專家點評 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院,、 深港腦科學(xué)創(chuàng)新研究院正高級工程師李驍健點評: Rapoport等從 Neuralink的聯(lián)合創(chuàng)始人到 Precision Neuroscience的創(chuàng)始人,,采用了更符合醫(yī)療器械設(shè)計要求的高通量柔性神經(jīng)傳感技術(shù)和微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)技術(shù),初步完成了高通量腦機接口從科學(xué)研究導(dǎo)向到醫(yī)療器械導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變,,為植入式高性能腦機接口技術(shù)在應(yīng)用落地和臨床推廣普及方向邁出了第一步,。 文字整理致謝:周婧怡、郭浩月 Molly:各位,,大家好,。今天我們有一個特別且吸引人的采訪,準(zhǔn)備好,!來談?wù)勎覀兊拇竽X吧,。我對面的是Precision Neuroscience公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)官Dr. Benjamin Rapoport,我們就我們的大腦怎樣進(jìn)行信息傳輸進(jìn)行了精彩的對話,??茖W(xué)上的突破促使了Neuralink的成立,他在此開始從事腦機接口方面工作,,然后是什么促使他創(chuàng)辦了一家全新的公司,,研究一種與眾不同的腦機接口,這種接口精細(xì),、無創(chuàng),、有著七層結(jié)構(gòu)?;旧峡梢哉f,,我們接下來要進(jìn)行的有關(guān)科學(xué)的采訪,可能會對我們的生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,。這將是一場精彩的談話,,和我一起來看看吧。 Dr. Benjamin Rapoport Molly: Dr. Benjamin
Rapoport來自Precision Neuroscience公司,,我將讓他介紹一下他們正在研究的東西,。但是,需要提到的是Precision公司到目前為止已經(jīng)籌集了5300萬美元來開發(fā)微創(chuàng)神經(jīng)外科植入物,。那么,。我們的訪談將從此展開。歡迎你來到節(jié)目現(xiàn)場,。 Dr. Benjamin Rapoport:謝謝你,,感謝你邀請我來參加這次采訪。 Molly: 請問您在用大腦和這些植入物做什么研究工作,? Dr. Benjamin Rapoport:我們正在研究一種腦機接口,,這是我們正在構(gòu)建的技術(shù)的總稱。它們是一種腦部植入物的形式,。被設(shè)計用來將大腦直接連接到計算機系統(tǒng),,作為輔助治療目前基本上無法治愈的某些形式的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的手段,這些疾病包括像某些形式的癱瘓,、中風(fēng),、重大的腦損傷,或者是患者的大腦可以思考但身體無法行動,。腦機接口的設(shè)計是使大腦和計算機之間能夠直接溝通,,從而跨越身體不能行動的部分,重新連接大腦和數(shù)字世界,。 Molly:這些疾病有多常見,? Dr. Benjamin Rapoport:至少有數(shù)百萬人,僅在美國就有數(shù)百萬名患者,,患有某種形式的脊髓損傷或其他疾病引起的癱瘓,。他們數(shù)量多到幾乎每個人都認(rèn)識一些這樣的人。 Molly:是的,,我并不是說聽起來已經(jīng)麻木了,,但我想說一個相關(guān)案例是我的狗,它失去了后腿的功能,,就像是他的大腦無法指揮他的腿工作,,這非常可怕,。我想在這里回顧一下 過去,,因為你現(xiàn)在是在Precision公司,在那之前你在Neuralink工作,。所以我想一直追溯你的背景,,就像是尋找起源故事一樣。你為什么會對這個工作感興趣,?更進(jìn)一步,,你是在什么時候意識到這是可以實現(xiàn)的? Dr. Benjamin Rapoport:這是一個很好的開始,沒有人會從一開始就完全了解一件事,,對吧,?我來自一個醫(yī)生和工程師的家庭,在某種程度上,,我想我一生都在為此而努力,。我父親是一名神經(jīng)學(xué)家,專門研究電生理學(xué),,也就是大腦和神經(jīng)系統(tǒng)工作方式的電氣層面,。我的祖父是一名電氣工程師,在第二次世界大戰(zhàn)中是一名無線電操作員,。我的父親接受培訓(xùn)成為一名電氣工程師,,并接觸到最早期的人工智能形式。從某種程度上說,,這就是他如何過渡到成為一名醫(yī)生的原因,。因此,我每天都是在電生理學(xué)和臨床神經(jīng)科學(xué)的環(huán)境中長大的,。當(dāng)我在20歲左右完成大學(xué)學(xué)業(yè)的時候,,對我來說,世界上最有趣的事情是那些剛剛實現(xiàn)或者未來將有機會實現(xiàn)的,。當(dāng)時,,在90年代末,21世紀(jì)初,,腦機接口在很長一段時間內(nèi)仍是一個概念,,從科學(xué)和臨床的角度來看,它有可能以電極的方式與神經(jīng)系統(tǒng)連接,。事實上,,在整個20世紀(jì),研究神經(jīng)科學(xué)家和醫(yī)生一直在使用大腦和神經(jīng)的電氣特性來診斷和治療疾病,、研究神經(jīng)系統(tǒng),。大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的電氣特性使它在人體中非常特殊。但直到20世紀(jì)末,,才能以一種高帶寬的方式做到這一點,。我的意思是,你可以使用特殊設(shè)備一次記錄少量神經(jīng)或神經(jīng)元信號,。直到20世紀(jì)末,,突然間技術(shù)上有了很多突破,也許我們稍后會討論,,使得可能一次從許多神經(jīng)元中進(jìn)行記錄,。我們與大腦和神經(jīng)系統(tǒng)接口的帶寬變化使得當(dāng)前這一代的腦機接口變得有可能。我見證了這一切的發(fā)生,對我來說,,這似乎不可思議,。我基本上余生都在這個領(lǐng)域工作。很早以前,,神經(jīng)科學(xué)家就明白這有可能恢復(fù)癱瘓病人,、截肢者和脊柱冠狀動脈病人的身體功能,,甚至在某些情況下有可能恢復(fù)盲人的身體功能,。因此,對于該技術(shù)前景的預(yù)測已經(jīng)存在了相當(dāng)長的一段時間,,現(xiàn)在可能已經(jīng)有20年了,。但是,直到2020年末,,人們才達(dá)成共識,,認(rèn)為它已經(jīng)準(zhǔn)備好從學(xué)術(shù)界進(jìn)入真正的產(chǎn)業(yè)界,,真正把在學(xué)術(shù)環(huán)境中被證實的東西轉(zhuǎn)化為臨床現(xiàn)實。所以這是我和其他許多人長期以來一直想做的事情,這也是我們在Precision公司所要做的事情,。 Molly:太神奇了。所以你基本處在科幻小說般的世界,,在那你想象了一個可能的未來,,并用你的余生來實現(xiàn)它,這太神奇了,。 Dr.
Benjamin Rapoport:我覺得你說的是對的,,我是說,在某種程度上,,很多出色的科學(xué)都是這樣完成的,,對吧?上一代的科幻小說激勵著下一代嘗試將科幻變成事實,。 Molly:如果你不介意的話,,能不能先給我們講講大腦的電氣性質(zhì)。對于可能不熟悉這些知識的人來說,,你提到這是神經(jīng)系統(tǒng)中大腦的特殊之處,。如果你不介意,請給我們講解一下,,比如你們?yōu)槭裁磿@樣做,,為什么會產(chǎn)生這樣的想法,以及你可能會通過什么方式利用它,? Dr. Benjamin Rapoport:當(dāng)然可以,,神經(jīng)元是大腦中負(fù)責(zé)讓我們進(jìn)行有意識思考和交流的細(xì)胞,以及被認(rèn)為組成了使我們成為人類的許多功能。神經(jīng)元利用電脈沖相互通信,。而這些放電神經(jīng)元是很小的,。它們大約是這樣的:如果你把他們一個一個挨著放,能能夠在一毫米的空間里放20個,。所以,,它們非常小。而且它們產(chǎn)生的電信號也很小,。但是,,如果你想一想,如果你把它比喻成一種聲音,,因為我認(rèn)為有時這是一個簡單的方法來思考它,。相較于思考電,來思考聲音,。我認(rèn)為與神經(jīng)元和大腦的交互方式更像是傾聽,,只是因為我認(rèn)為這是一個更容易將發(fā)生的事情聯(lián)系起來的方式。因此,,如果我們從聽覺的角度來談,,腦機接口有點像聽我們對大腦說話的聲音。與神經(jīng)元或神經(jīng)元組的接口有點像建立一個微小的麥克風(fēng),,我們把麥克風(fēng)靠近這些微小的神經(jīng)元,,或者我們把它放在一組神經(jīng)元中,我們試圖去聽它們的談話,。我們傾聽它們彼此之間的對話方式,。有一些明顯的電活動模式,我們可以聽到并加以理解,,我們稱之為解碼,。因此,單個神經(jīng)元和神經(jīng)元集群的電顫動是一種語言,,每個大腦說的都有點不同,,學(xué)習(xí)如何解釋大腦中的電信號是什么因人而異,這就是人工智能角度的來源,。這也是在我們從90年代進(jìn)入2000年代這二十年間,,在大腦計算機接口領(lǐng)域發(fā)生的技術(shù)變革的一部分。材料科學(xué)的發(fā)展使我們能夠同時從許多神經(jīng)元或大群的神經(jīng)元中進(jìn)行記錄,,同時計算能力和復(fù)雜性的增加使我們能夠解碼神經(jīng)元之間的對話意味著什么,。因此,在某種程度上,,這種技術(shù)的聯(lián)合催生了一種非常強大的新技術(shù),,即腦機接口,。 Molly:這很吸引人。所以你需要制造比人的頭發(fā)還小的植入物,,并且與自適應(yīng)計算的能力結(jié)合起來,,基本上是二者缺一不可。就像我現(xiàn)在所理解的這樣,,我正在接受這些信號,,我可以解碼它們,但這并不是一個簡單粗暴的問題,,你不能把同樣的東西應(yīng)用于所有人,。 Dr. Benjamin Rapoport:是的,神經(jīng)解碼對于計算機接口的技術(shù)變革是至關(guān)重要的,。并且,,它不像你可以植入微小的麥克風(fēng),然后給系統(tǒng)一個字典說,,翻譯我們每個人說的話,每個人的話都以稍微不同的語言方式或稍微不同的口音說話,,而系統(tǒng)需要被編程以適應(yīng)這種情況,。因此,這是一種根本上不同的醫(yī)療植入物模式,,我們正在談?wù)摰倪@種設(shè)計,,以前從未被真正設(shè)計過。 Molly:謝謝您的分享,,這真是一個令人難以置信的入門介紹,。而且你完全是個詩人,比喻如此完美,。那么,,請跟我談?wù)剣@這個組建公司的過程。所以你一開始就圍繞這項技術(shù)創(chuàng)建了或是共同創(chuàng)建了又或是部分創(chuàng)建了Neuralink,。關(guān)于這個技術(shù)給我講講當(dāng)時的故事吧
,。 Dr. Benjamin Rapoport: 早在2016年、2017年,,我就是那個Neuralink的八個聯(lián)合創(chuàng)始團隊成員之一,。 Molly:好的,然后向我講解一下關(guān)于正在那里進(jìn)行的創(chuàng)新項目吧,。 Dr. Benjamin Rapoport: 好的,,我要說的是,從歷史上看,,這個領(lǐng)域的發(fā)展方式,,我也許可以把事情追溯到更遠(yuǎn)一點的歷史,,只是為了給出一些背景,所以,,在某種程度上來說,,這只是為了給出一些深刻的見解,20世紀(jì)時,,生物學(xué)真正發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)系統(tǒng)中通信的電氣性質(zhì),。這就是我們之前所談?wù)摰摹,?茖W(xué)家和醫(yī)生了解大腦神經(jīng)系統(tǒng)的方式是使用電極,。電極只是一個裝置。有時它是一根電線,,有時它是另一種導(dǎo)電材料,,使你能夠接觸或接近神經(jīng)系統(tǒng)的一部分,可能是大腦,,可能是周圍神經(jīng),,可能是產(chǎn)生電信號的脊髓。直到20世紀(jì)末,,還沒有真正標(biāo)準(zhǔn)化的制造過程來制造這些電極,,也沒有真正標(biāo)準(zhǔn)化的方法來處理這些信號。因此,,這不像音頻工程,,有一個完整的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化麥克風(fēng)和設(shè)備的制造,用于放大和處理聲音并過濾或錄制它,。有一些你可以買到的標(biāo)準(zhǔn)和已知的設(shè)備,,直到20世紀(jì)末才真正存在。而真正存在的是使用相對大規(guī)模的設(shè)備來查看幾分之一毫米的片段,,在神經(jīng)科學(xué)中很重要,。 Molly:就像很多人的頭發(fā),馬尾辮,。 Dr. Benjamin Rapoport: 因此,,當(dāng)我說規(guī)模大的時候,它仍然是相對的,。然后在80年代末,,90年代初,我認(rèn)為對神經(jīng)科學(xué)和后來的腦機接口領(lǐng)域來說,,是一個真正的轉(zhuǎn)折點,,開發(fā)了一種現(xiàn)在稱為猶他電極陣列的設(shè)備。那是一個由微小的電極組成的微型陣列,,間隔只有幾分之一毫米,,大約有100個,。它們是用同樣的制造工藝,同樣的微加工工藝制造的,,也就是用來制造微芯片,。因此,你可以制造這種96個或100個電極的電極陣列,。你可以制造許多這樣的電極,。它們都將是完全相同的。你可以把它們交給研究人員使用,,每個人都會使用一個標(biāo)準(zhǔn)化的,、微制造的設(shè)備進(jìn)行記錄?;叵肫饋?,我認(rèn)為那是摩爾定律進(jìn)入神經(jīng)科學(xué)的時刻。 Molly:哦,,不好意思,,這是哪一年? Dr. Benjamin Rapoport: 八十年代末,,九十年代初,,是理查德-諾曼開發(fā)猶他州電極陣列的時候。 Molly:所以,,后來你就有了這個陣列? Dr. Benjamin Rapoport: 是的,,那是個開始,。它不是突然發(fā)生的,但從電極的手工制造變成了標(biāo)準(zhǔn)化的微加工制造技術(shù),,而且允許高性能的微電子技術(shù)與電極本身對接,。我們都熟悉摩爾定律的概念,即一些擴展特性可以應(yīng)用于技術(shù)的概念,。而微電子學(xué)的可擴展性是推動計算革命的一個方面,,計算革命始于上個世紀(jì)并延續(xù)至今。這種擴展范式是必不可少的,,而將電子器件連接到末端的能力是必不可少的,。所以它只出現(xiàn)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域,基本上是1990年,,那個范式被推到21世紀(jì)初,。你知道的,在高性能計算中,,正如我們今天所想的那樣,,那種使現(xiàn)代人工智能的東西,,直到20年代中期才有的應(yīng)用。因此,,我們認(rèn)為理所當(dāng)然的事情,,我執(zhí)行的是我們認(rèn)為理所當(dāng)然的計算應(yīng)用,比如像圖像處理這樣的事情在當(dāng)時并不存在,。 Molly: 具有諷刺意味的是,,它也促進(jìn)了某種新的更便宜的芯片架構(gòu)的形成,從CPU到GPU,。 Dr. Benjamin Rapoport: 這倒是真的,。所以,當(dāng)時并不存在GPU,。因此,,早期的軟件與新一代微電極的接口都是基于CPU的計算,這對幾十個電極來說很好用,。而在數(shù)百個電極的水平上,,它就顯得有些不夠用了。但是現(xiàn)在,,在20世紀(jì)10年代,,計算水平已經(jīng)能夠趕上,與此同時,,有一代人,,包括我自己和這一代的工程師,以及培訓(xùn)碩士和博士級別的工程師,,他們在電路結(jié)構(gòu)算法方面有所提升,,設(shè)計了如何與這些電極發(fā)出的信號接口。到20年左右,,我認(rèn)為人們普遍認(rèn)為大多數(shù)主要的科學(xué)問題,,或許多主要的科學(xué)問題,甚至一些工程問題,,基本上都已經(jīng)解決了,。換句話說,如何建立后端電子設(shè)備,,以及如何編寫軟件,,這些軟件讓我們可以理解從大腦發(fā)出的許多同步信號,夠理解大腦試圖告訴手臂, 腿的指令或嘴說話的內(nèi)容,。在這一點上,,我認(rèn)為應(yīng)該采取下一步行動,將學(xué)術(shù)科學(xué)真正轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床現(xiàn)實,,使人們受益?,F(xiàn)在是時候走出實驗室,,進(jìn)入商業(yè)和工業(yè)環(huán)境了。我想告訴你另外一個學(xué)科背景,,那就是想想所有這些工作的歷史背景,,因為在美國,從21世紀(jì)初開始,,我們看到很多受傷的年輕人從伊拉克和阿富汗回來,。國家科學(xué)基金會,國防先進(jìn)研究計劃局和其他資助機構(gòu)有一個強有力的要求,,要求盡一切可能在技術(shù)上照顧這些為我們國家服務(wù)的積極的年輕人,。因此,,這導(dǎo)致了對先進(jìn)假肢開發(fā)的極大關(guān)注,,但并非所有這些都是神經(jīng)假肢。這項工作采取了多種形式,,但可以肯定的是,這種動力催化了許多極其重要的工作。因此,政府資助機構(gòu)對這項技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了大量的投資,。但在某一時刻,,人們發(fā)現(xiàn),考慮到這種形式的投資和獲得政府撥款以及在學(xué)術(shù)環(huán)境中開展工作所需的時間、資金是不夠的,,而且耗費時間太長,。為了真正將學(xué)術(shù)界開發(fā)的進(jìn)展轉(zhuǎn)化為臨床現(xiàn)實,,現(xiàn)在是時候進(jìn)入商業(yè)化了。因此,,在2016年,,有幾項重大努力將注意力從學(xué)術(shù)界轉(zhuǎn)移到商業(yè)界。Neuralink就是其中之一,。Facebook圍繞腦機接口提出了一個倡議,,一個名為Kernel的公司也是在那個時候開始的。這些實體都投入了巨大的,、在當(dāng)時看來是巨大的資本,,將人員和資源從學(xué)術(shù)界轉(zhuǎn)移到更加商業(yè)化的研究和開發(fā)環(huán)境中,,以建立真正進(jìn)入臨床的腦機接口。這產(chǎn)生了一個由先進(jìn)的初創(chuàng)公司組成的小型生態(tài)系統(tǒng),,并在該領(lǐng)域帶來了大量的人才,。我想說的是,發(fā)生在Neuralink的最好的事情是工程人才真正專注于我認(rèn)為對我們這一代人來說非常重要的問題,。我們?yōu)樵擃I(lǐng)域帶來的人才越多越好,。 Molly:所以,它就像一座燈塔,,吸引了所有這些最優(yōu)秀,、最聰明的人,,你可以去尋找相關(guān)的公司,。 Molly:我想多談一點這個問題,。我想我們都很熟悉隨機網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)的那種學(xué)術(shù)死亡谷,在那里沒有成為商業(yè)化,,所以,,只是沒有足夠的投資,,對嗎?就像你可以到達(dá)一定高度,,但你永遠(yuǎn)無法實現(xiàn)最終的飛躍,。然而,,還有一個問題是,如果你把所有最好和最聰明的研究人員和科學(xué)家吸引到私營企業(yè)會發(fā)生什么,?如果這無法有效平衡,,那么你就會讓大學(xué)無法繼續(xù)這項研究,。比如,你如何解決作為私企做這件事背后的壓力,?因為他們的風(fēng)險投資公司有投資回報預(yù)期,,競爭關(guān)系讓這種情況發(fā)生,,只是有點像學(xué)術(shù)方式,但可能更開放,。 Dr. Benjamin Rapoport: 是的,這是個好問題,。這種緊張關(guān)系一直存在,,也將一直存在。 一般情況下很難解決,,但我可以說說在我們的領(lǐng)域里這種相互作用方式的具體情況,。動態(tài)制約在我們的領(lǐng)域中發(fā)揮了作用?;蛟S從另外一個小視角看,我喜歡把現(xiàn)在發(fā)生的事情和神經(jīng)接口想成有點類似于21世紀(jì)初的基因組學(xué)革命,。如果你仔細(xì)想想,,你知道,,實際上在2000年,,計算機科學(xué)家從事生物學(xué)工作并不常見。在當(dāng)時這是一個很新的概念?,F(xiàn)在我們不怎么考慮這個問題,,讓計算機科學(xué)家在生物學(xué)工作并不是一件恰當(dāng)?shù)氖隆5侨祟惢蚪M計劃給了他們在生物學(xué)領(lǐng)域的工作,。當(dāng)時還沒有真正意義上的計算基因組學(xué),。 Molly: 生物學(xué)真的是一個平臺。 Dr. Benjamin Rapoport:當(dāng)時有足夠的數(shù)據(jù),,但沒有合適的基礎(chǔ)設(shè)施,。然后,隨后發(fā)生的事情是,,人類基因組計劃在最后階段變成了一種工業(yè)界和學(xué)術(shù)團體之間的競爭,。誰贏了其實并不重要。重要的是,,這場競爭表明,是時候讓高通量基因測序在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界占有一席之地了,。因此,,它給了那些一直在純粹學(xué)術(shù)意義上工作的人一個機會,其中一些人,,轉(zhuǎn)換崗位并處理工程擴大規(guī)模的挑戰(zhàn),,本質(zhì)上是學(xué)術(shù)上的努力,但是卻以實際行動將學(xué)術(shù)的成果帶給病人,、醫(yī)生和醫(yī)療保健系統(tǒng),,這本身已經(jīng)在各種方面具有挑戰(zhàn)性,但這種轉(zhuǎn)變已經(jīng)由相當(dāng)多的公司完成,,這些公司已經(jīng)取得了巨大的成功,,創(chuàng)造就業(yè)機會,其經(jīng)濟影響已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了聯(lián)邦投資進(jìn)入該領(lǐng)域的總金額,。最重要的是,,它對醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響,。過去我們曾在播客上聽說過有一些這樣的人,但你現(xiàn)在作為一個消費者,,你可以擁有你的基因組序列,。你可以對你的家庭、過去和未來的健康狀況有各種見解,,,。接受高級醫(yī)療治療的病人不僅可以有他們自己的基因組序列,而且可以有腫瘤的基因組,。因此,我提到這一點作為背景,,因為我認(rèn)為今天在神經(jīng)接口方面正在發(fā)生一些或類似的事情,。對我來說,我認(rèn)為2016年是神經(jīng)接口的一年,,有點像基因組學(xué)的2000年,因為幾個主要實體的成立,,吸引了巨大的人才從學(xué)術(shù)界進(jìn)入工業(yè)界,其任務(wù)是試圖把學(xué)術(shù)科學(xué)帶到病人身上,。就像你說的,,這種轉(zhuǎn)變是充滿挑戰(zhàn)的,,它在各種方面都具有挑戰(zhàn)性。它通常在學(xué)術(shù)環(huán)境中不能很好地完成,。它需要滿足專業(yè)工程,,而且通常是有盈利動機的,,真正開發(fā)一個強大的工程系統(tǒng),滿足所有的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn),,使其能夠面對病人。 Molly:那么在我們從2016年到今天,,如果你不介意我以下的提問的話,,是什么導(dǎo)致你離開Neuralink并創(chuàng)立了一個新的競爭對手? 我不知道這是否是一個直接的競爭對手,,但在Precision發(fā)生了什么,,是什么讓你想去做這個? Dr. Benjamin Rapoport: 我認(rèn)為,,正如基因組學(xué)和高純度基因測序的情況一樣,我們已經(jīng)看到那里有巨大的機會,,并且出現(xiàn)了一些非常成功的,、具有高度影響力的公司,,所有這些公司都以不同的方式攻擊該科學(xué)努力的各個方面。因此,,我也許他們中的一些是競爭對手,然而,,他們已經(jīng)能夠并肩產(chǎn)生巨大的影響,。我看到今天在神經(jīng)接口方面也有類似的情況發(fā)生,。沒有一種尺寸適合所有的神經(jīng)接口。我認(rèn)為有一個共識,,即以非常高的帶寬方式與許多神經(jīng)元進(jìn)行交互或者是與大腦和神經(jīng)系統(tǒng)交互的能力是至關(guān)重要的,。這也是一個普遍的趨勢,。這就是現(xiàn)代計算機接口的內(nèi)容。它們是大腦和數(shù)字世界之間的高帶寬連接,。但可以用不同的方式來做到這一點。 Molly:所以,,我想這就是Precision
Neuroscience正在以不同的方式解決Neuralink面臨的問題,? Dr. Benjamin Rapoport: 解決的問題不同,,方式也不同,而這些方式將有一些不同的應(yīng)用,。因此,可以這樣說,,Precision的一些創(chuàng)始原則與今天該領(lǐng)域的其他人所做的有點不同,。我們認(rèn)為,為了使神經(jīng)接口真正對病人產(chǎn)生重大的臨床影響,,我們必須能夠接觸到許多病人,,并以一種對病人構(gòu)成最小風(fēng)險的方式非常安全地做到這一點,,以獲得最大的利益,并且以一種極其可擴展的方式,。因此,,大腦與接口的性能在很大程度上取決于接口的帶寬,,這很重要,對嗎,?我的意思是,我們都經(jīng)歷了從撥號上網(wǎng)到高速互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變,,而我們看到的所有變化和技術(shù)進(jìn)步都是伴隨著這個轉(zhuǎn)變,是完全的變革,。我們可以用高速互聯(lián)網(wǎng)做一些事情,而這些變革在早期的調(diào)制解調(diào)器中是我們做夢都想不到的,,而神經(jīng)接口也是如此,,規(guī)模和帶寬是非常重要的,。因此,我們已經(jīng)圍繞這些原則開發(fā)了一個安全的平臺,,對我們來說,,侵入性也要是最小的,。因此,這意味著基本上不會用接口損害大腦,,但能夠部署一個可擴展到非常高帶寬的接口,。這些都是指導(dǎo)原則,,Precision的設(shè)計指導(dǎo)原則,。因此,這導(dǎo)致我們設(shè)計了一個電極接口,,而不是許多穿透大腦表面的微小的電極,比如我們之前提到的猶他電極陣列的性質(zhì),。這就是neuralink電極的性質(zhì),,以及其他一些公司的電極的性質(zhì)。相反,,我們使用的是微小的小電極,是一種覆蓋在大腦表面的保鮮膜一樣的東西,,它具有許多微小的小電極,每個電極的大小與一個神經(jīng)元差不多,。然而它并沒有穿透大腦,,所以它可以以非常高的分辨率監(jiān)聽大腦,甚至可以刺激大腦,,所以它可以用來和大腦進(jìn)行對話。而且它可以被移除,,對大腦沒有任何損害。并且它可以被替換或升級,。這些都是該系統(tǒng)的性質(zhì),。即它可以以一種不需要非常復(fù)雜的開顱手術(shù)來植入。 Molly: 所以這個與其他的解決方式并不相同, 我不是想打斷你,。 Dr. Benjamin Rapoport:這是與其他解決方案不同的。 Molly:這個電極的安全性如何,?在真正的商業(yè)化和廣泛采用的道路上,你經(jīng)歷了哪些努力,? Dr. Benjamin Rapoport:我們正準(zhǔn)備在今年向美國食品和藥物管理局提交申請。我們已經(jīng)在大型動物身上做了大量的工作,。我們所做的所有早期工作,,以及我們迄今為止所做的所有工作,都表明其安全性非常好,。因此,我們的目標(biāo)是永遠(yuǎn)不會通過接口損害大腦,。我想說的是,,這確實是一個與90年代,、2020年初的腦機接口不同的模式,其中許多是圍繞穿透大腦的小電極開發(fā)的,。所以,,想想我們之前討論過的微型麥克風(fēng),,那些傾聽神經(jīng)元群的微型麥克風(fēng)。把那些想成是微型線,,或微型針的方式,。為了使它們能夠進(jìn)行傾聽,,它們需要被放置在大腦內(nèi)部。 Molly: 就像我面前的這個麥克風(fēng)實際上是直接向我的聲帶延伸一個小卷軸,,這樣我就能聽到我的聲音,但我更希望它不要完全這樣做,。 Dr. Benjamin Rapoport:你更希望它只是聽你的聲音。 Molly:是的,。 Dr. Benjamin Rapoport:而有了麥克風(fēng),你就可以有一個完全在你身體之外的東西,,對嗎,?因此,,長期以來,人們一直試圖提出這樣的問題,,高帶寬的神經(jīng)接口能否完全無創(chuàng),?已經(jīng)有很多工作在研究我們可以從大腦之外記錄什么樣的電信號,,完全從身體之外,從頭皮或類似的部位,。當(dāng)然,,有一些可探測的電信號,,人們可以完全從頭部以外探測到,但這種系統(tǒng)不允許在電極和大腦之間進(jìn)行高帶寬的信息交流,。只是這種物理特性不允許我們在空間上或時間上短暫地看到或聽到高分辨率,,所以你需要真正接近大腦以獲得最佳質(zhì)量的信息,。因此,Precision系統(tǒng)所做的是在不損害的情況下盡可能地接近大腦,。所以這聽起來,,似乎是你說的那樣,。 Molly:這算是一場革命嗎?這真的是一個很大的突破,。 Dr. Benjamin Rapoport:是的,我想是的,。這是一個全新的范式,。 Molly: 恭喜你,,我理解了這個突破真的很重要,我很感興趣,。 Dr. Benjamin Rapoport:謝謝,,沒有什么是孤立的存在的,對嗎,?我的意思是,我們意識到,,經(jīng)過神經(jīng)科學(xué)和工程幾十年的努力,,使我們能夠達(dá)到這一點。同樣,,在我們周圍有一個行業(yè)生態(tài),,我們正在與之打交道,,那是一個高性能和先進(jìn)制造的生態(tài)系統(tǒng)。在美國,,整個醫(yī)療設(shè)備行業(yè)就像它今天存在的那樣,,監(jiān)管機構(gòu),、美國食品和藥物管理局為醫(yī)院系統(tǒng)、神經(jīng)學(xué)家和神經(jīng)外科醫(yī)生以及病人的家庭提供保障,。我的意思是,,要把一項有前途的技術(shù)從實驗室推向生產(chǎn)線,,需要一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。這就是你之前問的問題,,“你如何決定何時進(jìn)行技術(shù)飛躍,?你如何使它發(fā)揮作用,?”我們非常清楚這不單單是技術(shù)的發(fā)展。這發(fā)生在所有的領(lǐng)域,,特別是醫(yī)療技術(shù),。行業(yè)環(huán)境是高度管制的,,尤其在醫(yī)療技術(shù)方面,,從我們的用戶那里獲得早期反饋的能力,相對于幾乎任何其他高科技行業(yè)都是非常有限的,。我們很清楚這一點,,并且我想說的是,,這也是Precision系統(tǒng)的一個特點。你之前問過我們的下一步是什么,以及我們離真正能夠部署該系統(tǒng)還有多遠(yuǎn),。鑒于我們的電極不會損害大腦,它們是我們所說的表面微電極,,而不是穿透性微電極,。它們可以被移除,或者說它們被設(shè)計可以在不損害大腦的情況下被移除,。因此,,我們正在設(shè)計的第一個系統(tǒng)是一個臨時系統(tǒng),。這意味著它在早期可用于臨時接口,用于癲癇等疾病的診斷,,然后它將能夠被移除,,而這有一定的優(yōu)勢,。其中之一是第一代設(shè)備,我們希望它能在臨床上發(fā)揮積極作用,。我們希望在臨床實踐中,,以前所未有的空間和時間分辨率與大腦連接,。我們已經(jīng)可以看到它正在開發(fā)中,希望我們很快就能在病人身上看到它,,看到大腦在空間分辨率上的實時活動,,這在以前是從未見過的,,這是非常令人興奮的進(jìn)展。我們認(rèn)為它將對臨床應(yīng)用產(chǎn)生重大影響,。然而,,第一代設(shè)備的可拆卸性使他能夠走一個被稱為510(k)的審批程序,,這是美國食品藥物管理局根據(jù)與以往能夠使用的設(shè)備所設(shè)立的。因此,,相對于我們所說的PMA途徑,,流程會更快,因為它用于三類高風(fēng)險永久植入設(shè)備,。我們對此感到非常興奮,,因為我們覺得,,在我們的第一代設(shè)備為臨床醫(yī)學(xué)提供好處的同時,我們也能夠了解該設(shè)備在臨床醫(yī)生手中和患者生活中是如何工作的,。我們希望這將是當(dāng)今政治醫(yī)學(xué)中第一批,,甚至是第一個被批準(zhǔn)的高帶寬生理系統(tǒng),。我們希望這將為今后幾年的長期植入物的產(chǎn)生奠定基礎(chǔ),這將產(chǎn)生大量的研發(fā)成果,,但在我們看來,,我們希望這些成果將對該領(lǐng)域有好處,。 Molly:是的,我覺得簡單來說,,你的第一個產(chǎn)品像是一個有效的診斷工具,,又像是一場測試大腦的嘗試,。 Dr. Benjamin Rapoport:從某種意義上說是的,我們希望它將提供臨床效益,,同時帶來了一種高帶寬電生理學(xué)的新方案,。其實不是首創(chuàng)的也是這些想法的其中之一,,將真正的極高帶寬的神經(jīng)接口提供給病人。這就是我們在未來12至18個月內(nèi)的工作目標(biāo),。 Molly:那么,,我們可以從中學(xué)到什么,?例如我們現(xiàn)在有一個未知的科幻部分,,因為我們現(xiàn)在對大腦仍然知之甚少,,所有的事情都是如此。它感覺這是一個巨大的機遇,,可以真正進(jìn)入未知領(lǐng)域,。 Dr. Benjamin Rapoport:是的,,我喜歡你的思考方式。同時,,我們要思考你之前問的這個問題,,以及什么時候是從學(xué)術(shù)科學(xué)轉(zhuǎn)向商業(yè)企業(yè)的時機,。在某種意義上,我們盡量少研究新的科學(xué)技術(shù),,而是努力將已經(jīng)完成的科學(xué)和工程專業(yè)化,。 Molly: 我們應(yīng)該清楚,它們已經(jīng)很了不起了,。我并不是要搶你的話,。 Dr. Benjamin Rapoport:這是一個令人興奮的巨大的提升,而且我認(rèn)為影響非常大,。我們在Precision的每個人都相信這一點,。既然我們在談?wù)摚瑥哪撤N意義上說,,這個播客是關(guān)于戰(zhàn)略和思維方式的,,初創(chuàng)企業(yè)和新技術(shù)世界以及醫(yī)療設(shè)備開發(fā)的風(fēng)險已經(jīng)夠高了,我們希望盡可能多地從開發(fā)過程中分擔(dān)風(fēng)險,,或者至少在我們能做到的范圍內(nèi)量化風(fēng)險,,并盡可能小地承擔(dān)風(fēng)險,。所以,你的觀點是對的,。關(guān)于大腦有很多未知的東西,,我們試圖處理我們最了解的部分,。因此,當(dāng)你問我們將能夠?qū)W到什么,?一旦這個設(shè)備被批準(zhǔn)用于人類患者,,我們將能夠從它那里學(xué)到什么?對這個問題的回答是,,我希望我們能學(xué)到很多東西,。我希望我們將向社會提供一個診斷工具和科學(xué)工具,這將使我們學(xué)到各種各樣的東西,。當(dāng)然,上一代的電極和電子器件被交付給臨床使用,,我們已經(jīng)學(xué)到了令人難以置信的東西,,是真正的變革性的東西。如果你想想50年前,,第一代電極能夠教會我們什么,它讓我們了解到語言在大腦中的詳細(xì)位置,,以及各種細(xì)節(jié)的東西,。我認(rèn)為,,當(dāng)我們能夠基本上提供一種工具,提供來自大腦的亞毫米級分辨率的電子信息時,,我們將學(xué)到很多東西,。因此,它將提供一個窗口,,使我們能夠?qū)崟r看到活躍的大腦,,有點像在一個微觀尺度上進(jìn)行觀察。因此,,考慮到我們是在顯微鏡下觀察大腦,但實際上能夠看到大腦是如何運行的,,而且不僅僅是能夠看到大腦的樣子,。同時,當(dāng)我們考慮到我們正在設(shè)計的臨床應(yīng)用時,,我們試圖圍繞那些我們覺得自己很了解的大腦生理學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行設(shè)計。因此,,我們正在設(shè)計的病人群體之一是患有各種形式癱瘓的病人,。這包括四肢癱瘓以及發(fā)音肌肉的癱瘓。從某種意義上說,,失語癥和某些形式的不能說話也是癱瘓的形式,因為它的發(fā)音器官,、口腔、舌頭,、邊緣肌肉等都不能移動。所有這些肌肉系統(tǒng)在大腦中都有空間表征,,而且我們基本上知道它們在哪里,,能夠用我們剛才正在談到的技術(shù)將它們對接,,我們希望能夠為這些類型的疾病患者實現(xiàn)解放,這在低分辨率的電極系統(tǒng)中是不可能的,。例如,,了解語言的發(fā)音肌肉或手指的詳細(xì)結(jié)構(gòu),以及這些肌肉在我們大腦運動皮層上的位置,。只有我們正在談?wù)摰碾姌O規(guī)模才能真正與那些產(chǎn)生功能的神經(jīng)結(jié)構(gòu)與身體之間產(chǎn)生微妙的對接。我們知道它們處在哪里,,但我們需要傳感器和計算,,以正確的方式與它們進(jìn)行交互,。因此,對我來說,,這些是更令人興奮的應(yīng)用,,我們希望在未來幾年內(nèi)開發(fā)。 Molly:這很了不起,。接下來是最后一個問題,我保證這個問題結(jié)束后我會讓你走的,,因為我們在這個節(jié)目中也談到了投資,。跟我談?wù)劤杀竞蜕虡I(yè)模式,,以及你所描述的制造過程。我的意思是,,我知道在半導(dǎo)體制造方面,,需要一個無塵的環(huán)境,,這其中的花費是令人難以置信的,,那么生產(chǎn)這種七層的神經(jīng)接口中的一層需要多少錢? Dr. Benjamin Rapoport:這是一個很好的問題,。而且這不是一個七分鐘的討論,,我不打算現(xiàn)在回答,。所以下次請繼續(xù)邀請我來吧,哈哈,。這是一個好的問題,,而且絕對是一個關(guān)鍵問題,,我嘗試在兩三分鐘內(nèi)講明白。這個問題涉及到醫(yī)療器械開發(fā)在美國和世界上如何運作的一些深層次問題,,以及醫(yī)療器械行業(yè)在未來幾年將是什么樣子,。而到目前為止,,確實幾乎沒有真正依賴微加工傳感器和處理器的植入式醫(yī)療技術(shù)的例子。今天,,幾乎所有的醫(yī)療設(shè)備都是手工完成的,,這意味著是人工在制造和完成這些設(shè)備。因此,,與你提到的擁有所有高度昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施的半導(dǎo)體行業(yè)不同,醫(yī)療技術(shù)今天并不依賴于此,。我認(rèn)為這將在未來幾年內(nèi)改變,。當(dāng)然,,神經(jīng)接口行業(yè)正面臨這個問題,而我們正在推動這一變化的某些方面,。這意味著我們正在開發(fā)的某些傳感器確實需要微加工,。它們不需要像今天先進(jìn)的半導(dǎo)體制造商所要求的那種個位數(shù)的納米分辨率,盡管如此,,它們需要類似的工藝。所以我們看到醫(yī)療技術(shù)中對先進(jìn)制造的需求,,對我來說,,這實際上是非常令人興奮的。但是,,它也伴隨著一些考慮,包括如何擴大制造規(guī)模的投資金額,。例如,制造設(shè)備的成本是多少,,以及該成本如何由保險公司承擔(dān)等問題。這是個好問題,。我可以說,,這些設(shè)備將比當(dāng)前一代可植入的神經(jīng)設(shè)備更昂貴,如腦起搏器,、心臟起搏器、人工耳蝸等,,但不會超過十倍的價格,。 如果你從醫(yī)學(xué)經(jīng)濟學(xué)的角度來考慮我們正在做的事情,,你會很容易理解它的意義。我們用這些設(shè)備真正要做的是使一個年輕的四肢癱瘓的病人,,可能現(xiàn)在是30歲,,但依然有50年的壽命,,其中35年仍要繼續(xù)工作。我們希望這些病人能夠有一定程度的獨立性和尊嚴(yán),,經(jīng)濟上能夠自給自足,,如果他們愿意,可以重返工作崗位,。如果你考慮到可能發(fā)生的變化,我們堅信這是可能的。實際上,,我們離實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變并不遙遠(yuǎn),。但是如果你想想元經(jīng)濟學(xué),,這并不是一個很難的案例,我們需要作為一個社會來做這件事,。我的意思是,,這只是一個既定的事實。但從經(jīng)濟的角度來看,,你要知道,這些人的醫(yī)療服務(wù)主要由殘疾保險和國家管理的項目以及諸如此類的東西來承擔(dān),,而在工作場所,,他們要支付商業(yè)保險,。因此,從經(jīng)濟上講,,這對醫(yī)療系統(tǒng)的影響,,是一個完全合理的模式。因此,,即使這些設(shè)備比當(dāng)前一代設(shè)備貴幾倍,對這一點的影響也是作為一個整體,,社會整體進(jìn)行買單,。我們正在考慮一個稍微可能的希望,,我們正在考慮未來幾年嘗試不同的模式。醫(yī)療設(shè)備,、醫(yī)療技術(shù)行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變,,服務(wù)方向更多面向軟件,即醫(yī)療設(shè)備模型,,以及其他功能。我們花了很多時間討論材料科學(xué)和電子學(xué)等等,,我們也談了一點有關(guān)計算的問題,,但是隨著設(shè)備的軟件升級,,多年來的許多功能將在植入后很好地實現(xiàn),。在最初植入后,推動軟件升級和功能增強的能力將持續(xù)數(shù)年,。我們所說的精確性之一是,,每個病人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)應(yīng)該為數(shù)據(jù)提供一些反饋,,為以后的每個其他病人的護(hù)理提供參考。每個病人的數(shù)據(jù)都應(yīng)該幫助他們之后的病人,,而機器學(xué)習(xí)確實使這成為可能,。今天的數(shù)據(jù)科學(xué)使這成為可能。這也將是經(jīng)濟模式的一部分,。軟件升級不會是免費的,人們只會為對他們有益的功能付費,。所以,,我希望以上舉例能簡明扼要地回答你的問題,。 Molly:當(dāng)然。這很吸引人,。Doctor Benjamin Rapoport是Precision
Neuroscience公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)官,。你的現(xiàn)在就是我們的未來,,你正處在一個迷人的世界,。 Doctor Benjamin Rapoport: 謝謝你的邀請,,我非常高興來參加這次采訪。 Moly:非常感謝你能來,。 —— End —— 僅用于學(xué)術(shù)分享,若侵權(quán)請留言,,即時刪侵,! 更多閱讀 預(yù)見2023:《2023年中國腦機接口行業(yè)全景圖譜》 加入社群 歡迎加入腦機接口社區(qū)交流群, 探討腦機接口領(lǐng)域話題,,實時跟蹤腦機接口前沿,。 加微信群: |
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