马斯克招募脑机接口志愿者
综合新华社 美国企业家埃隆·马斯克旗下的脑机接口公司“神经连接”日前宣布，已获得独立的机构审查委员会及首家医院的批准，开始为首次脑机接口临床试验招募志愿者。
旨在评估植入物和手术机器人的安全性
“神经连接”公司已于5月获得美国食品和药物管理局批准，启动首次脑植入设备临床试验。该公司19日在其公司官网博客上宣布获批启动志愿者招募的消息，并介绍说，需要招募那些由于颈部脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症(俗称“渐冻症”)而四肢瘫痪的人，患病后至少1年无好转，至少22岁，有稳定可靠的照顾者。这项研究大约需要6年时间完成。但具体参与者人数尚未披露。
这项名为“PRIME（精准机器人植入脑机接口的缩写）”研究的项目，是一项完全可植入的无线脑机接口医疗设备试验，旨在评估植入物和手术机器人的安全性，并评估脑机接口的初始功能，帮助瘫痪者能够用大脑的意念来控制外部设备。“神经连接”的首席执行官拉姆斯·阿尔凯德说：“该设备旨在将人脑与计算机直接连接起来。”
“神经连接”公司成立于2016年。2020年8月，马斯克曾在线直播展示了大脑被植入脑机接口设备的小猪，其脑部活动信号可以被实时读取。脑部植入设备后又取出的小猪表现健康，与普通小猪并无差异。2022年“神经连接”公司就曾申请开展人体试验，当时没有获得美药管局批准，原因是对脑部植入设备试验安全性的担忧。
植入硬币大小脑芯片，还有1024个电极
来自另一家公司的前首席脑机接口科学家萨姆纳·诺曼诺曼解释说，“神经连接”的基础技术与电生理学的工作原理相同。
植入物被称为“链接”。这种硬币大小的脑芯片通过手术嵌入头骨下，接收来自神经线的信息，这些神经线呈扇形分布在受试者大脑的不同区域，控制着运动技能。根据“神经连接”网站的介绍，植入物一共1024个电极，分布在64根线上，电极是能够记录和发射电流的传感器，它们“非常精细和灵活，人手无法插入”。正因如此，“神经连接”打造了一款全自动神经外科机器人。该公司还在开发一款应用程序，让人只需用意念就能操纵键盘和鼠标。
当神经元通过神经细胞之间的缝隙（即突触）相互交流时，神经系统中的化学电信号就会产生电火花。这种大脑活动由电极或检测电压的传感器捕捉，测量这些电压发生（或可能发生）时的变化。换句话说，我们的大脑活动数据不仅在我们采取行动时被捕获，而且在我们思考采取行动时也被捕获。
经手术植入后，植入物在外观上是隐形的。都柏林城市大学的研究人员索纳尔·巴伯瓦尔说：“它（脑机接口）只是测量大脑活动，并将其解释为一种行动。”巴伯瓦尔将这一过程比作血压如何解释病人的压力或放松程度。她补充说：“同样，你的大脑信号——闭眼或睁眼、放松或深度睡眠状态、行动或专注状态——所有这些方面都可以被检测到。”当这些设备记录复杂的数据集时，机器学习算法和其他人工智能代理就会被用来理解这些信息。
“神经连接”可能恢复瘫痪者的行动能力
根据“神经连接”的网站，公司的最初目标是帮助那些因瘫痪而无法行动的人重新获得失去的交流技能。下一步，公司打算恢复运动、感官和视觉功能，并治疗神经系统疾病。
阿尔凯德说：“通过在人脑和数字设备之间建立直接接口，‘链接’有可能增强人类的记忆力、处理速度和认知能力。脑机接口可用于控制假肢或外骨骼。”
“神经连接”的主要重点是帮助无法说话或写字的人与他人交流，让他们能够控制虚拟鼠标、键盘或通过思维发送信息。例如，截瘫患者可以利用语音或文本合成技术操控电脑或移动设备，进行网上冲浪和数字艺术创作。
阿尔凯德说，通过监测大脑活动，脑机接口还能检测到可能预示神经系统疾病的变化，如癫痫、双相情感障碍、强迫症、阿尔茨海默病或帕金森病。它们还可用于监测精神健康症状。诺曼指出，电刺激可以传递到大脑的目标区域，作为治疗倦怠、疲劳、焦虑和抑郁的一种方法。诺曼说：“治疗或治愈瘫痪、神经系统疾病和损伤可以让世界变得更加美好，很少有人会患上无法治疗的抑郁症或焦虑症。”
据称，这项技术还可以让人们利用实时生物反馈和其他技术训练大脑，从而帮助他们提高专注力、记忆力和注意力。
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中国“90后”在脑中植入机器
本报综合基于脑机接口治疗抑郁症的美好设想，2020年底，上海瑞金医院就开始了相关项目的研究，有26位患者参与治疗，2023年公布的研究结果显示，运用脑机接口技术对神经进行调控，患者术后抑郁症状平均改善超过60%。
该项试验全称为“脑机接口神经调控治疗难治性抑郁症临床试验”，其原理是：通过手术在胸腔植入一个“脑起搏器”，并在脑中植入两条电极，由“脑起搏器”控制电极，当患者打开“体外开关”，就能瞬间开心起来。手术完成后，在医生的帮助与调整下，患者找到适合自己的神经刺激模式，就可以通过程控器（调整刺激参数的装置）和手机App连接，来调节自己的情绪。其中，手机上的App分别有工作、休息和休闲三个模式。工作模式则是正常人的状态，而休息模式则类似于低刺激模式，患者会回到抑郁状态，休闲模式的刺激强度则处于前两者之间。每次切换模式都会刺激一个新靶点，这就意味着刺激不会产生耐受性。从脑神经科学原理来看，脑起搏器通过电流刺激大脑前端的神经核团，抑郁症状随之消失，这是因为电极刺激后，大脑内的多巴胺含量会明显增加。这从神经递质的生物化学和生物物理学获得了验证。
首批参与临床试验的26名患者中，一名叫吴晓天的患者主动向外界讲述自己的奇妙经历。他今年31岁，已经患抑郁症16年。抑郁症常常让他大脑空白，连“你好”这样简单的问候语都卡在喉咙里。最严重的时候，他一整天躺在床上一动不动。直到去年2月，他参加了“脑机接口治疗难治性抑郁症”的临床研究，做了脑机接口手术。开机那一瞬间，他觉得自己“终于刑满释放了”。开机关机意味着两种极端的感受和状态。“开机，就会感觉从悬崖边被拉到天上，心气会突然提上来，关机，灵魂就突然被抽走……”他总结，“一秒天堂，一秒地狱。”
上海瑞金医院功能神经外科中心主任孙伯民是临床研究的负责人，他解释称：“大脑中神经聚集形成神经核团，有些神经核团管理情绪。所以我们想，在植入脑起搏器后，电极刺激和情绪相关的神经核团，或许就能够改善抑郁症。”“目前学界的一个认识是，得抑郁症可能取决于一个人生物学的基础，大脑中某个区域的代谢、脑电活动可能产生变化。”孙伯民说。手术前，团队需要将患者的磁共振和CT结果融合，在脑部定出需要刺激埋藏电极的位置，选择大脑的一个情感回路，再根据定出的三维坐标安放电极。
天津大学神经工程团队教授许敏鹏称，脑机接口治疗抑郁症，应用的是DBS（植入式神经调控）技术，属于输入型的脑机接口，给出相应的刺激。“目前这项技术本身已经非常成熟，早已实现了产业化、商业化。”据了解，DBS技术多用于帕金森病的治疗，后来被发现可以用于治疗难治性抑郁症。许敏鹏表示，最开始关于脑机接口的定义是比较狭义的对外脑控，但随着技术的发展，其概念范围也得到扩充，脑机接口逐步被认为是一种双向调控，既包含输入也包含输出，因此神经调控的DBS技术便也逐渐被涵盖在内了。“这几年不少机构都在研究脑机接口治疗抑郁症，但对于相关产品上市，普及到临床治疗，大家还是非常谨慎的。”南开大学人工智能学院教授段峰告诉“医学界”，“要有足够的样本量证明治疗是长期有效，且具有普适性。还有硬件设备的完善、伦理学的进一步突破等，医院也好，研究院也罢，这不是靠一家机构能完成的事，需要产、学、研和临床的配合。”