脑机接口发展现状

大家好，这里是最佳拍档 如今，脑机接口发展到了哪一步呢？ Neuralink的联合创始人Max Hodak应该最清楚的人之一了。 由他创办的Science Corporation研发的视网膜假体，已经让超过40位失明患者重获视觉。 而他最近在YC播客与Gary Tan的一场对话，更是拆解了脑机接口领域的核心技术、发展逻辑与未来蓝图。 在Neuralink完成首批人体植入的情况下，脑机接口的消费级应用还遥远吗？ AI与神经科学又会实现大统一吗？ 今天我们就来给大家分享一下这期访谈的核心内容。

Prima：重获视觉的视网膜假体

霍达克在对话中首先介绍了让失明患者重获视觉的产品Prima。 它是一款极致微型化的视网膜假体，核心是一枚仅2毫米乘以2毫米的芯片，被精准植入到患者眼球后方、视网膜的下方。 而患者需要配套佩戴一副特制眼镜，里面集成了微型摄像头和激光投影仪两大核心组件。 摄像头负责捕捉外部的视觉世界，激光投影仪将捕捉到的画面投射进患者眼睛。 当激光光束接触到植入的芯片时，芯片会像微型太阳能板一样吸收光能，并将其转化为电信号，去刺激紧贴在芯片上方的视网膜细胞。 霍达克直言，Prima的本质就是一个视网膜刺激器，而它的设计精髓，在于一套独特的“绕行策略”。 我们都知道，人类正常的视力依赖于视网膜上的感光细胞，也就是视杆细胞和视锥细胞。 当这些细胞因疾病死亡后，即便眼球的其他结构完好、视神经保持通畅，患者也会彻底失明。 而Prima并没有试图修复这些已经坏死的感光细胞，而是直接绕过它们，将视觉信号重新注入到视网膜更深层的双极细胞中，让大脑重新获得可以处理的视觉输入。 通过精准重构视觉信号的传递路径，从而让失去感光能力的视网膜重新具备了信号传导的可能。

为了验证Prima的实际效果，Science Corporation去年在欧洲的17个临床站点完成了一项大型临床试验，效果显著。 霍达克举了一个例子，一位已经失明十年、甚至无法辨认他人面孔的患者，在接受Prima植入后，能够清晰地读出视力表上的每一行字母。 目前Science Corporation正在为Prima提交上市审批申请，霍达克希望这款产品能在2026年晚些时候获得批准，正式走入临床应用。 当然，Prima目前只能呈现黑白画面，视野范围也相对有限。 但霍达克很乐观，表示未来会逐步为Prima加入色彩呈现功能，同时持续拓展视野范围，而这一切，在他看来十年内完全有可能成为现实。

脑机接口的理解框架与发展逻辑

对于脑机接口，霍达克给出了一个简单且清晰的理解框架。 他将人类的大脑比作一台超级强大的计算机，这台计算机被严密地封装在颅骨之中，与外部世界的连接方式其实非常有限，只能通过我们的眼睛、耳朵、鼻子、皮肤这些感官系统，以及控制身体运动的神经通路。 在这个框架下，脑机接口的功能可以分为三个不同的层面： 第一个层面是替换现有的感官通道，比如通过技术模拟现实场景，甚至像电影《黑客帝国》中那样，让大脑直接接收虚拟世界的信号。 第二个层面是修复人类丧失的功能，这也是目前脑机接口最核心、最成熟的临床应用方向，比如让失明的人恢复视觉，Prima正是这个层面的典型成果。 第三个层面则是最前沿、目前尚未真正实现的“结构性神经工程”，核心是深入研究大脑处理信息的底层逻辑，理解大脑内部的神经活动规律，甚至为大脑扩展新的功能区域。

Gary Tan在对话中提出了一个有趣的类比，他认为脑机接口的发展路径与人工智能高度相似。 AI从最初的毫无自主能力，到拥有大量人工神经元，再到追求AGI，某种程度上也是在一步步恢复、甚至超越人类水平的能力。 那么脑机接口未来是否也会进入这样的发展阶段呢？ 霍达克首先强调，脑机接口永远不会是某种单一的产品，而是会像制药行业一样，诞生出多种多样的产品形态。 他以超声波技术为例，认为超声波技术完全有可能实现“电子安眠药”或“电子专注药”的效果，通过精准刺激大脑的特定区域，帮助人们解决失眠问题或提升注意力。这类产品更接近普通消费品，理想情况下甚至不需要进行外科手术。 而对于需要植入大脑的脑机接口，霍达克特别强调，这是一项非常严肃的脑部手术，手术本身的风险决定了这项技术在短期内的适用人群。 他认为，任何医疗决策的核心都是权衡风险与收益，因此脑机接口技术在人类身上的应用，最先受益的一定是重度残障患者，因为对他们而言，哪怕只是恢复一点点基本的生理功能，所带来的生活质量提升都是巨大的，足以覆盖手术的风险。 而对于健康人来说，现阶段完全没有理由去植入脑机接口，因为目前脑机接口的运动解码速度只有大约每秒10比特，甚至还不如打字快。 但是霍达克也指出，随着技术的不断升级，尤其是当脑机接口能够从大脑更多区域读取更丰富的信息表征，实现大脑和机器之间的双向高效交流之后，风险与收益的天平就会开始倾斜，脑机接口的应用人群也会随之拓展。

神经可塑性与视觉恢复的挑战

Gary Tan随后提出了一个核心的问题：如果一个人天生就看不见，从来没有过任何视觉体验，那么脑机接口还能帮助他恢复视力吗？ 这个问题的答案，指向了神经科学中一个至关重要的概念——神经可塑性。 简单来说，就是大脑重新调整自身神经连接、适应新信号的能力。 而大家普遍的疑问是，是不是必须趁大脑还在快速发育的幼年期植入脑机接口设备，等到长大成人后就来不及了呢？ 霍达克首先承认，大脑在早期发育阶段确实存在一些黄金窗口期，一旦错过，有些功能就很难再建立起来。 他分享了一个让人心痛的真实临床案例：有些人天生患有白内障，从出生起视力就是模糊的，从来没有看清过任何东西。他们的眼部神经没有问题，大脑本身也不存在病变，唯一的问题就是大脑从来没有接收过清晰的视觉画面。等到这些患者成年后，通过手术将白内障治愈，结果却发现完全没有效果，因为大脑根本不知道该怎么处理突然涌进来的清晰图像。患者会陷入强烈的视觉混乱，感觉自己被无数陌生的画面淹没，甚至有患者会选择戴上眼罩挡住视线。其中几位患者，甚至因为无法适应这种突如其来的视觉信号而选择了自杀。

但是霍达克真正想强调的重点是，大脑在成年后的可塑性，远比大多数人认为的要强得多。 他举了一个经典的实验案例：在脑部手术中，医生将一根电极放到大脑皮层的任意位置，随后叫醒患者，给他展示一盏闪烁的灯，灯的闪烁速度与脑细胞的活跃程度成正比。而仅仅需要短短几分钟，患者就能学会主动控制那个被电极接触的脑细胞的活动，让灯按照自己的意愿闪烁。这个实验清晰地证明，大脑在有明确反馈的情况下，具有极强的可塑性和适应能力。 霍达克还透露了一个有趣的技术细节：在脑机接口最早期的实验里，研究人员其实没有使用任何复杂的算法。他们只是选取了几个神经元，固定了简单的权重规则。当这个神经元活跃时，屏幕上的光标就往上走，那个神经元活跃时，光标就往下走。随后让大脑自己去摸索信号与动作的关联，而结果是，大脑真的依靠自身的可塑性，摸索出了控制光标的方法。 Gary Tan对此深感震撼，他认为这是两个学习系统在互相配合、互相学习，而非单方面的程序控制。 霍达克完全认同这个观点，同时他用一个形象的物理原理解释了为什么成年人的大脑看上去似乎没那么“可塑”。他将大脑的状态比作一个小球在曲面上滚动。在人类小时候的成长过程中，这个曲面是一个巨大的盆地，小球会在成长中慢慢滚到盆地的底部，然后稳稳地停在那里。这是因为大脑已经完全适应了现实世界的感官信号和运行规律，形成了固定的神经连接模式。此时就算接收到一些奇怪的、陌生的信号，也很难把这个小球推出盆地，也就是很难改变已有的神经连接。 他还提到了一个关于致幻剂的有趣理论：有研究认为，致幻剂的作用就是暂时把这个盆地的边缘变浅，让小球有机会滚到其他区域，从而让使用者体验到完全不同的感知状态。但是当致幻剂的药效过后，小球就会立刻滑回原来的盆地，大脑重新恢复到原本的神经连接状态。 霍达克强调，问题的关键从来不是成年人的大脑缺乏可塑性。如果真的缺乏可塑性，人类就不可能学习任何新东西，也不可能记住任何新的事情。我们的每一段记忆，从某种意义上说都是大脑可塑性的体现。人类每时每刻都在经历着剧烈的可塑性变化。 但不可否认的是，成年大脑的灵活性确实存在明确的边界，特别是大脑不同功能区域之间的互联方式。一旦过了早期发育的关键窗口，有些底层的神经线路就很难再重新搭建了。

Gary Tan紧接着追问了一个所有人都好奇的问题：植入Prima之后，患者的实际视觉体验是什么样的呢？是眼前多了一块小屏幕吗？这种体验是否存在输入和输出的双向交互呢？ 霍达克表示，患者失明之后，大脑并不会关机等待，反而会非常渴望“看到”东西，因为大脑的本质就是在不断构建一个关于世界的视觉画面。当眼睛不再传入视觉信号时，大脑就会拼命调高自身的“感知灵敏度”、压低噪声阈值，试图捕捉哪怕一丁点的视觉信号。 而这个机制带来的结果是，很多失明的人其实会产生“幻视”。这种视觉并非真实的外界画面，而是大脑自己凭空产生的幻觉画面。这是大脑为了填补视觉空白做出的本能反应。 当患者第一次开启Prima植入设备，激光照射到视网膜上时，他们的第一感受都是“看到了一道闪光”。而研究人员做过一个有趣的实验：在打开激光的同时向患者播放一个特定的声音，反复多次之后，即便只播放声音、不开启激光，患者仍然会表示“看到了闪光”。这就是为什么在Prima植入后的最初几个小时康复训练里，患者需要学会分辨哪些是通过设备真正看到的视觉信号，哪些是大脑自己“脑补”出来的幻视。 至于现阶段Prima能提供的具体视觉效果，霍达克说得非常直白，它呈现的是黑白画面，能看到的视野范围也比较小，但它确确实实是真实的视觉体验。而最关键的一点是，患者看到的不是一堆零散的光点在闪烁，而是一个连贯的、有明确形状的画面，这也是Prima与此前所有视网膜假体的核心区别。

生物混合神经接口与意识融合

这场对话随后转向了一个更深远、更具科幻色彩的技术问题：如果未来脑机接口技术发展到超高带宽的生物混合神经接口阶段，能够实现人类大脑与大脑之间的直接连接，那么这种体验会是什么感觉呢？ 霍达克坦言，这种体验目前几乎无法想象，答案只能等到相关设备真正造出来后才能揭晓。 但是他提到了一个真实的临床案例：在加拿大，有一对非常特殊的连体双胞胎，她们的脑部结构相当于一个头颅里装了四个大脑半球。每个双胞胎自己的左右脑之间通过正常的神经纤维连接，而两个人的大脑之间本不应该存在任何神经通路。但令人惊讶的是，她们的大脑之间天然长出了一根粗大的“生物电缆”。这根神经通路直接连接着两人大脑深处的丘脑。这个特殊结构在核磁共振影像上能被清晰地观测到。 霍达克表示，通过这根天然的神经电缆，这对双胞胎能够共享真实的意识体验，甚至似乎能在某种程度上通过对方的眼睛看东西，感受对方所看到的世界。 这个案例也引出了一个深层的技术问题：通过这根天然神经电缆传递的信息，是像打电话一样一条一条发送离散的信号，还是存在某种更深层的“意识融合”，把两边的感知体验整合成一个统一的意识呢？ 霍达克表示，这些真实的临床案例告诉我们，一些神奇效果是完全有可能成为现实的。但要真正想象出这种体验的具体感受，目前还远远做不到。

Vessel项目：优化ECMO，提升生命质量

这场对话随后转向了Science Corporation的第三条产品线，内部代号叫“Vessel”的体外灌注项目。这是目前公司规模最小的一个项目，但是这个项目的缘起，可能是整场访谈中最让人揪心的部分。 大约十年前，著名医学期刊**《柳叶刀》刊登了一个真实的临床病例：在美国波士顿，有一个17岁的男孩，因为肺部彻底坏死，失去了呼吸功能，一直在等待肺移植手术。在等待供体的期间，他全靠一台名为Ecmo的机器维持生命。 Ecmo的全名是“体外膜氧合”，也就是体外的人工心肺机。它的工作原理是把患者身体里的血液引出来，在机器里通过膜肺完成氧气和二氧化碳的交换，然后再把含氧血液送回患者体内。 这个男孩的心脏功能完全正常，但是肺部已经彻底失去了功能，只能依靠这台机器，“替他呼吸”来维持生命。但不幸的是，过了一段时间，这个男孩被查出了一种严重的并发症，导致他不再是肺移植手术的优先候选人，于是他失去了接受肺移植的机会。 这篇《柳叶刀》的文章讨论的，正是这个病例引发的深刻伦理难题。 这个男孩依然活着，他的意识完全清醒，拥有正常的思维和情感。但他活着的前提，是那台Ecmo机器一刻不停地运转，一旦关掉机器，他会立刻因为缺氧而死亡。可另一方面，他需要一直占用着一间重症监护病房，配备专业的医护人员进行24小时护理，每月的治疗和护理费用高达50万美元。 文章中还引用了一些医生的话，认为这个男孩的家人和朋友从他的持续存活中获得了益处，随后还引发了对医疗资源分配公平性问题的讨论，因为长期维持他的生命所花费的巨额资金，本来可以用来救治更多其他有治愈希望的患者。 霍达克说到这里时，语气明显发生了变化。他表示这不是技术的问题，而是技术没有被优化到适合临床应用的问题。 随后，霍达克在PubMed医学论文数据库上搜索了“Ecmo伦理困境”这个关键词，结果发现搜索结果有好几页长，这说明这个案例并非个别现象，而是全球医疗领域面临的共同难题。大量的患者都因为Ecmo的高成本和资源消耗，陷入了“活得起却养不起”的困境。 霍达克的核心疑问是，为什么不能通过技术优化，让Ecmo变得更便携、更廉价、更易操作呢？甚至让患者带着一台改良版的Ecmo长期生活下去呢？ 霍达克表示，当时他带着这个问题，去请教了很多资深的医生和医疗专家，大家都认为这是不可能实现的，甚至觉得他的想法太过天真。但是这个回应反而让他更加坚定了探索的决心，他意识到，这里面一定有什么不对劲的地方，不是技术做不到，而是大家被固有的思维模式限制了。 实际上，与Ecmo原理相同的机器灌注技术，已经深刻改变了器官移植领域，展现出了巨大的应用价值。但是问题在于，两者的价格极其昂贵，普通患者和医院根本无法承担，而且设备体积庞大，无法便携化，患者只能躺在病床上使用，同时运输条件苛刻，只能通过私人飞机来完成设备和保存器官的运输，无法实现普通的物流配送。 霍达克提到，这个领域有一家大型的医疗设备公司，它的私人飞机物流业务的规模，甚至比它的医疗器械业务还要大。 因此，Science Corporation研发Vessel项目的核心思路，就是对灌注技术进行极致的工程优化，把这项灌注技术精简到极致，实现设备的小型化、便携化、低成本化，让普通患者也能承担，也能带着设备正常生活。 霍达克提出了两个极具想象空间的问题，同时也是Vessel项目的初心和方向：如果你能把一颗肾脏像普通行李一样，托运在联合航空的普通航班上送到东海岸，让更多的医院和患者能获得器官供体呢？如果你能做出一个轻便的设备，让那个17岁的男孩可以背在身上、走出医院、回到家里和家人朋友在一起，拥有正常的生活呢？ 回到那个17岁男孩，他们最终的做法是停止更换Ecmo氧合器的滤芯，让设备的过滤功能逐渐失效，一周之后，设备的血液回路因为血栓堵住了，无法再进行气体交换，他就这样离开了人世。 霍达克提到这个结局时，语气中充满了惋惜。他指出，在很多类似的临床案例中，技术上其实已经基本能做到长期维持患者的生命。在重症监护室里，医生几乎可以无限期地维持一位晚期患者的生命，但是这种维持是以极低的生活质量为代价的。患者浑身插满管子，躺在病床上动弹不得，失去了自由和独立生活的能力。所以很多患者最终会自己要求撤掉这些生命维持设备，因为没有人想要在大脑完全清醒的情况下，只能躺着等死，失去生活的意义。 霍达克认为，真正有价值的医疗技术，应该能给患者提供有质量的生活，需要一个人们可以带着它正常生活的设备，这才是灌注技术的研发方向，也是所有医疗技术的终极目标。 而这也是Science Corporation三条产品线之间的深层联系所在。霍达克直言，虽然表面上看这些是不同的项目，但是在Science Corporation**的心里，它们其实是同一个项目，都是为了让患者拥有更有质量的生活，在未来十年内会汇聚到一起，形成一个完整的医疗生态，用神经工程和生物科技，打破人类的生理局限。

AI与脑科学的“大合流”

这场对话中另一个引人入胜的线索，是霍达克反复提到的一个观点：人工智能研究和脑科学之间，正在发生一场“大合流”。这两个原本看似独立发展的领域，正在一步步走向同一个方向。 这个话题的起点，是Gary Tan提出的一个简单却深刻的问题：作为计算机科学出身的专业人士，Gary Tan习惯了用“输入信号、输出信号”的方式思考问题。他很好奇，这套来自软件世界的思维方式，能不能直接搬到生物组织上，也就是搬到真正的大脑和神经上，实现对大脑信号的精准解读和控制呢？ 霍达克给出了一个大胆的答案：大脑就是一台计算机。说完这句话他自己也笑了，他表示，这话说出来，学术界某个角落肯定有人要骂我，因为在传统的神经科学领域，很多学者反对将大脑简单类比为计算机，认为大脑的复杂性远超任何人工设计的计算机系统。 但是霍达克认为，这个比喻其实可以非常字面地去理解，只不过大脑的硬件架构，跟我们日常使用的电脑、手机完全不一样。大脑的核心工作，本质上就是处理信息，而它跟外部世界之间的所有信息交换，都要经过12对颅神经和31对脊神经。 霍达克表示，我们可以把这些神经想象成大脑的接口，所有进出大脑的信息，归根结底都是这些神经上的电脉冲序列。从这个角度来说，大脑有一套定义非常清晰的输入输出接口，这和计算机的接口逻辑是相通的。 不过，一旦信息进入大脑内部，事情就变得极其复杂。霍达克表示，我们所体验到的一切，我们所看到的世界，并不是本来面目，而是大脑根据接收到的神经信号，经过加工、整合、解读后，脑补出来的一个模拟版本。这是大脑信息处理的核心逻辑，也是人类感知世界的底层机制。

接下来，霍达克讲了一段他显然特别兴奋的内容：大脑内部充满了科学家所说的表征。简单理解，就是大脑用来表示各种事物的内部编码方式。每一种事物、每一种感觉、每一个想法，在大脑中都有对应的神经表征，也就是特定的神经细胞活动模式。 在大脑的某些区域，这些编码方式比较容易理解，比如“初级运动皮层”。这也是大多数脑机接口公司选择植入电极的地方。这个区域离肌肉的神经连接非常近，所以在这里记录到的神经信号，直接对应着我们能直观理解的身体动作，比如“手正在握紧”或者“手腕正在转动”。这也是为什么现阶段的脑机接口能实现对简单肢体动作的解码和控制。 霍达克还分享了一个自己的有趣探索练习：他会拿大语言模型做实验，从某一类特定的神经细胞出发，比如视网膜上负责输出信号的视网膜神经节细胞，然后问模型“往大脑方向走一步，下一站连接的是什么细胞？”然后选一个细胞后继续往前走，再问下一站是什么。通过这种方式，试着沿着神经通路在大脑里一步一步地行走。 而他发现，每一代新的AI模型，在回答这类问题时，都比上一代的表现更好，甚至能精准预测神经信号的传递路径和编码方式，这也从侧面证明了AI与脑科学的融合趋势。 霍达克还提到，大脑中有一个叫做“下颞叶皮层”的区域，那里存储着对世间万物的抽象编码。我们可以想象有一条很长的数轴，上面某个位置代表花瓶，某个位置代表汽车，某个位置代表人。当你沿着这条线移动，你就在所有可能的物体之间滑动，而这非常类似于AI中潜空间的概念。换句话说，AI和大脑在面对同样的任务时，竟然各自独立地发展出了相似的内部组织方式，这也意味着两者之间可能存在某种翻译关系。

未来展望：千岁老人与有意识的机器

在对话快要结束时，Gary Tan请霍达克聊聊他对未来10年到20年的看法。 霍达克说自己的脑子里有一道2035年的迷雾墙。年轻的时候，他一直觉得自己挺擅长预判未来的。未来几年的大方向，他觉得自己还能看个大概，但是到了2035年，就完全看不穿了。 接着他扔出了一个非常大胆的预测：他认为第一批能活到1000岁的人，很可能现在已经活在这个世界上了，而且人数可能不只是一两个。 在他看来，地球正处在一个极其特殊的变革时刻，而推动这场变革的，正是脑机接口和人工智能。 霍达克指出，人们开始意识到人工智能是来真的了，虽然市场还是没有给它充分定价，那是因为大家还是没有真正消化它的意义。但是说到脑机接口的潜力，人们就更是完全没有概念了。 至于2035年是不是能治愈所有疾病，霍达克不愿意把话说得那么满，但是他相信会出现全新的选择，从根本上改变我们对人到底是什么这个问题的理解。 谈到意识的终极问题，霍达克认为，如果说人工智能追求的终极目标是超级聪明的机器，那么脑机接口追求的终极目标，其实是有意识的机器。我们唯一能百分之百确定有意识的，只有我们自己。如果真是这样的话，要想研究意识，我们就必须借助脑机接口，亲自钻进去看一看。 一旦做到了这一点，我们就能理解大脑所利用和宇宙所支撑的那种底层物理机制，不管那是一种全新的物理学，还是一种从复杂系统中涌现出来的东西，最终，我们都会得到那个既超级智能、又拥有意识的机器。 感谢收看本期视频，我们下期再见