科普|腦機(jī)接口設(shè)備植入人體大腦前景如何
新華社洛杉磯1月29日電(記者譚晶晶)美國“神經(jīng)連接”公司剛剛進(jìn)行了其腦機(jī)接口設(shè)備的首例人體移植,引發(fā)廣泛關(guān)注。腦機(jī)接口是怎樣的技術(shù)?能給人類帶來哪些幫助?研發(fā)進(jìn)展和前景如何?
美國知名企業(yè)家埃隆?馬斯克29日表示,他旗下的腦機(jī)接口公司“神經(jīng)連接”公司28日進(jìn)行了腦機(jī)接口設(shè)備的首例人體移植,移植者目前恢復(fù)良好。
據(jù)馬斯克介紹,“神經(jīng)連接”公司的首款腦機(jī)接口產(chǎn)品名為“心靈感應(yīng)”,大腦植入設(shè)備后,只需通過意念就能控制手機(jī)、電腦,并通過它們控制幾乎所有設(shè)備。失去四肢功能的人群將是這款產(chǎn)品的首批使用者。
“腦機(jī)接口”是一種變革性的人機(jī)交互技術(shù),其工作原理是采集腦部神經(jīng)信號并分析轉(zhuǎn)換成特定指令。通常人或動物大腦要依賴神經(jīng)和肌肉向外部環(huán)境輸出指令,而這種技術(shù)能夠在大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建直接的連接,實(shí)現(xiàn)“腦”與“機(jī)”之間的直接信息交換。
腦機(jī)接口設(shè)備的重要功能包括幫助治療記憶力衰退、頸脊髓損傷及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病,幫助有運(yùn)動功能障礙的患者、癱瘓人群恢復(fù)部分能力,甚至幫助他們重新行走,改善和提升他們的生活質(zhì)量。隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展,其在醫(yī)療領(lǐng)域與非醫(yī)療領(lǐng)域的潛在應(yīng)用場景也在不斷擴(kuò)展,包括監(jiān)測與評估大腦狀態(tài)、調(diào)控神經(jīng)、增強(qiáng)感官能力、提高游戲的操控性以及用于教育、軍事等領(lǐng)域。
目前,腦機(jī)接口技術(shù)按照其是否需要侵入大腦以及侵入的程度分為非侵入式、侵入式、半侵入式三類。“神經(jīng)連接”公司相關(guān)產(chǎn)品為侵入式。馬斯克表示,初步結(jié)果顯示,植入的腦機(jī)接口設(shè)備檢測神經(jīng)元相關(guān)活動的前景很好。
腦機(jī)接口設(shè)備的潛在功能強(qiáng)大,但其植入人體的安全性一直引發(fā)爭議和擔(dān)憂。通過開顱植入電極具有很大風(fēng)險(xiǎn),并且異物侵入還可能引發(fā)免疫反應(yīng)和形成疤痕組織,也可能因此影響電極信號質(zhì)量。
為此,“神經(jīng)連接”公司進(jìn)行了動物實(shí)驗(yàn)。2020年8月,馬斯克曾在線直播展示了大腦被植入腦機(jī)接口設(shè)備的小豬,其腦部活動信號可以被實(shí)時(shí)讀取。腦部植入設(shè)備后又取出的小豬表現(xiàn)健康,與普通小豬相比沒有明顯差異。2021年又有報(bào)道說,“神經(jīng)連接”公司將一塊微芯片植入猴子大腦,讓其能夠通過意念玩電子游戲。
自2019年以來,馬斯克多次預(yù)測“神經(jīng)連接”公司將很快獲批啟動人體臨床試驗(yàn)。但直到2023年5月,美國食品和藥物管理局才為其人體試驗(yàn)亮綠燈。同年9月,該公司開始為其首次腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)招募參與者。
據(jù)“神經(jīng)連接”公司介紹,其研究項(xiàng)目全稱為“精準(zhǔn)機(jī)器人植入腦機(jī)接口”,是一項(xiàng)關(guān)于完全可植入的無線腦機(jī)接口醫(yī)療設(shè)備的試驗(yàn),旨在評估植入物和手術(shù)機(jī)器人的安全性,并評估腦機(jī)接口的初始功能,幫助癱瘓者用大腦的意念控制外部設(shè)備。在這項(xiàng)研究中,手術(shù)機(jī)器人負(fù)責(zé)將植入物的超細(xì)柔韌線植入控制運(yùn)動意圖的大腦區(qū)域,以記錄大腦信號并將其無線傳輸?shù)浇獯a運(yùn)動意圖的應(yīng)用程序。
“神經(jīng)連接”公司稱,這項(xiàng)研究旨在通過創(chuàng)建通用的大腦接口,幫助那些有特殊需求的人群,包括因頸部脊髓損傷或肌萎縮側(cè)索硬化癥(俗稱“漸凍癥”)而四肢癱瘓的人群等。
盡管腦機(jī)接口技術(shù)已取得較大進(jìn)展,具有廣闊的想象空間,但距離真正的大規(guī)模商用還需要跨越很多障礙,不僅包括實(shí)用性的技術(shù)瓶頸,還包括倫理、隱私、社會公平等方面的問題。
據(jù)美國媒體報(bào)道,除“神經(jīng)連接”公司外,還有多家美國公司在研發(fā)腦機(jī)接口技術(shù),有的公司也已開展了人體臨床試驗(yàn)。
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