100万个神经元将与计算机直接对话
来源:科技日报 日期:2017-07-12
7月11日,美国国防部公布了一项投资6500万美元的“脑芯片”计划,希望研究人员开发一种脑机接口,让人脑与计算机直接相连,为战士提供“超级感受”。英国《每日邮报》、美国电气与电子工程师协会(IEEE)《光谱》杂志等多家外媒关注了此事。
美国国防部高级研究计划局(DARPA)官员称,该项目的目标,就是让这种可植入系统在大脑和计算机之间提供精准的双向通信,二者将直接对话。
那么,该计划的最大技术亮点是什么?相比目前的大脑植入物的优势何在?未来的成果可以用于哪些现实场景?
并行链接100万个神经元
现在最好的脑植入物,比如瘫痪病人用来控制机器人手臂的实验系统等,只能记录几百个神经元。
而DARPA的计划是通过先进的神经接口来并行接触超过100万个神经元,让高级神经元器件提供较高保真度、分辨率和精确度的感官界面。
“这将有助于加深DARPA对大脑的生物学属性、复杂性和功能的理解。”项目负责人菲利普·阿尔沃尔达说。
他介绍,该计划的第一阶段重点是在脑机接口的硬件、软件及神经科学方面取得重大突破,并开始在动物和培养细胞上进行测试;第二阶段,要求持续深化基础研究,与此同时整合取得的进展,开发可用于在人体上进行安全测试的新设备。
现在,美国布朗大学、哥伦比亚大学、视觉与听觉基金会、约翰·皮尔斯实验室、加州大学伯克利分校和Paradromics公司等机构,将获得DARPA数百万至上千万美元的资助,其中四个团队将重点放在视觉感受上,两个团队将关注听觉和语言系统的增强。
与每个神经元清楚地单独通信
目前,批准用于人类神经界面的芯片只能容纳100个信道,每个信道中聚合了来自数万个神经元的信号,结果是嘈杂且不准确。
相比之下,DARPA要开发的硬件,要在不超过一立方厘米的区域内实现通信链路,可以在大脑的指定区域与100万个神经元中的任何一个清楚地单独通信。
为了做到人脑与芯片充分相容、信号畅通无阻,获得资助的硅谷公司Paradromics,计划于2018年公布其设计的名为“NIOB”的无线芯片组,其中,将包含4个芯片和20万个微型元件,以保证信息的实施有效传输。
100万个神经元虽然仅占大脑总共86亿个神经元的一小部分,但处理起信号来也并非易事。