。想要充分理解數目如此龐大的突觸如何工作，顯然這次的neuralink腦機介面顯然還不能完成這個任務。至少再提公升2-4個數量級，或許才有希望完成這個終極任務。
不過工具總歸是工具，860億個腦細胞、860萬億個突觸所對應的複雜神經網路，將會消耗人類多少人力物力才能探明？在探明之後又應該如何規範、進行利用？這些都是需要在時間中解決難題，現在來恐懼還太早了點，不妨讓「矽谷鋼鐵俠」再搗騰下吧。
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