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09/12/2022

人腦連接電腦不是夢!Neuralink腦機接口助癱瘓者再次行走,背後卻隱藏虐待實驗動物黑幕?

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    方展策

    少年時,曾研習 Geographic Information System,可惜學無所成,僥倖畢業。成年後,誤打誤撞進入傳媒圈子,先後在印刷、電子、網絡媒體打滾,略有小成。中年後,修畢資訊科技碩士,眼界漸擴,決意投身初創企業,窺探不同科技領域。近年,積極鑽研數據分析與數碼策略,又涉足 Location Intelligence 開發項目;有時還會抽空執教鞭,既可向他人分享所學,亦可鞭策自己保持終身學習。

    智城物語

  科技狂人伊隆.馬斯克(Elon Musk)的業務版圖,除地上的電動車與天上的低軌衛星外,還有人腦中的「腦機接口」(Brain-Computer Interface,BCI)。今個月初,馬斯克旗下大腦晶片公司Neuralink展示了一隻腦內已植入BCI的猴子,可以透過「意念」打字,並宣稱此技術可讓癱瘓者再次行走,預計6個月內便可以進行人體試驗,看似前景一片光明。然而,有醫學專家卻對其展示成果表示懷疑,更有動物保護組織指控該公司虐待動物,美國聯邦當局已就此展開調查。

 

Neuralink開顱植入腦機接口

 

  2022年12月1日,Neuralink在美國加州佛利蒙總部舉行的發布會上,播放了一段猴子用大腦操控電腦游標在屏幕上打字的影片。馬斯克解釋,這隻猴子並非真的懂得如何輸入文字,而是可以藉由意念控制游標移動到虛擬鍵盤上發亮的位置。

 

Neuralink於2022年12月1日播出的示範影片中,一隻植入了Link腦機接口裝置的猴子,用大腦操控游標移動至虛擬鍵盤,實現在屏幕上打字。(圖片來源:翻攝Neuralink官方YouTube影片)

 

  Neuralink利用手術機械人在猴子腦骨切開一個小洞,放入有如硬幣大小的接口裝置「Link」;接著,手術機械人會繞開血管,像縫紉機般把連接著Link的線路縫進大腦皮層表面,並蓋回頭皮。之後,Link會以無線方式傳輸腦電波,電腦接收訊號後便會進行破譯和分析,理解箇中意思後即會執行指令,譬如操控游標移動到指定位置。

 

有如硬幣大小的Link裝置,內藏逾千條細如髮絲的線路,用作連接腦部。(圖片來源:翻攝Neuralink官方YouTube影片)

 

  這項看似新穎的腦機接口技術,其實已有逾30年的研究歷史。1924年,德國精神科醫生漢斯·貝格爾(Hans Berger)發現腦電波的存在後,科學界對腦機接口的研究已零星浮現,惟真正的研究浪潮卻始於1990年代末。

 

1990年代末研究浪潮曝發

 

  1998年,美國埃默里大學為腦幹中風患者約翰尼·雷(Johnny Ray)植入腦機接口,讓他可以用意念控制電腦游標後,BCI技術的研究方向開始明朗起來。

 

  2005年,美國猶他大學轄下的Cyberkinetics公司取得FDA許可,對9位病人進行第一期運動皮層腦機接口臨床實驗,其中包括四肢癱瘓的馬特·內格爾(Matt Nagle)。在腦部放進BCI裝置後,內格爾成為世上首位用侵入式腦機接口來控制機械臂的病人。自此,研發BCI技術的科企便逐漸增多。

 

  2014年巴西世界盃,半身癱瘓患者朱利安諾平托(Juliano Pinto)透過腦機接口連接「外骨骼」(Exoskeleton)設備,從輪椅站起來,開出了這屆賽事的第一腳球,全球數十億人為之歡呼。

 

巴西世界盃開幕式上,半身癱瘓的朱利安諾平托穿戴著一個頭盔與一套外骨骼設備,成功地為世界盃開球;這個頭盔背後正是腦機接口。(圖片來源:翻攝SuperRoboHead的YouTube影片)

 

  2016年,美國史丹福大學神經修復植入體實驗室以猴子為實驗對象,成功讓猴子用大腦操控電腦,在1分鐘內打出莎士比亞名劇《哈姆雷特》的經典台詞:「To be or not to be. That is the question.」

 

  2018 年,美國國防高級研究計劃局(DARPA)宣布,研發可穿戴式腦機接口系統,能夠在幾毫米範圍內跟大腦進行通訊,讓飛行員可以同時操作3架飛機。

 

馬斯克倡議人類與AI共生

 

  2019年,Neuralink發表嶄新的侵入式腦機接口技術,展示了一台外形似是縫紉機的手術機械人,能夠將粗度只有4至6微米的線路植入大腦;同時,又演示了一款可以從植入1,500個電極的實驗老鼠中讀取信息的系統。來到這時候,BCI技術已開始吸引市場目光,而Neuralink亦順利完成1.58億美元(約12.32億港元)的融資。

 

Neuralink在發佈會上也展示其新型手術機械人,能夠輔助神經外科醫生將Link裝置植入患者腦內。(圖片來源:翻攝Neuralink官方YouTube影片)

 

  2020年,Neuralink在發布會上安排一隻已植入腦機接口小豬登場,隨後即場替牠拆除接口;整個過程中,小豬都表現得歡天喜地。馬斯克希望,藉此表達植入腦機接口就像做激光矯視手術般,安全、無痛、又快捷。

 

Neuralink在2020年發布會上,直播植入了腦機接口小豬的腦電波圖。當工作人員撫摸牠的鼻子時,小豬的神經開始興奮,其腦電波訊號清晰可見。(圖片來源:翻攝Neuralink官方YouTube影片)

 

  2021年,Neuralink釋出一段已植入BCI的猴子用意念來玩電子遊戲《Pong》的影片,證明腦機接口可以幫助身體癱瘓者回復活動能力。結果,該公司獲得2.05億美元(約15.99億港元)的C輪融資,當中的投資者更包括Google Ventures。

 

  根據馬斯克構想中Neuralink的發展藍圖,希望10年內可以讓兩個植入腦機接口的人無需開口說話,直接通過腦電波溝通,達到「傳心」(Telepathy)境界;25年內則研製出「全腦介面」(Whole-Brain Interface),讓腦部所有神經元皆能跟外界連接,進入人類與人工智慧「共生」的超人世代。

 

  馬斯克堅信,隨著人工智能不斷進步,人類智慧終有一天會被超越。但倘若人腦能夠透過與電腦連接而強化運用,便可以跟上人工智能的發展,不至於遭AI淘汰。他揚言,一旦Neuralink腦機接口項目準備就緒,便會在自己身上安裝一個Link裝置。

 

Neuralink人體試驗再闖關

 

  為求盡快實現目標,Neuralink現已向美國食品及藥物管理局(FDA)提交BCI的人體試驗申請。馬斯克表示,與FDA的商討進展順利,有望在6個月內展開人腦運動皮層中的植入測試。其實,該公司早於2019年曾遞交相關申請,當時馬斯克也宣稱可以在2020年底進行人體實驗,惟最終卻不了了之。

 

Neuralink手術機械人會在頭骨上切一個洞,讓Link裝置滑入大腦皮層,然後蓋回頭皮,即可完事。(圖片來源:翻攝Neuralink官方YouTube影片)

Neuralink手術機械人能將連接著Link的線路縫入大腦皮層表面,以讀取腦電波訊號。(圖片來源:翻攝Neuralink官方YouTube影片)

 

  過往為FDA制定腦部植入物試驗指導原則的科羅拉多大學教授克里斯汀·威爾(Cristin Welle)指出,FDA在審批申請時,不但會研判植入裝置會否傷害腦部,或對患者構成風險,還會考慮裝置的耐用性,因為腦脊液有可能會侵蝕電極上的塗層。

 

  盡管要取得人體試驗許可並不容易,但目前已有好幾家企業與科研機構獲得FDA批准。以生物電子醫學初創Synchron為例,該公司已獲准將BCI裝置植入嚴重癱瘓患者的大腦中,讓病人可以透過腦機接口進行基本的電腦操作與對外溝通。

 

醫學專家對Neuralink感疑慮

 

  相比起Neuralink,Synchron的技術方案不需要做開顱手術,故此侵入性較低。它使用類似心臟搭橋的微創手術方式,透過血管將網狀感測器「Stentrode」運送到大腦。抵達指定位置後,感測器會自動張開,緊貼著血管壁,得以捕捉大腦產生的腦電波。與Stentrode相連的接收裝置則植入在病者胸口,通過無線方式與外界進行數據傳輸和充電。

 

Synchron採用微創手術植入腦機接口,方案簡單又安全,因而獲得馬斯克青睞。2022年8月有消息傳出,馬斯克已接洽Synchron表達投資意向。(圖片來源:Synchron官網)

 

  雖然Synchron方案看似更簡單和安全,但在馬斯克的名人效應與炫目的展演手法下,始終是Neuralink較受市場注目。可是,匹茲堡大學醫學院眼科學系助理教授Xing Chen指出,Neuralink產品至今仍未有在人體上進行試驗,或獲得FDA批准,所以大家必須審慎看待該公司的演示內容。

 

  賓夕法尼亞大學醫學倫理與衛生政策助理教授安娜韋克斯勒(Anna Wexler)則認為,Neuralink用猴子腦控打字,營造出神奇的演示效果,可能會讓嚴重殘疾人士對其產品存有過於樂觀的期望,而忽略了手術過程中的風險。

 

農業部將啟動虐待動物調查

 

  除此以外,自從Neuralink播出參與實驗的猴子與小豬影片後,外界也開始擔心實驗動物遭受虐待。2021年2月,美國動物保護組織向農業部投訴,表示有資料證明Neuralink 與加州大學戴維斯分校的動物實驗,有虐殺猴子之嫌。

 

  面對如此嚴厲的指控,Neuralink與加州大學先後回應指,他們的研究受到嚴格監管,並符合程序。自此之後,Neuralink的官網內容和對外公開活動,就開始強調實驗動物所享有的福利。

 

  例如,官方網誌中會定期更新實驗動物的健康狀況評估;在早前舉行的發布會上,馬斯克也特別強調,猴子在參與實驗時都很快樂,因為實驗結束後可獲得食物作為獎勵。

 

  來到2022年12月,《路透社》爆料指,美國農業部監察長應一名聯邦檢察官的要求,就Neuralink違反《動物福利法》的行為,將在幾個月內啟動聯邦調查程序。

 

加速研發增加動物受傷風險

 

  有內部員工指控,馬斯克不斷催促要加快研發進度,給予團隊極大的壓力,令到部分實驗項目在準備不足的情況下,依然要匆忙推進,致使實驗結果不夠明顯或失敗;於是團隊被迫要增加項目測試次數,無形中提高了參與實驗動物的受傷風險,最終導致被安樂死的動物數量高於實際所需。

 

馬斯克表示,不僅願意在自己身體裝上Neuralink腦機接口,假如其孩子受了重傷,他也很樂意將接口植入孩子體內。(圖片來源:Twitter@ElonMusk帳戶)

 

  根據《路透社》披露的資料,Neuralink從2018年至今已殺死約1,500隻實驗動物,當中包括羊、豬、猴子、以及老鼠;至於其競爭對手Synchron,在動物實驗期間只殺死了約80隻羊而已。

 

  當然,Neuralink的動物死亡總數較高,並不一定代表該公司違反法例或標準研究流程;關鍵在於在實驗過程中有否造成動物不必要的痛苦和死亡。《路透社》向農業部查問調查進展,其發言人只表示不願置評。

 

Neuralink官方YouTube頻道內,有兩段標題為《Animal Care at Neuralink》的影片,內容主要描述Neuralink動物農莊內幾乎所有動物都吃得好、住得好。(圖片來源:翻攝Neuralink官方YouTube影片)

 

  由是觀之,縱使腦機接口是科技界最具潛力的發展方向之一,但在推進過程中勢必會遇上重重阻力。從技術層面來看,科企仍需努力尋找可跟大腦相容、能長期使用、生產成本低的腦機接口材料,並要積極探索商業化模式。從外部挑戰來看,科企還需面對政府部門規管、保護動物組織監察、醫學倫理爭議等。這將是一場非常漫長的持久戰。

 

 

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