1 月 30 日，Neuralink 公司創(chuàng)始人埃隆馬斯克（Elon Musk）公布，該公司已將首顆腦機(jī)接口芯片植入人體，患者正處于良好的恢復(fù)狀態(tài)中，“初步結(jié)果表明神經(jīng)元尖峰檢測(cè)很有前景”。
同日，來自清華大學(xué)和首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱“宣武醫(yī)院”）的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，也在官網(wǎng)上發(fā)文表示，“首例患者腦機(jī)接口康復(fù)取得突破性進(jìn)展”。
據(jù)了解，該患者是一名年逾五十的中年男性，十多年前曾因遭遇車禍而導(dǎo)致頸椎處脊髓完全性損傷，此后常年處于四肢癱瘓狀態(tài)。（編者注：脊髓完全性損傷在美國(guó)脊髓損傷協(xié)會(huì)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中屬于 A 級(jí)，即沒有任何感覺或運(yùn)動(dòng)功能保留的完全性損傷。）
2023 年 10 月 24 日，在宣武醫(yī)院趙國(guó)光院長(zhǎng)、單永治主任團(tuán)隊(duì)的主持下，他接受了由清華大學(xué)洪波教授帶隊(duì)研發(fā)的無線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口 NEO（Neural Electronic Opportunity）首例臨床植入試驗(yàn)。
圖丨無線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口 NEO 系統(tǒng)及其體內(nèi)系統(tǒng)（來源：清華大學(xué)官網(wǎng)）
在醫(yī)生的手術(shù)操作下，如上圖所示的這兩顆腦機(jī)接口處理器被埋入到該患者的顱骨里，電極則被放置在位于顱骨和大腦皮層之間的大腦硬膜外，從而實(shí)現(xiàn)在無線微創(chuàng)的設(shè)計(jì)下，采集來自大腦感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)域的神經(jīng)信號(hào)。
術(shù)后觀察期過后，患者返回家中，并繼續(xù)進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)三個(gè)月的康復(fù)訓(xùn)練。
據(jù)介紹，在長(zhǎng)期應(yīng)用的過程中，體外系統(tǒng)能在頭皮外獲取由體內(nèi)系統(tǒng)采集到的神經(jīng)信號(hào)，并將其傳送到電腦或手機(jī)上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口通信；而被植入顱骨內(nèi)的體內(nèi)系統(tǒng)，則能夠在無需電池的情況下，供患者終生使用。
公開資料顯示，從使用結(jié)果來看，目前這位男性患者能夠借助腦電活動(dòng)控制氣動(dòng)手套的方式，完成自主喝水等簡(jiǎn)單動(dòng)作，并且抓握準(zhǔn)確率達(dá) 90%。
圖丨患者通過無線微創(chuàng)腦機(jī)接口成功實(shí)現(xiàn)腦控抓握（來源：清華大學(xué)官網(wǎng)）
另外，值得一提的是，繼開展首次腦機(jī)接口臨床植入試驗(yàn)之后，2023 年 12 月 19 日，由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院賈旺教授團(tuán)隊(duì)主持的第二例脊髓損傷患者植入試驗(yàn)也已成功完成，目前患者正居家康復(fù)訓(xùn)練中，神經(jīng)信號(hào)接收正常。
實(shí)際上，腦機(jī)接口技術(shù)并非一項(xiàng)新技術(shù)，而是已經(jīng)擁有幾十年的發(fā)展歷史。
簡(jiǎn)單來說，其主要基于大腦電活動(dòng)與計(jì)算機(jī)、機(jī)器人等外部設(shè)備的直接通信，來研究如何增強(qiáng)和修復(fù)人類的認(rèn)知或感覺運(yùn)動(dòng)功能。
換言之，該技術(shù)允許受試者僅借助意念控制應(yīng)用程序或設(shè)備，不僅有助于治療脊髓損傷、肌萎縮側(cè)索硬化等疾病，還可以拓展人腦信息處理能力，因而有望實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。
當(dāng)下根據(jù)侵入程度的不同，腦機(jī)接口技術(shù)也存在不同的方式，其一，在頭骨外進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)的非侵入式腦機(jī)接口；其二，在大腦皮層表面接收信號(hào)的半侵入式腦機(jī)接口；其三，在腦組織內(nèi)功能區(qū)接收信號(hào)的侵入式腦機(jī)接口。
所以，從這一維度來看，雖然 Neuralink 與清華大學(xué)和宣武醫(yī)院的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)都完成了首例腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)，但兩者卻有所不同。
具體來說，前者屬于侵入式腦機(jī)接口，能夠接收到清晰精確的神經(jīng)信號(hào)，不過也容易形成疤痕組織，增加慢性感染、癲癇發(fā)作等疾病的風(fēng)險(xiǎn)；后者屬于半侵入式腦機(jī)接口，相較前者的安全性更高，不會(huì)給大腦細(xì)胞帶來損傷，但獲得的神經(jīng)信號(hào)質(zhì)量有限，只能支持自主喝水等較為簡(jiǎn)單的活動(dòng)，而無法進(jìn)行更加復(fù)雜的活動(dòng)。
可以看出，后者是在信號(hào)質(zhì)量、安全性和產(chǎn)業(yè)落地等基礎(chǔ)上的折衷考慮。
一直以來中國(guó)對(duì)腦科學(xué)領(lǐng)域的研究非常重視，該領(lǐng)域的研究人員以及身患重度癱瘓和神經(jīng)退行性疾病的患者，也希望相關(guān)技術(shù)能夠快速推向臨床階段。
如今，侵入式及半侵入式兩種類型的腦機(jī)接口均已進(jìn)入臨床試驗(yàn)，給該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用帶來了更大的希望。
不過，需要說明的是，基于安全可控性、手術(shù)接受度、植入便利性等多方面問題的考量，半侵入式腦機(jī)接口或?qū)⒊蔀楸惹秩胧侥X機(jī)接口更快實(shí)現(xiàn)商業(yè)落地的技術(shù)路徑。
參考資料：
https://twitter.com/elonmusk
https://en.wikipedia.org/wiki/Brain%E2%80%93computer_interface
https://cumming.ucalgary.ca/research/pediatric-bci/bci-program/what-bci
運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍
