不用在頭骨上打洞了，我國團隊取得腦機接口實驗新突破

作者 | 汪詰

圖源 | 如非註明，則圖片採購自 Depositphotos，科學聲音已購買正版授權

不知道大家是否還記得 2020 年 8 月 28 日的一個全網熱點新聞？美國神經鏈 （Neuralink） 公司召開了一場關於腦機接口最新成果的發佈會，馬斯克作爲投資人親自主持了這場發佈會。他們發佈的成果是一個大小相當於四枚一元硬幣堆疊起來的腦機接口。他們在一頭豬的頭骨上打了個洞，嵌入了這個小東西。這個腦機接口最多支持 1024 個信道，具備接收和發送腦波信息的功能。神經鏈公司展示了他們通過這個腦機接口傳遞的信息，成功判斷出豬行走時每個關節的位置信息。

就是這麼一個其實並不算特別重大的成果，2 年多前在互聯網上掀起了一個大熱點，幾乎所有的主流媒體都報道了，自媒體那就更是嗨翻了，似乎電影《黑客帝國》中的情節很快就要實現了。

到了 2022 年 12 月，馬斯克又高調地發佈了神經鏈公司關於腦機接口的最新進展：一隻名叫 Sake 的受試猴子，通過植入體內的腦機接口設備打出了當天活動的標語“welcome to show and tell”，接着又打出了另一句“can i please have snacks”（可以給我一點零食嗎）。最後，Sake 親自選擇了自己想要的獎勵——葡萄。這一連串完整的展示，在呈現技術的同時，引發了巨大的倫理爭議。

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

早在 2022 年 2 月，神經鏈公司就遭到了動物保護組織的指責，這些組織稱神經鏈公司的可怕實驗讓猴子遭受了“極大的痛苦”：有的猴子缺了手指和腳趾，“可能是由於自殘或其他一些未指明的創傷”；有的猴子頭骨被鑽了洞，隨後引發血性皮膚感染，不得不被安樂死[1]。這些血淋淋的場景光看文字就已讓人非常不適，更別提後續可能進行的人體實驗了。

這些爭議讓腦機接口一度走在風口浪尖，引起很多人的關注。相比之下，“2023 年 5 月 4 日，全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗在北京取得成功”的消息，在網上收穫的反饋，就要平淡得多。實際上，在我看來，我國取得的這項成果比上面說的神經鏈公司的兩項成果意義更大，而且遠非那麼“血腥”，很值得大家瞭解一下。

腦機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，把設備直接插入腦子，像剛纔提到的神經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網，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”，它是介於侵入式和非侵入式之間的一種方式。

“介入式”這個詞其實是一個醫學專有名詞，它是一種特殊的手術方式。介入手術，很多人可能不太熟悉，這其實是一項上世紀 80 年代新發展出來的醫學技術，發展到現在，介入科已經可以和內科、外科並列成爲了臨牀醫學的三大支柱性學科。

如果做最粗淺的介紹的話，內科就是吃藥，外科就是做手術。內科吃藥，藥物會通過血液流到全身。外科手術就是把病變的病竈切除，可以只針對有問題的組織進行治療。而介入科，它會利用遍佈全身的血管系統進行精準治療，理論上是可以精準抵達人體的任何位置的。

介入科醫生會先對需要動手術的地方進行放射性造影，這樣就有了這個部位的血管“地圖”。

然後醫生會在目標附近的靜脈上開上一個非常非常小的孔，把一根特別細的導管深入到血管中。

接着再一點一點把導管伸到有病竈的地方，如果用藥的話，藥物就可以只作用於導管頭的附近，這樣就可以實現"精準打擊"。想要移除病竈，也可以把向病竈運輸養料的血管堵死，餓死病竈，實現類似外科手術切割的效果。

比如，現在醫院中非常常見的安裝血管支架的手術，就是這種介入式手術。雖然也叫手術，但它主要利用的是身體本來就有的血管系統去抵達“目的地”，創口極小，就像是用粗一點的針頭打了個針眼。手術完了貼個創可貼就行，也不需要多長時間恢復，大多休息一兩天就可以正常生活了。

可以說，介入式腦機接口同時取得了侵入式和非侵入式的長處，又同時避開了兩者的短處，我個人非常看好這個方向。

侵入式腦機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，這可不是鬧着玩兒的。

非侵入式腦機接口最大的問題是信號的失真問題，畢竟隔着顱骨，信號大大衰減，有些信號從理論上就獲取不到。

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

我國取得成功的這次實驗，是由南開大學段峰教授團隊牽頭做出的。他們在猴子頸靜脈開了個小口，然後通過導管將傳感器固定在了猴子運動皮層腦區血管壁上。這個手術聽起來容易，做起來難度極高，需要相當多的實操經驗才能完成。所以這次實驗的手術是由解放軍總醫院吳東東的專業醫師團隊操作完成的。

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

其實，段峰教授團隊 2022 年就已經在羊的身上完成了首例介入式腦機接口動物試驗。而這一次，重要的是在猴子身上試驗成功了。衆所周知，猴子和我們人類都屬於靈長類。在猴子身上能取得成功，距離在人體試驗取得成功就不遠了。

一位參與過研發和試驗的人員表示，完成首例動物試驗是突破性的進步，是從 0 到 1 的進步。但想實現在人身上的使用，還需要做到從 1 到 100 的過程，這也代表了這種方式的腦機接口仍然有很遠的路要走。

下一步，他們團隊將繼續優化電極設計，在更多的動物體內做相關的試驗，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大腦傳來的信號進行解讀，也需要非常多的研究纔能有進一步發展，這項技術如果真的代表着未來，距離它能夠被真正地使用，可能還要 5 年，甚至更長的時間。

這條新聞給我的啓發是，科技的發展越來越依賴各個學科的交叉融合，這次成就，可以說是腦機接口和介入式手術聯姻的成果。一個領域遇到的問題，可能在另一個領域中早就有了解決方案。

最後，你可能覺得腦機接口技術還是離真實生活有點遠，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 神經接口系統就已讓一位癱瘓 15 年的女士控制機械臂，喝到了一杯她想喝到的咖啡[2]；一位已經進展到鎖定狀態的漸凍症患者，在研究測試中通過兩個包含 64 個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，腦機接口技術還是值得期待的，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/