作者 | 汪詰

圖源 | 如非注明，則圖片采購自 Depositphotos，科學(xué)聲音已購買正版授權(quán)

不知道大家是否還記得 2020?年 8 月 28 日的一個(gè)全網(wǎng)熱點(diǎn)新聞？美國神經(jīng)鏈?（Neuralink）?公司召開了一場(chǎng)關(guān)于腦機(jī)接口最新成果的發(fā)布會(huì)，馬斯克作為投資人親自主持了這場(chǎng)發(fā)布會(huì)。他們發(fā)布的成果是一個(gè)大小相當(dāng)于四枚一元硬幣堆疊起來的腦機(jī)接口。他們?cè)谝活^豬的頭骨上打了個(gè)洞，嵌入了這個(gè)小東西。這個(gè)腦機(jī)接口最多支持 1024 個(gè)信道，具備接收和發(fā)送腦波信息的功能。神經(jīng)鏈公司展示了他們通過這個(gè)腦機(jī)接口傳遞的信息，成功判斷出豬行走時(shí)每個(gè)關(guān)節(jié)的位置信息。

開的“腦洞”與要植入的腦機(jī)接口產(chǎn)品的示意圖

就是這么一個(gè)其實(shí)并不算特別重大的成果，2 年多前在互聯(lián)網(wǎng)上掀起了一個(gè)大熱點(diǎn)，幾乎所有的主流媒體都報(bào)道了，自媒體那就更是嗨翻了，似乎電影《黑客帝國》中的情節(jié)很快就要實(shí)現(xiàn)了。

到了 2022 年 12 月，馬斯克又高調(diào)地發(fā)布了神經(jīng)鏈公司關(guān)于腦機(jī)接口的最新進(jìn)展：一只名叫 Sake 的受試猴子，通過植入體內(nèi)的腦機(jī)接口設(shè)備打出了當(dāng)天活動(dòng)的標(biāo)語“welcome to show and tell”，接著又打出了另一句“can i please have snacks”（可以給我一點(diǎn)零食嗎）。最后，Sake 親自選擇了自己想要的獎(jiǎng)勵(lì)——葡萄。這一連串完整的展示，在呈現(xiàn)技術(shù)的同時(shí)，引發(fā)了巨大的倫理爭(zhēng)議。

馬斯克在發(fā)布會(huì)上展示

"Elon Musk Presenting the Neuralink Vision" by jurvetson is licensed under CC BY 2.0.

早在 2022 年 2 月，神經(jīng)鏈公司就遭到了動(dòng)物保護(hù)組織的指責(zé)，這些組織稱神經(jīng)鏈公司的可怕實(shí)驗(yàn)讓猴子遭受了“極大的痛苦”：有的猴子缺了手指和腳趾，“可能是由于自殘或其他一些未指明的創(chuàng)傷”；有的猴子頭骨被鉆了洞，隨后引發(fā)血性皮膚感染，不得不被安樂死[1]。這些血淋淋的場(chǎng)景光看文字就已讓人非常不適，更別提后續(xù)可能進(jìn)行的人體實(shí)驗(yàn)了。

這些爭(zhēng)議讓腦機(jī)接口一度走在風(fēng)口浪尖，引起很多人的關(guān)注。相比之下，“2023 年 5 月 4 日，全球首例非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京取得成功”的消息，在網(wǎng)上收獲的反饋，就要平淡得多。實(shí)際上，在我看來，我國取得的這項(xiàng)成果比上面說的神經(jīng)鏈公司的兩項(xiàng)成果意義更大，而且遠(yuǎn)非那么“血腥”，很值得大家了解一下。

腦機(jī)接口從理論上來說可以有三種形式：

第一種：侵入式。也就是要在顱骨上鑿洞，把設(shè)備直接插入腦子，像剛才提到的神經(jīng)鏈公司受試的豬和猴子都是這種。

第二種：非侵入式。它就像是罩在頭上的一個(gè)網(wǎng)，使用者就像戴帽子一樣使用它。

第三種，也就是我們今天要介紹的這種，叫做“介入式”，它是介于侵入式和非侵入式之間的一種方式。

“介入式”這個(gè)詞其實(shí)是一個(gè)醫(yī)學(xué)專有名詞，它是一種特殊的手術(shù)方式。介入手術(shù)，很多人可能不太熟悉，這其實(shí)是一項(xiàng)上世紀(jì) 80?年代新發(fā)展出來的醫(yī)學(xué)技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在，介入科已經(jīng)可以和內(nèi)科、外科并列成為了臨床醫(yī)學(xué)的三大支柱性學(xué)科。

如果做最粗淺的介紹的話，內(nèi)科就是吃藥，外科就是做手術(shù)。內(nèi)科吃藥，藥物會(huì)通過血液流到全身。外科手術(shù)就是把病變的病灶切除，可以只針對(duì)有問題的組織進(jìn)行治療。而介入科，它會(huì)利用遍布全身的血管系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)治療，理論上是可以精準(zhǔn)抵達(dá)人體的任何位置的。

介入科醫(yī)生會(huì)先對(duì)需要?jiǎng)邮中g(shù)的地方進(jìn)行放射性造影，這樣就有了這個(gè)部位的血管“地圖”。

血管“地圖”

然后醫(yī)生會(huì)在目標(biāo)附近的靜脈上開上一個(gè)非常非常小的孔，把一根特別細(xì)的導(dǎo)管深入到血管中。

醫(yī)生準(zhǔn)備放置導(dǎo)管

接著再一點(diǎn)一點(diǎn)把導(dǎo)管伸到有病灶的地方，如果用藥的話，藥物就可以只作用于導(dǎo)管頭的附近，這樣就可以實(shí)現(xiàn)"精準(zhǔn)打擊"。想要移除病灶，也可以把向病灶運(yùn)輸養(yǎng)料的血管堵死，餓死病灶，實(shí)現(xiàn)類似外科手術(shù)切割的效果。

患者介入手術(shù)后留下的傷口

比如，現(xiàn)在醫(yī)院中非常常見的安裝血管支架的手術(shù)，就是這種介入式手術(shù)。雖然也叫手術(shù)，但它主要利用的是身體本來就有的血管系統(tǒng)去抵達(dá)“目的地”，創(chuàng)口極小，就像是用粗一點(diǎn)的針頭打了個(gè)針眼。手術(shù)完了貼個(gè)創(chuàng)可貼就行，也不需要多長時(shí)間恢復(fù)，大多休息一兩天就可以正常生活了。

典型的介入式手術(shù)，血管支架安裝示意圖

可以說，介入式腦機(jī)接口同時(shí)取得了侵入式和非侵入式的長處，又同時(shí)避開了兩者的短處，我個(gè)人非?？春眠@個(gè)方向。

侵入式腦機(jī)接口最大的問題是舒適性和安全性的問題，畢竟是要在顱骨上打洞啊，這可不是鬧著玩兒的。

非侵入式腦機(jī)接口最大的問題是信號(hào)的失真問題，畢竟隔著顱骨，信號(hào)大大衰減，有些信號(hào)從理論上就獲取不到。

腦機(jī)接口向電腦傳輸信號(hào)的示意圖

"Brain-computer?interface?schema"?by?Balougador?is?licensed?under?CC?BY-SA?4.0.

我國取得成功的這次實(shí)驗(yàn)，是由南開大學(xué)段峰教授團(tuán)隊(duì)牽頭做出的。他們?cè)诤镒宇i靜脈開了個(gè)小口，然后通過導(dǎo)管將傳感器固定在了猴子運(yùn)動(dòng)皮層腦區(qū)血管壁上。這個(gè)手術(shù)聽起來容易，做起來難度極高，需要相當(dāng)多的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)才能完成。所以這次實(shí)驗(yàn)的手術(shù)是由解放軍總醫(yī)院吳東東的專業(yè)醫(yī)師團(tuán)隊(duì)操作完成的。

成功抵達(dá)猴子大腦的傳感器是一個(gè)腦控機(jī)械臂的傳感器，擁有了這個(gè)傳感器的猴子，可以用意念控制機(jī)械臂把食物送到嘴邊。

其實(shí)，段峰教授團(tuán)隊(duì) 2022 年就已經(jīng)在羊的身上完成了首例介入式腦機(jī)接口動(dòng)物試驗(yàn)。而這一次，重要的是在猴子身上試驗(yàn)成功了。眾所周知，猴子和我們?nèi)祟惗紝儆陟`長類。在猴子身上能取得成功，距離在人體試驗(yàn)取得成功就不遠(yuǎn)了。

猴子腦機(jī)接口的藝術(shù)暢想圖

一位參與過研發(fā)和試驗(yàn)的人員表示，完成首例動(dòng)物試驗(yàn)是突破性的進(jìn)步，是從?0?到 1 的進(jìn)步。但想實(shí)現(xiàn)在人身上的使用，還需要做到從 1 到 100?的過程，這也代表了這種方式的腦機(jī)接口仍然有很遠(yuǎn)的路要走。

下一步，他們團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)優(yōu)化電極設(shè)計(jì)，在更多的動(dòng)物體內(nèi)做相關(guān)的試驗(yàn)，看看長期植入是否可以依然安全可靠。更重要的還有如何對(duì)大腦傳來的信號(hào)進(jìn)行解讀，也需要非常多的研究才能有進(jìn)一步發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)如果真的代表著未來，距離它能夠被真正地使用，可能還要 5 年，甚至更長的時(shí)間。

這條新聞給我的啟發(fā)是，科技的發(fā)展越來越依賴各個(gè)學(xué)科的交叉融合，這次成就，可以說是腦機(jī)接口和介入式手術(shù)聯(lián)姻的成果。一個(gè)領(lǐng)域遇到的問題，可能在另一個(gè)領(lǐng)域中早就有了解決方案。

最后，你可能覺得腦機(jī)接口技術(shù)還是離真實(shí)生活有點(diǎn)遠(yuǎn)，或者我們這代人有生之年享受不到。但我想告訴你：早在 2011 年，BrainGate 神經(jīng)接口系統(tǒng)就已讓一位癱瘓 15 年的女士控制機(jī)械臂，喝到了一杯她想喝到的咖啡[2]；一位已經(jīng)進(jìn)展到鎖定狀態(tài)的漸凍癥患者，在研究測(cè)試中通過兩個(gè)包含 64 個(gè)針狀電極的微型植入物，可以用意念與家人再次交流[3]。這是一些充滿溫度的好消息，腦機(jī)接口技術(shù)還是值得期待的，不是嗎？

信源

[1]https://nypost.com/2022/02/10/elon-musks-neuralink-allegedly-subjected-monkeys-to-extreme-suffering/

[2]https://news.brown.edu/articles/2012/05/braingate2

[3]https://alsnewstoday.com/news/trial-plan-brain-computer-interface-als-patients-research/