人類(lèi)一直在探索和了解我們生活的宇宙。愛(ài)因斯坦曾說(shuō):“宇宙永恒的神秘在于它的可理解性，宇宙能被理解是一個(gè)奇跡。”

人腦中大約有860億個(gè)神經(jīng)元，這些神經(jīng)元通過(guò)一種稱(chēng)為“接觸過(guò)程”的結(jié)構(gòu)相互連接，用于處理和傳輸信號(hào)，數(shù)量比整個(gè)銀河系中的恒星還要密集。因此，大腦之謎和宇宙之謎被稱(chēng)為“兩大科學(xué)難題”。

解開(kāi)“宇宙之謎”是詩(shī)意而長(zhǎng)遠(yuǎn)的，攻克“大腦之謎”是具體而緊迫的。

大腦作為最重要也是最脆弱的器官，可以讓人類(lèi)成為“萬(wàn)物之靈”，同時(shí)也會(huì)被各種腦部疾病所糾纏，比如青少年的自閉癥、中年的抑郁癥、老年的癡呆癥等等。配合中國(guó)的“大腦計(jì)劃”，即了解大腦、保護(hù)大腦和模擬大腦。腦科學(xué)研究的順利開(kāi)展離不開(kāi)底層核心工具——腦機(jī)接口，它可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模神經(jīng)元?jiǎng)討B(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定讀寫(xiě)。

腦虎科技成立于2021年底，是國(guó)內(nèi)侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域最具代表性的公司，也是腦機(jī)接口領(lǐng)域規(guī)模較大的早期融資贏家。

近日，腦虎科技CEO彭磊在接受采訪時(shí)表示，“腦機(jī)接口是一個(gè)典型的交叉學(xué)科領(lǐng)域，涵蓋了微電子、半導(dǎo)體、芯片、材料、算法、機(jī)器人、醫(yī)學(xué)、倫理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等諸多學(xué)科，而我們所做的核心難點(diǎn)是如何在最大化利用大腦的同時(shí)，最大限度地減少大腦的損傷，并盡可能在兩者之間取得平衡。”擁有20多年創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的彭磊忍不住感嘆，腦機(jī)接口跨學(xué)科領(lǐng)域的廣度真的超過(guò)了他之前所有的創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，BCI就是將電極插入大腦，解碼信息并將其放在云端，整個(gè)鏈路完全開(kāi)放，實(shí)現(xiàn)端到端的整體解決方案。彭磊說(shuō)，腦虎科技正在探索的一種方法是通過(guò)用固化的絲素溶液包裹電極來(lái)硬化導(dǎo)線并將其植入大腦。植入后，絲心蛋白將緩慢釋放。釋放后，它是一種生物安全性非常高的材料。可以理解為用電極當(dāng)劍，用蠶絲蛋白當(dāng)劍鞘。插入后，劍鞘融化，留下劍本身。

大腦探索之路引發(fā)的技術(shù)變革

由于分析神經(jīng)電活動(dòng)是分析腦功能的核心，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)光刺激和腦電信號(hào)記錄的多功能神經(jīng)探針是腦科學(xué)和腦疾病領(lǐng)域的重要研究方向。

從腦機(jī)接口的發(fā)展方向來(lái)看，它不僅需要類(lèi)似摩爾定律的高通“通信”，還需要從一周、一個(gè)月到一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的“長(zhǎng)期體內(nèi)”和“低創(chuàng)傷”。彭蕾提出，“集成電路中有一個(gè)著名的定律‘摩爾定律’，即晶體管數(shù)量每18個(gè)月就會(huì)增加一倍。事實(shí)上，在腦機(jī)接口領(lǐng)域，也存在摩爾定律，即亞摩爾定律，這意味著用于同時(shí)捕獲大腦神經(jīng)元的電極位點(diǎn)數(shù)量每70個(gè)月就會(huì)增加一倍，發(fā)展速度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于集成電路行業(yè)。”

據(jù)悉，中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)研究所胡濤研究組利用微納加工技術(shù)和生物相容材料，成功研制出由天然絲蛋白纖維和多通道超柔性微電極陣列組成的多功能探針Silk-Optrode。鑒于蠶絲的高透明性、良好的生物相容性和機(jī)械可控性，可將光電探針準(zhǔn)確插入大腦，對(duì)自由流動(dòng)的動(dòng)物進(jìn)行同步光基因刺激和多通道記錄。

通過(guò)蠶絲和光纖的水合作用，Silk-Optrode探針可以主動(dòng)適應(yīng)植入環(huán)境，降低其自身的機(jī)械剛度，并以高精度植入大腦，同時(shí)保持與周?chē)M織的機(jī)械順應(yīng)性。光電探頭有128個(gè)記錄通道，在激發(fā)低光損耗的顱內(nèi)光的同時(shí)，能以高產(chǎn)量和良好的隔離度檢測(cè)單個(gè)單元，這超過(guò)了以往的同類(lèi)工作。術(shù)后兩個(gè)月的結(jié)果表明，Silk-Optrode探針在植入物-神經(jīng)界面產(chǎn)生的免疫反應(yīng)和組織損傷較小，具有良好的生物相容性。

隨著最近AGI的大火，許多人將腦機(jī)接口進(jìn)行比較。彭蕾說(shuō):“這兩件事可以看作是一座橋的兩端。AGI使用全人類(lèi)的數(shù)據(jù)和語(yǔ)料庫(kù)反復(fù)訓(xùn)練成一個(gè)超大型語(yǔ)言模型，最終這個(gè)模型不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)和認(rèn)知。腦機(jī)接口的本質(zhì)是像分析星辰大海一樣分析人腦，并試圖將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以理解的算法和數(shù)據(jù)。”

大腦和宇宙唯一的共同點(diǎn)是“神秘”。溫伯格說(shuō):只有了解大腦，我們才能了解真正的自己。