#科技# 哈佛专家披露：马斯克侵入式脑机接口技术的三个进展与三大局限
8月底，马斯克和三只小猪的发布会震惊了脑科学界。而对于马斯克发布的侵入式脑机接口技术的进展和局限，哈佛大学脑科学博士、BrainCo创始人韩璧丞，哈佛大学医学院科学家、康谱睿启脑科学负责人杨锦陈进行了独家解读。
美国时间 8 月 28 日下午，侵入式脑机接口技术公司 Neuralink 的创始人、科技英雄「硅谷钢铁侠」埃隆-马斯克举行了他戏称为「三只小猪」的发布会。
通过「遛猪」的方式，向世界宣布和展示了 Neuralink 团队在过去一年里取得的研发成果，再次将「脑机接口」概念推到了全球关注的焦点。
很多人首先惊讶于猪的登场，也为在发布会上听见了猪大脑细胞放电的「声音」而兴奋不已。事实上，这在神经科学领域均属于常规操作。将记录到的神经细胞放电转化成为声波播放出来，电生理学研究者们已经在实验室里听了几十年。
而猪的头很大，是做神经植入术的理想实验品。比如，2015 年麻省理工学院的一篇博士论文研究就在猪头上试验植入了可以长期记录和诊断癫痫脑电波的装置与 Elon Musk 的发布异曲同工，包括其中溜猪环节。
但毋庸置疑的是，脑机接口是一个技术难度和复杂性都极高的领域。从脑机接口创业者和脑科学从业者的角度看，马斯克新发布的 Link V0.9 技术可以说有三个进展和三大局限。
先说三个进展。首先，Link V0.9 实现了外部无线化。虽然需要把连在信号处理器下面的微 电极丝插入脑组织的侵入式操作没有改变，但去年发布会公布的示意图中那个放置在耳朵后面的接线盒不见了。
在最新的方案中，大脑颅骨上面会被挖出一个小孔，包含了放大器模数转换器等元件的信号处理器被做成一个尺寸为直径 23 mm 厚度 8 mm 的大硬币形状圆柱体(我国 1 元硬币的尺寸为直径25 mm，厚度 1.85 mm)。外部无线化的实现，提升了美观度和应用可能性。
第二个进展是，通过解码 Link V0.9 记录到的脑电波，能够较好地预测猪在跑步机上运动时四肢关节的动态位置。需要指出的是，这一实验结果的样本量仅为一头猪，属于预实验。
而且类似的运动解码技术，已由 Facebook 资助的加州大学旧金山分校科研团队成功应用于解码发音器官的运动和随后的语音合成，相关论文已在2019年和今年年初发表在《自然》等学术杂志。而马斯克团队的研究成果还没有通过同行评议正式发表。
图:加州大学旧金山分校科研团队通过解码发音器官的运动相关的脑电波进行语音合成。来源https://t.cn/ESaqpu9
第三个进展是，马斯克宣布，Link V0.9 在 7 月份已经获得了美国食品药品监督管理局 FDA 的突破性设备的认定，在获得其余所需的批准和安全测试之后，有望在近期开展人体植入测试。只有经过大量的人体安全性和有效性测试，一个医疗仪器才可能被批准应用，因此，FDA 的认定 是为该设备最终能应用到人体，迈出了坚实的第一步。
科学思维的核心之一是批判性思考，从专业的角度去看，Neuralink 的侵入式脑机接口技术，有三大局限。
首先，颅骨上挖孔嵌入的电路板下面连着的微电极丝是需要插入到脑组织内部的，除了顶叶运动皮层等比较方便植入之外，稍微深一些的脑组织都是很难去植入的，除非又采用传统的开颅手术。而插入的电极再细，仍然可能会由于胶质细胞结痂现象导致电极信号质量严重下降甚至丧失。
其次，美国FDA对植入人体材料的预期是能在体内维持至少10 年，Neuralink 电极丝用的是柔性高分子新材料，可能需要试验10 年，才能证明给 FDA 看该新材料是否符合标准。而且，马斯克也没有给出对任何一个他的 PPT 里面列出的疾病进行临床试验的具体时间表。
最后一点，是技术层面的。大脑其实是一个浩瀚的小宇宙，拥有近 1000 亿个神经元，单个神经元又通过可多达 1 万个的突触与别的神经元相连。
大脑的工作方式是整体大于部分之和， 智慧和灵魂产生于大脑但又不在具体某一个突触间隙里面。去直接记录 1000 个(Neuralink 目前 的水平)或者 10 万个(Neuralink 的目标)神经元的放电，采用的思路是还原论的，得到的数据本质上是抽样的。
而且，就像麻省理工学院麦戈文脑研究院主任 Desimone 教授今年初在《神经 元》发表的论文指出的一样，无论脑刺激还是光遗传学技术，都不可避免会对想要测量的脑活动本身带入人为的扰动。
要真正实现对高级心智运作的解读，甚至实现意识和记忆的下载上传，最终还要大量结合系统和行为层面的数据，通过整体论的思路，而这正是非侵入式脑机接口技术的优势所在。
马斯克在本次发布会上说的「你需要用一个电的东西去解决脑神经系统的电路问题」，这话很正确，前提是这个电的东西——即脑机接口技术——不能停留在还原论的层面，并能达到医学 和社会伦理对人体对安全性和有效性等的要求。
作者简介
韩璧丞：世界十大顶尖脑机接口公司BrainCo、新型脑控义肢公司BrainRobotics创始人兼CEO，哈佛大学脑科学中心博士生，首位就脑机接口技术接受福布斯专访的华人科学家，与特斯拉的创始人伊隆·马斯克（Elon Musk）一同被美国媒体评为脑机接口领域五位创新者之一 ，入选2017年《麻省理工科技评论》「中国35岁以下科技创新35人」。
拥有10余年使用脑电波EEG、脑磁图MEG和脑成像技术fMRI研究脑疾病的经验，共发表英文学术论文27篇。
8月底，马斯克和三只小猪的发布会震惊了脑科学界。而对于马斯克发布的侵入式脑机接口技术的进展和局限，哈佛大学脑科学博士、BrainCo创始人韩璧丞，哈佛大学医学院科学家、康谱睿启脑科学负责人杨锦陈进行了独家解读。
美国时间 8 月 28 日下午，侵入式脑机接口技术公司 Neuralink 的创始人、科技英雄「硅谷钢铁侠」埃隆-马斯克举行了他戏称为「三只小猪」的发布会。
通过「遛猪」的方式，向世界宣布和展示了 Neuralink 团队在过去一年里取得的研发成果，再次将「脑机接口」概念推到了全球关注的焦点。
很多人首先惊讶于猪的登场，也为在发布会上听见了猪大脑细胞放电的「声音」而兴奋不已。事实上，这在神经科学领域均属于常规操作。将记录到的神经细胞放电转化成为声波播放出来，电生理学研究者们已经在实验室里听了几十年。
而猪的头很大，是做神经植入术的理想实验品。比如，2015 年麻省理工学院的一篇博士论文研究就在猪头上试验植入了可以长期记录和诊断癫痫脑电波的装置与 Elon Musk 的发布异曲同工，包括其中溜猪环节。
但毋庸置疑的是，脑机接口是一个技术难度和复杂性都极高的领域。从脑机接口创业者和脑科学从业者的角度看，马斯克新发布的 Link V0.9 技术可以说有三个进展和三大局限。
先说三个进展。首先，Link V0.9 实现了外部无线化。虽然需要把连在信号处理器下面的微 电极丝插入脑组织的侵入式操作没有改变，但去年发布会公布的示意图中那个放置在耳朵后面的接线盒不见了。
在最新的方案中，大脑颅骨上面会被挖出一个小孔，包含了放大器模数转换器等元件的信号处理器被做成一个尺寸为直径 23 mm 厚度 8 mm 的大硬币形状圆柱体(我国 1 元硬币的尺寸为直径25 mm，厚度 1.85 mm)。外部无线化的实现，提升了美观度和应用可能性。
第二个进展是，通过解码 Link V0.9 记录到的脑电波，能够较好地预测猪在跑步机上运动时四肢关节的动态位置。需要指出的是，这一实验结果的样本量仅为一头猪，属于预实验。
而且类似的运动解码技术，已由 Facebook 资助的加州大学旧金山分校科研团队成功应用于解码发音器官的运动和随后的语音合成，相关论文已在2019年和今年年初发表在《自然》等学术杂志。而马斯克团队的研究成果还没有通过同行评议正式发表。
图:加州大学旧金山分校科研团队通过解码发音器官的运动相关的脑电波进行语音合成。来源https://t.cn/ESaqpu9
第三个进展是，马斯克宣布，Link V0.9 在 7 月份已经获得了美国食品药品监督管理局 FDA 的突破性设备的认定，在获得其余所需的批准和安全测试之后，有望在近期开展人体植入测试。只有经过大量的人体安全性和有效性测试，一个医疗仪器才可能被批准应用，因此，FDA 的认定 是为该设备最终能应用到人体，迈出了坚实的第一步。
科学思维的核心之一是批判性思考，从专业的角度去看，Neuralink 的侵入式脑机接口技术，有三大局限。
首先，颅骨上挖孔嵌入的电路板下面连着的微电极丝是需要插入到脑组织内部的，除了顶叶运动皮层等比较方便植入之外，稍微深一些的脑组织都是很难去植入的，除非又采用传统的开颅手术。而插入的电极再细，仍然可能会由于胶质细胞结痂现象导致电极信号质量严重下降甚至丧失。
其次，美国FDA对植入人体材料的预期是能在体内维持至少10 年，Neuralink 电极丝用的是柔性高分子新材料，可能需要试验10 年，才能证明给 FDA 看该新材料是否符合标准。而且，马斯克也没有给出对任何一个他的 PPT 里面列出的疾病进行临床试验的具体时间表。
最后一点，是技术层面的。大脑其实是一个浩瀚的小宇宙，拥有近 1000 亿个神经元，单个神经元又通过可多达 1 万个的突触与别的神经元相连。
大脑的工作方式是整体大于部分之和， 智慧和灵魂产生于大脑但又不在具体某一个突触间隙里面。去直接记录 1000 个(Neuralink 目前 的水平)或者 10 万个(Neuralink 的目标)神经元的放电，采用的思路是还原论的，得到的数据本质上是抽样的。
而且，就像麻省理工学院麦戈文脑研究院主任 Desimone 教授今年初在《神经 元》发表的论文指出的一样，无论脑刺激还是光遗传学技术，都不可避免会对想要测量的脑活动本身带入人为的扰动。
要真正实现对高级心智运作的解读，甚至实现意识和记忆的下载上传，最终还要大量结合系统和行为层面的数据，通过整体论的思路，而这正是非侵入式脑机接口技术的优势所在。
马斯克在本次发布会上说的「你需要用一个电的东西去解决脑神经系统的电路问题」，这话很正确，前提是这个电的东西——即脑机接口技术——不能停留在还原论的层面，并能达到医学 和社会伦理对人体对安全性和有效性等的要求。
作者简介
韩璧丞：世界十大顶尖脑机接口公司BrainCo、新型脑控义肢公司BrainRobotics创始人兼CEO，哈佛大学脑科学中心博士生，首位就脑机接口技术接受福布斯专访的华人科学家，与特斯拉的创始人伊隆·马斯克（Elon Musk）一同被美国媒体评为脑机接口领域五位创新者之一 ，入选2017年《麻省理工科技评论》「中国35岁以下科技创新35人」。
拥有10余年使用脑电波EEG、脑磁图MEG和脑成像技术fMRI研究脑疾病的经验，共发表英文学术论文27篇。
高血压没症状需要吃药吗？听听省二院心内科专家怎么说
“是药三分毒”这句话在中国老百姓嘴里代代相传，也没有考究传了多少年，估计有药就应该有了吧！当我们阅读药物说明书，看到密密麻麻的副作用，也会有种不吃药更安全的感觉。
高血压是我们最熟悉的疾病之一，我国从1958年开始，进行了四次全国范围内高血压调查，最近一次是2002年，数据显示，60岁以上人口50% 都患有高血压，18岁以上患病率达24%，而且逐渐低龄化， 甚至有中学生患上高血压。
很多高血压患者都有头晕、头痛、心悸、夜尿多等表现，也有一部分没有任何症状，或是体检中发现，或是无意测血压时发现。那么， 没有任何症状的高血压患者需要服药吗？
要回答这个问题我们必须先了解高血压，看看这个病值不值得我们去吃药，而且有可能一吃就是一辈子。
人类认识血压的300余年最早接受测量血压的是一匹生活在1711年的马，美国牧师、生理学家斯蒂芬·赫尔斯把一匹马绑在门板上放在地上，用一根尾端接着小铜管的玻璃管插入马的颈动脉，血液流入直立的玻璃管达到270厘米的高度，并随马心脏收缩舒张不断上升下降有所变化，就是我们说的高压和低压。
此后的185年里人类尝试了各种测血压的方式，基本都是刺破血管，为此不知道多少人丢了性命。直到1896年意大利医生里瓦罗基发明了血压计，人类终于可以不见血测量血压了。10年后俄国医生尼古拉克罗特稍加改进，基本就是咱们都熟悉的用听诊器听诊、测血压的水银血压计了。
然而，在这段漫长的时间里， 医生始终觉得血压升高是一种代偿机制，不用特别关注——就连美国总统罗斯福的血压亦未受重视，经常在200/100mmHg 左右徘徊，以至于1945年突发脑出血死亡，享年63岁
总统的死也没有得到大家重视， 反倒是精明的美国保险公司发现：血压高于140/90mmHg 的参保人员20 年后比血压120/80mmHg 的人死亡率高1倍，而血压高于165/95mmHg 的人比血压是120/80mmHg 的人死亡率高出2.5倍。
人们逐渐认识到高血压的危害，1959年世卫组织终于定义血压高于160/95mmHg 为高血压，低于 140/90mmHg 为正常血压。到了1998年又修订高血压诊断标准为高于140/90mmHg，这个标准为包括我 国在内的绝大多数国家沿用至今。令世界瞩目的是在2018年底，美国心脏病学会更改新版美国高血压指南，将高血压诊断标准定为高于130/80mmHg。他们之所以更改诊断标准是因为有大量研究数据表明，血压在130-139/80-90mmHg 的人未来发生动脉硬化性心血管事件的几率明显升高，死亡率增加56%，脑卒中风险增加95%，心肌梗塞风险增加99%，降压治疗后血压控制在120/80mmHg 的患者获益最大。血压从115/75mmHg 开始，每往上升高20/10mmHg，冠心病和脑卒中死亡率翻倍升高，所经220/120mmHg，我劝他赶紧服 药，最好再查查原因。哪里知道年轻人脾气暴躁，立马站起身，扭头以美国人更改高血压标准是为了让更多人重视血压。
控制“无形杀手”高血压有着“无形杀手”的恶名，很多心血管疾病追根溯源都有高血压的影子，但接近50% 的患者没有任何症状，所以不能及时发现，即使偶尔发现，很多人都认为没有症状，无需服药。
升高的血压会让动脉加速硬化，心脏超负荷收缩做功，肾脏承担巨大压力，脑血管悄悄的准备堵塞或出血。很多变化不可逆转，一旦出现症状都相当严重，有的直接以牺牲生命为代价，比如大面积脑出血，脑梗死，心肌梗死，主动脉夹层等等。
在我多年的临床工作经历中， 有几个印象很深的年轻患者。一位是酒吧驻唱，身材类似于帕瓦罗蒂， 歌唱得非常好，曲终总有客人敬酒， 小伙子也乐于接受，大家都很开心。但是2年后他开始出现浮肿，来到医院测血压为200/120mmHg，同时发现严重肾衰竭，不得已开始漫长的定期透析治疗。
还有一对情侣。小伙子皮肤白皙，十分帅气，体检发现血压高已经1年了，但他没有任何不适，被女朋友劝着来看病，当时测血压已就走了，怒气冲冲甩给我一句话：不要给我说吃药。小姑娘急得想拉住他，又为难地看看我，我只好说慢慢劝劝他，对你俩都好。望着消失在门口的身影，我为小伙子惋惜，更替那个女孩子担心。
那么治疗高血压真的只有吃药吗？非药物治疗其实比药物治疗更要先行一步，包括减重，适当运动，减压，低盐饮食，戒烟戒酒，保证休息，保持愉快心情等等，都比服药更重要。如果在这些方面都做得无可挑剔血压仍不达标，还是建议按时服药。
科学发展到今天，正规的降压药物副作用很小，多次药物降价后， 一个月的费用基本可以控制在几元到几十元，积极治疗，活成百岁老人并不是梦想，影响我们用药的是对疾病的认识。在高血压这个问题上美国人是讲科学的，他们的高血压控制率达50%~70%，有的地区达到80%，甚至90%，而我国2015年调查显示控制率才16.7%。认识血压人们走过了曲曲折折300年，多少生命的代价，如果还换不来正确对待高血压，一再任性，伤害的是自己，流泪的恐怕还有亲人。
作者简介
孟晓冬：女，1992年毕业于兰州医学院，在省二院从事心内科临床工作28年，主任医师，擅长高血压，冠心病，心力衰竭，心律失常等疾病诊治，临床经验丰富，发表论文10余篇，研究课题2项，获甘肃省医学科技奖2等奖。甘肃省医师协会心力衰竭委员会第一届委员会委员，《医师在线》杂志编委，《人之初》杂志长期撰稿人。
“是药三分毒”这句话在中国老百姓嘴里代代相传，也没有考究传了多少年，估计有药就应该有了吧！当我们阅读药物说明书，看到密密麻麻的副作用，也会有种不吃药更安全的感觉。
高血压是我们最熟悉的疾病之一，我国从1958年开始，进行了四次全国范围内高血压调查，最近一次是2002年，数据显示，60岁以上人口50% 都患有高血压，18岁以上患病率达24%，而且逐渐低龄化， 甚至有中学生患上高血压。
很多高血压患者都有头晕、头痛、心悸、夜尿多等表现，也有一部分没有任何症状，或是体检中发现，或是无意测血压时发现。那么， 没有任何症状的高血压患者需要服药吗？
要回答这个问题我们必须先了解高血压，看看这个病值不值得我们去吃药，而且有可能一吃就是一辈子。
人类认识血压的300余年最早接受测量血压的是一匹生活在1711年的马，美国牧师、生理学家斯蒂芬·赫尔斯把一匹马绑在门板上放在地上，用一根尾端接着小铜管的玻璃管插入马的颈动脉，血液流入直立的玻璃管达到270厘米的高度，并随马心脏收缩舒张不断上升下降有所变化，就是我们说的高压和低压。
此后的185年里人类尝试了各种测血压的方式，基本都是刺破血管，为此不知道多少人丢了性命。直到1896年意大利医生里瓦罗基发明了血压计，人类终于可以不见血测量血压了。10年后俄国医生尼古拉克罗特稍加改进，基本就是咱们都熟悉的用听诊器听诊、测血压的水银血压计了。
然而，在这段漫长的时间里， 医生始终觉得血压升高是一种代偿机制，不用特别关注——就连美国总统罗斯福的血压亦未受重视，经常在200/100mmHg 左右徘徊，以至于1945年突发脑出血死亡，享年63岁
总统的死也没有得到大家重视， 反倒是精明的美国保险公司发现：血压高于140/90mmHg 的参保人员20 年后比血压120/80mmHg 的人死亡率高1倍，而血压高于165/95mmHg 的人比血压是120/80mmHg 的人死亡率高出2.5倍。
人们逐渐认识到高血压的危害，1959年世卫组织终于定义血压高于160/95mmHg 为高血压，低于 140/90mmHg 为正常血压。到了1998年又修订高血压诊断标准为高于140/90mmHg，这个标准为包括我 国在内的绝大多数国家沿用至今。令世界瞩目的是在2018年底，美国心脏病学会更改新版美国高血压指南，将高血压诊断标准定为高于130/80mmHg。他们之所以更改诊断标准是因为有大量研究数据表明，血压在130-139/80-90mmHg 的人未来发生动脉硬化性心血管事件的几率明显升高，死亡率增加56%，脑卒中风险增加95%，心肌梗塞风险增加99%，降压治疗后血压控制在120/80mmHg 的患者获益最大。血压从115/75mmHg 开始，每往上升高20/10mmHg，冠心病和脑卒中死亡率翻倍升高，所经220/120mmHg，我劝他赶紧服 药，最好再查查原因。哪里知道年轻人脾气暴躁，立马站起身，扭头以美国人更改高血压标准是为了让更多人重视血压。
控制“无形杀手”高血压有着“无形杀手”的恶名，很多心血管疾病追根溯源都有高血压的影子，但接近50% 的患者没有任何症状，所以不能及时发现，即使偶尔发现，很多人都认为没有症状，无需服药。
升高的血压会让动脉加速硬化，心脏超负荷收缩做功，肾脏承担巨大压力，脑血管悄悄的准备堵塞或出血。很多变化不可逆转，一旦出现症状都相当严重，有的直接以牺牲生命为代价，比如大面积脑出血，脑梗死，心肌梗死，主动脉夹层等等。
在我多年的临床工作经历中， 有几个印象很深的年轻患者。一位是酒吧驻唱，身材类似于帕瓦罗蒂， 歌唱得非常好，曲终总有客人敬酒， 小伙子也乐于接受，大家都很开心。但是2年后他开始出现浮肿，来到医院测血压为200/120mmHg，同时发现严重肾衰竭，不得已开始漫长的定期透析治疗。
还有一对情侣。小伙子皮肤白皙，十分帅气，体检发现血压高已经1年了，但他没有任何不适，被女朋友劝着来看病，当时测血压已就走了，怒气冲冲甩给我一句话：不要给我说吃药。小姑娘急得想拉住他，又为难地看看我，我只好说慢慢劝劝他，对你俩都好。望着消失在门口的身影，我为小伙子惋惜，更替那个女孩子担心。
那么治疗高血压真的只有吃药吗？非药物治疗其实比药物治疗更要先行一步，包括减重，适当运动，减压，低盐饮食，戒烟戒酒，保证休息，保持愉快心情等等，都比服药更重要。如果在这些方面都做得无可挑剔血压仍不达标，还是建议按时服药。
科学发展到今天，正规的降压药物副作用很小，多次药物降价后， 一个月的费用基本可以控制在几元到几十元，积极治疗，活成百岁老人并不是梦想，影响我们用药的是对疾病的认识。在高血压这个问题上美国人是讲科学的，他们的高血压控制率达50%~70%，有的地区达到80%，甚至90%，而我国2015年调查显示控制率才16.7%。认识血压人们走过了曲曲折折300年，多少生命的代价，如果还换不来正确对待高血压，一再任性，伤害的是自己，流泪的恐怕还有亲人。
作者简介
孟晓冬：女，1992年毕业于兰州医学院，在省二院从事心内科临床工作28年，主任医师，擅长高血压，冠心病，心力衰竭，心律失常等疾病诊治，临床经验丰富，发表论文10余篇，研究课题2项，获甘肃省医学科技奖2等奖。甘肃省医师协会心力衰竭委员会第一届委员会委员，《医师在线》杂志编委，《人之初》杂志长期撰稿人。
#读书[超话]##教你读绘本[超话]##绘本[超话]#
科普类绘本
……《神奇校车》……
适读年龄：3-11岁
2005年新闻出版总署向青少年推荐的100种优秀图书之一，《神奇校车》系列丛书是美国国家图书馆推荐给所有学龄前儿童和小学生的课外自然科普读物，也是全美最受欢迎的儿童自然科学图书。
✨《神奇校车》是美国国家图书馆推荐给所有学龄前儿童和小学生的课外自然科普读物。
✨全美最受欢迎的儿童自然科学图书系列。
✨美国“波士顿环球报——号角出版社”非小说类最有价值童书。
✨荣获波士顿环球图书奖。
✨“全美书商联盟”精选最佳童书。
✨荣获美国《教育杂志》非小说类奇神阅读奖。
✨荣获美国纽约时报书评、亚马逊网读者五星级评论。
✨作者简介:
乔安娜·柯尔和布鲁斯·迪根热爱大自然，他们创作的《神奇校车》系列丛书，表达了自己对科学的热爱。这套科普故事书，以新颖活泼、好玩易懂的形式，带领孩子们进入浩瀚的科学领域，畅游在地球科学、生物科学、太空科学、气象学、古生物学等学科中。#绘本时光计划##儿童教育#
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✨作者简介:
乔安娜·柯尔和布鲁斯·迪根热爱大自然，他们创作的《神奇校车》系列丛书，表达了自己对科学的热爱。这套科普故事书，以新颖活泼、好玩易懂的形式，带领孩子们进入浩瀚的科学领域，畅游在地球科学、生物科学、太空科学、气象学、古生物学等学科中。#绘本时光计划##儿童教育#
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