让患者用意念打游戏,除了马斯克Neuralink,他们也能做到

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作者丨博雯

编辑丨海腰

图源丨Midjourney

1月30日早上6点,马斯克正式宣布,旗下脑机接口公司Neuralink完成了首例人类大脑植入手术,“志愿者目前恢复良好”。

而3月21日,这位志愿者首次出现在了大众眼前——

29岁的阿尔博,高位瘫痪8年,在直播中却可以在没有任何设备和外部连线的情况下,直接移动电脑屏幕上的光标,下国际象棋,暂停正在播放的音乐,甚至自曝“熬夜玩了8个小时的《文明6》”,一直玩到早上六点。

“心灵感应(Telepathy)——通过它,只需思考就能控制计算机,玩电子游戏。”马斯克在转发这段直播时,自豪地介绍Neuralink的第一款产品。

这距Neuralink人体临床研究的首批志愿者招募开启,刚刚过去6个月;距上一位测试者公开——一只大脑植入芯片后可以用计算机玩弹球游戏的猴子来说,过去了3年;而距Neuralink团队在最初成立时宣告要将大脑与计算机全面连接,使大脑拥有一顶“巫师帽”,已经过去了8年。

在这段时间里,意念写字、失语者“开口”、通过大脑植入物治疗抑郁症……脑机接口,这项游走于虚拟与现实之间的技术,正越来越频繁地出现在大众的视野中。

手术第二天就出院

最受瞩目的当然还是马斯克的Neuralink。21日上传的这条9分钟出头的直播视频,到现在已有超过2000万的查看,600万的播放。

视频中的主角阿尔博全名Nolan Arbaugh,今年29岁,在大约8年前的潜水事故中,他完全丧失了四肢运动能力,肩膀以下完全瘫痪。此后,他在日常行动和操作手机电脑等电子器件时,必须依靠亲友的帮助,或者自己在嘴里叼一个小棒。

他在今年1月接受了Neuralink的手术——全名是机器人精确植入脑机接口(PRIME)——切除了一部分头骨,将23mm x 8mm大小且包含了1024个电极的圆盘状植入物放入了大脑,然后在第二天顺利出院。

随后,他就开始接受训练。在8年的瘫痪生涯中,阿尔博无法在物理世界中移动他的四肢,但现在,他需要尝试在脑海中“想象”着移动他的右手:向左、向右、向前,再返回。等熟悉了这种感觉,再盯着电子屏幕上的光标,去控制它的移动。

“就像是对光标使用‘原力’一样,只要我盯着屏幕上的某个地方,就能把光标移到那里去。”阿尔博说。

在熟悉了通过“意念”或“思考”控制电子设备之后,阿尔博首先捡起了他非常喜欢的文明系列游戏,在此之前,即使是有亲友或其他器械辅助,他也得时不时地调整姿势,转移重心,而现在,他可以躺在床上随心所欲地玩《文明6》,甚至可以一连玩8个小时——这甚至不是他的极限,因为阿尔博抱怨说,当前最大的限制还是使用8个小时后,必须给脑内植入物充电。

而在聊到未来时,阿尔博笑着透漏了他今年万圣节的计划:他准备扮成X教授。因为他认为,自己与电影《X战警》中的这位角色一样,同样坐在轮椅上,也同样拥有“心灵控制”一类的超能力!

“我们遇到了一些问题,但我并不希望人们认为那就是旅途的终点,”直播结尾,阿尔博对无数和自己处境相似的病友这样说。

“我也希望那些正在考虑申请的人能为解决这一问题尽自己的一份力量……事实上,我当时参与其中的原因,只是因为我想成为某件事的一部分——某件重要到足以改变世界的事。”

Neuralink八年:从猴鼠猪到人

在公布上述最新进展时,马斯克也透漏了Neuralink的下一个产品——Blindsight,正如其名,同样是通过脑机接口让盲人恢复“视力”。

无论是Neuralink首位人类志愿者手术成功,还是未来的Blindsight,都是让人兴奋的新进展,但除了马斯克的转发和直播中担任提问者的Neuralink工程师之外,并没有更多手术细节信息透露。

事实上,当前我们对于Neuralink以及其脑机接口项目的绝大多数认知,都仍来自于2019年发布的马斯克一作的论文《An Integrated Brain-Machine Interface Platform With Thousands of Channels》。

这篇论文提出,当前脑机接口主要通过大脑植入物、覆盖大脑表面的其他电子设备这两类方式来建立连接通路,而Neuralink团队选取了前者——一种完全植入式的无线脑机接口技术。

他们希望通过Neuralink脑机接口技术,能够让瘫患患者实现思想控制外部设备,目前暂定键盘和光标。同时发明了两款设备:植入物和手术机器人。

植入物是一个带着“细线”的23mm x 8mm大小的硬币状圆盘,“细线”本质上是具有生物相容性的薄膜材料制造的微小位移神经探针,共有64根,共包含1024个电极,用于实现信号的采集和放大。

而手术机器人则是Neuralink专为植入柔性探针而开发的,这种机器人在其400mm × 400mm × 150mm的行程三轴平台上镶嵌有一个植入头,能够自主避开血管并从分散的大脑区域穿透脑膜和脑组织,输送植入物,每分钟能植入6根“细线”(探针)。

在2023年5月,公司宣布正式获得FDA(美国食品药品监督管理局)批准,启动首个人体临床研究。2023年9月,这项人体临床研究的首批志愿者招募正式开启。根据官网信息,这项人体临床研究项目总共持续约6年时间,主要面向因颈脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症而导致四肢瘫痪的患者。

除此之外,我们就只知道Neuralink团队自2016年成立以来,一直进行的是动物实验:2019年由马斯克主持召开了Neuralink首个发布会,发布了那篇著名的论文,并成功将芯片植入活体小鼠脑中;2020年,在活猪脑内植入芯片,通过脑内植入芯片实时传输脑电波数据,根据不同的峰值来分析小猪的脑部活动;2021年,再次将芯片植入一只猕猴脑中长达六周,使得猴子可以通过脑中芯片在计算机上玩弹球游戏。

直到2024年的3月,首个人类志愿者宣布手术成功。

对此,有海外医学界人士表示,并未在美国临床试验注册机构的官方网站ClinicalTrials.gov看到Neuralink实验的信息。也有医学救助领域的基金会呼吁Neuralink能够通过严肃的科学报告公布更多的技术细节。

多家竞速:最早始于2001年,国内已能“调节情绪”

大众很兴奋,学界和行业却较为冷静。

德克萨斯大学西南医学中心神经外科系主任Nader Pouratian表示,几十年来,脑机接口领域已经有了很多进展,比如在二维空间中控制光标——对于业内人士来说,只要能获得任何大脑信号,就能做到这点。

“学术界和行业内对于技术的透明度,将是脑机接口进步的关键。”Pouratian说。

事实上,Neuralink光环之下,还有无数公司在朝着那个终局而竞速。

比Neuralink晚一年成立的Synchron,总部位于美国纽约,脱胎于墨尔本大学的一个实验室。这家公司的主要研究方向为神经恢复、神经调控和神经诊断。

2019年,Synchron在澳大利亚对四名渐冻症患者进行了实验,术后患者可完成发送电子邮件或推文,也可以访问网上银行、完成远程医疗访问等操作。一年之内的观察数据并未显示有任何不良反应。

在2023年7月,Synchron公司开发的用以植入大脑的传感装置Stentrode获得FDA的批准,开始进行人体临床试验。该设备会插入人体颈静脉以收集神经信号,然后用于控制计算机鼠标和键盘。这也是全球第一家获得FDA批准对永久植入性设备进行人体临床试验的脑机接口公司。

【图示】核心产品Stentrode,直径8毫米,长度40毫米,能够携带16个电极

位于美国犹他州盐湖城Blackrock Neurotech,成立于2008年,其核心产品犹他阵列(一种硬质电极)已成功在灵长类动物体内进行了10多年的长期记录,以及在人体内进行了7年的长期记录。

截至目前,Blackrock Neurotech已为约50位人类志愿者植入了这种电极,植入之后可以控制机器人手臂和轮椅,玩视频游戏,甚至会拥有触觉。

而成立于2001年的BrainGate更是脑机接口领域的泰斗公司,隶属于塔夫茨大学 (Tufts University),目前已获得FDA的脑机接口技术人体试验研究设备豁免。

“BrainGate”既是公司成立时对技术的最初构想,即“用电线将人脑和大型主机相连”,也是其核心产品的名字:包括一个植入大脑的100个电极的微电极阵列,和另一个连接到假肢或存储设备的外部解码设备。

2021年,团队的“意念打字”研究还登上了Nature封面,号称每分钟写90个字符,准确率高达99.1%。

2023年,BrainGate发布了一份植入神经接口系统临床试验的安全记录结果,其中详细记载了团队从2004年到2021年的14位接受实验的志愿者的情况。其装置植入的平均持续时间为872天,产生了12203天的安全试验。有68例装置相关不良事件,包括6例装置相关严重不良事件。

而国内在脑机接口方面也有人体临床试验的成果。

2022年,上海瑞金医院针对身患难治性抑郁症长达17年的吴先生进行了治疗,该项实验全名是“脑机接口神经调控治疗难治性抑郁症临床试验”,会在脑中植入两条电极,从颈部皮下引入到胸口处,再在胸腔植入一个脑起搏器,将两个设备相连。

在医生的帮助与调整下,患者可以找到一种适合自己的神经刺激模式,通过调整刺激参数的装置来调节自己的情绪。

这一项目由瑞金医院功能神经外科专家联合上海精神卫生中心、中科院神经科学研究所、剑桥大学及神经调控器械研发公司共同推进,在2020年通过伦理审核,旨在通过脑机接口技术解决一些重大神经系统疾病和功能障碍的问题。目前,已有23名难治性抑郁症患者接受了这一手术,经过两年多的治疗,抑郁症状的平均改善率超过60%。

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敬畏与常识03-22 18:28

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