英意瑞三国科学家创立神经电子互联网马斯克的第三层大脑完成了

大脑与互联网树立衔接、完成数据实时交互，没收不再仅仅一种幻想了。

实际上，大脑的功用依赖于神经元回路，神经元之间相触摸的部位就是突触，在结合信息传递与检阅存储、处理方面起着要害作用。而电子学在仿照神经元和突触以及脑机接口方面取得了重要发展。

近来，英国、意大利和瑞士的研讨人员一起创立了一个混合神经网络，运用互联网将信号从生物神经元传输到人工神经元。当地时间 2020 年 2 月 25 日，科学杂志《落落大方·科学陈述》刊登了该研讨团队名为 Memristive synapses connect brain and silicon spiking neurons（检阅突触衔接大脑和硅尖峰神经元）的论文。

经过互联网衔接生物神经元和人工神经元

雷锋网了解到，该论文首要介绍了仿照实在突触的传递和可塑性的大脑和硅尖峰神经元之间的检阅联络。

值得一提的是，这项研讨由三国研讨者一起完成：

英国南安普敦大学开发了纳米级忆阻器，仿照突触；

意大利帕多瓦大学培养了生物（老鼠）神经元；

瑞士苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院协作，在硅微芯片上创立了人工神经元，经过运用忆阻器创立的混合神经网络，使得人工神经元和生物神经元可以双向实时通讯。

详细来讲就是，研讨人员运用与金属薄膜氧化钛微电极配对的忆阻器，将硅神经元衔接到老鼠海马体的神经元上（如下图所示），然后证明了一个三神经元脑-硅网络，其间忆阻突触阅历了由神经元放电速率驱动的长时间增强或按捺。

依据上述描绘，咱们不难看出这项研讨中的一个要害元素就是纳米级忆阻器。

通常情况下，尖峰处理由根据数字冯·诺依曼（Von Neumann）的硬件运转统核算法来办理。可是，依赖于近生物的尖峰信号及处理战略，神经形状电子器件和结构可以说是相对更好的核算挑选。

以此为根底，研讨人员发现了纳米级忆阻器仿照突触的可塑性，而用来仿照脑突触的尖锋电位传递和可塑性进程的，正是钛衔接。

如下图所示，这个体系其实是一条单向电路——钛忆阻器 MR1 存储突触权重作为阻性状况，超薄电容微电极 CME 将影响传递给生物神经元，并经过检阅权重进行调理。BN 尖峰由膜片钳微电极记载，然后由忆阻器 MR2 处理，而且经由电流注入，终究传输到第二硅神经元 ANpost。

而别的一个重要元素则是人工神经元。据悉，人工神经元被摆放在硅微芯片上。类似于生物神经元，人工神经元可以发送、接纳可读取和丈量的信号。

雷锋网了解到，这是全球初次以这样的方法完成了人工神经元和生物神经元的跨国衔接。研讨人员一起也指出，期望这项研讨成为神经电子互联网的初步。

关于这一打破，南安普顿大学纳米技能教授兼电子前沿中心主任 Themis Prodromakis 表明：

咱们对新发展感到十分振奋。一方面，它为落落大方进化进程中从未遇到过的新场景奠定了根底，在该场景中生物和人工神经元相互衔接并在全球网络中进行沟通；另一方面，它为神经修正技能带来了新的远景，为研讨用 AI 芯片替代大脑功用反常的部分铺路。

马斯克：构建第三层大脑

实际上，上述「神经电子互联网」也是特斯拉公司 CEO、SpaceX 公司 CEO 兼 CTO、太阳城公司董事会主席埃隆·马斯克（Elon Musk）的一个脑洞。

众所周知，人类大脑分为两层：

边缘体系：用于操控情绪、长时间的检阅和行为等；

大脑皮质：处理杂乱思维、推理和长时间规划。

对此，马斯克以为，实际上咱们的大脑还有第三层——人类没收离不开的核算机、手机等数字化设备。因而他提出了“脑机接口”的概念，让人脑与电脑相连，完善人类大脑的第三层，对别的两层进行弥补。

作为一个实干家，2017 年马斯克便树立了脑机接口公司 Neuralink。

Neuralink 建立之初，旨在协助患有严峻脑损伤的人（如中风、癌症、先天性疾病患者等）。在大脑中植入设备后，患者即可自行操控手机或核算机。

2019 年 7 月 16 日 Neuralink 的发布会上，马斯克泄漏没收有一只参加实验的山公可以用大脑来操控电脑了，一起还介绍了已推出的首要技能（详见雷锋网此前报导）：

宽度仅为 4-6 μm、可以传输很多数据的 Thread；

神经外科机器人，每分钟能向大脑刺进包含 192 个电极的 6 个 Thread；

定制芯片，能更好地读取、整理、扩大来自大脑的信号；

N1 传感器，可嵌入人体并以无线方法传输数据，读取比当时根据有线体系更少的神经元——人脑中将植入四个传感器（三个坐落运动区域，另一个坐落体感传感器区域），它们无线衔接到安装在人耳后的外部设备，受 iPhone 使用程序操控。

实际上，Neuralink 渐渐的开端在小白鼠上进行实验，假如渠道安稳的话，将经过机器人手术对 Thread 进行植入。当然，这一进程需求美国食品药品监督办理局的审阅。

不过，研讨脑机接口的并非只要 Neuralink 公司，Facebook 的 Building 8 部分、麻省理工学院等大学、研讨机构现在都在做着这方面的尽力。

在雷锋网修改看来，考虑到包含无线传输在内的工程阻止、人类对大脑的知道程度、大众对这类技能安全性的忧虑等等，完成脑机衔接绝非易事。

正如马斯克自己所说：

科技不会自己前进，科技前进需求支付，需求远大的方针和很多的辛勤工作，需求有巨大的梦想来激起人们去发明。

参考资料：