美軍方砸重金研發植入式“腦芯片”

　　7月11日，美國國防部公布了一項投資6500萬美元的“腦芯片”計劃，希望研究人員開發一種腦機接口，讓人腦與計算機直接相連，為戰士提供“超級感受”。英國《每日郵報》、美國電氣與電子工程師協會（IEEE）《光譜》雜志等多家外媒關注了此事。

　　美國國防部高級研究計劃局（DARPA）官員稱，該項目的目標，就是讓這種可植入系統在大腦和計算機之間提供精準的雙向通信，二者將直接對話。

　　那么，該計劃的最大技術亮點是什么？相比目前的大腦植入物的優勢何在？未來的成果可以用于哪些現實場景？

　　并行鏈接100萬個神經元

　　現在最好的腦植入物，比如癱瘓病人用來控制機器人手臂的實驗系統等，只能記錄幾百個神經元。

　　而DARPA的計劃是通過先進的神經接口來并行接觸超過100萬個神經元，讓高級神經元器件提供較高保真度、分辨率和精確度的感官界面。

　　“這將有助于加深DARPA對大腦的生物學屬性、復雜性和功能的理解。”項目負責人菲利普·阿爾沃爾達說。

　　他介紹，該計劃的第一階段重點是在腦機接口的硬件、軟件及神經科學方面取得重大突破，并開始在動物和培養細胞上進行測試；第二階段，要求持續深化基礎研究，與此同時整合取得的進展，開發可用于在人體上進行安全測試的新設備。

　　現在，美國布朗大學、哥倫比亞大學、視覺與聽覺基金會、約翰·皮爾斯實驗室、加州大學伯克利分校和Paradromics公司等機構，將獲得DARPA數百萬至上千萬美元的資助，其中四個團隊將重點放在視覺感受上，兩個團隊將關注聽覺和語言系統的增強。

　　與每個神經元清楚地單獨通信

　　目前，批準用于人類神經界面的芯片只能容納100個信道，每個信道中聚合了來自數萬個神經元的信號，結果是嘈雜且不準確。

　　相比之下，DARPA要開發的硬件，要在不超過一立方厘米的區域內實現通信鏈路，可以在大腦的指定區域與100萬個神經元中的任何一個清楚地單獨通信。

　　為了做到人腦與芯片充分相容、信號暢通無阻，獲得資助的硅谷公司Paradromics，計劃于2018年公布其設計的名為“NIOB”的無線芯片組，其中，將包含4個芯片和20萬個微型元件，以保證信息的實施有效傳輸。

　　100萬個神經元雖然僅占大腦總共86億個神經元的一小部分，但處理起信號來也并非易事。

　　“雙向通訊的含義，一方面要能記錄大腦傳輸出來的腦電波；另一方面，還能將計算機生成的信號傳輸到大腦神經元。”阿爾沃爾達說。

　　給殘障人士裝上“神經假肢”

　　阿爾沃爾達啟發道：“想像一下，當人腦與現代電子產品之間的渠道打開，會有什么可能？”

　　腦機雙向交流意味著，對霍金這樣的大家，他們活躍而寶貴的思想，可以直接傳輸到電腦中；反過來，還可以將電腦的信息錄入人腦，以幫助失去聽覺和視覺等感官的普通人。

　　“是的，如果我們成功向大腦直接傳遞豐富的感覺信號，該計劃將為新的神經病學治療奠定基礎。”它的潛在應用，是可以通過向大腦傳輸高分辨率的數字聽覺或視覺信號，彌補殘障人士的視力或聽覺缺陷。

　　作為計劃的一部分，研究人員將與美國食品和藥物管理局（FDA）合作，開始探索長期、安全的潛在應用評估。