大脑植入: 我们能期待什么?

至少从 20 世纪 60 年代开始,人们就有了利用植入电极来控制或影响思维的想法。长期以来,”心灵技术 “一直徘徊在科学与幻想之间。Neuralink 公司最近宣布成功地在人脑中植入了该公司的新芯片,这似乎让人们看到了希望。有朝一日,这种设备将使人们只需思考就能操作电脑。

临床试验开始招募志愿者时,特别邀请了肌萎缩侧索硬化症(ALS 或卢伽雷氏症)患者参加。已故的斯蒂芬-霍金在 21 岁时被诊断出患有 ALS,并成为世界上最著名的理论物理学家之一。霍金使用眼部和脸颊肌肉控制的装置与周围环境进行互动。由思维控制的植入式芯片将是一个质的飞跃。

医学在不断突破自身的极限。各种力量推动着医学向前发展。其一是医生帮助病人的愿望。另一种是希望,它激励着病人及其家属不断前进。对于医疗企业家来说,还有经济激励。因此,”有前途的新疗法 “的公告经常被炒得沸沸扬扬,这一点也不足为奇。

我们应该如何看待神经植入?神经假体设备虽然算不上是心灵技术,但已经使用了 40 年。微电子技术的进步、生物相容性材料的开发以及手术技术的进步使它们成为可能。虽然并非所有的装置都取得了成功,但总体趋势是明确的。下面是一些例子。

多年的进步

肌电装置用于控制假肢。它们使用外周神经系统产生的电信号,因此无需植入大脑。最著名的早期例子是波士顿臂,出现于 20 世纪 60 年代末。早期使用者–肘部以上截肢者–并不太喜欢它。改进工作一直在进行。用户需要更好的感官反馈。他们希望能感觉到假肢的位置,而不是用眼睛去确认。

人工耳蜗有时被认为是第一个神经假肢。研究始于 20 世纪 50 年代。植入耳内的电极可将声波转化为电脉冲传递给听觉神经。后来出现了各种型号,使用不同的软件、不同的电极,需要不同的手术方法。

该设备旨在帮助那些从传统助听器中获益甚微或毫无获益的聋人。第一批型号于 20 世纪 80 年代中期获得美国食品及药物管理局批准,用于成人植入。几年后,随着儿科植入手术的开始,争议也随之出现。聋人社区对聋人文化未来的担忧是有一定道理的。但对设备可能被黑客攻击、用户的行为可能被外部控制的担忧则不无道理。

还有自 20 世纪 90 年代末开始研发的脑深部刺激(DBS)。这确实涉及到植入大脑。2002 年,美国食品和药物管理局批准 DBS 用于治疗帕金森病。数以千计的帕金森病和本质性震颤患者接受了植入治疗。类似起搏器的装置会根据患者的症状刺激外科医生选定的大脑区域。有许多 DBS 成功的案例,也有夸大乐观的说法,还有各种探索该技术其他可能应用的尝试。

脑机接口

20 世纪 90 年代,其他神经假体设备也在开发之中。理查德-诺曼(Richard Normann)和犹他大学的同事开发了一种微型电极,后来被称为 “犹他阵列”。将其植入大脑视觉皮层后,盲人就能获得视觉感觉。在确定了长期安全性和稳定性之后,人们开始寻找其他可能的应用。2008 年,布莱克洛克神经技术公司(Blackrock Neurotech)成立,其版本的犹他阵列于 2021 年作为研究设备获得了美国食品及药物管理局的批准。

与之前的人工耳蜗植入术一样,不同的研究小组目前正在走不同的道路,尽管其治疗目标相似。脑门神经接口系统(BrainGate Neural Interface System)也被美国食品及药物管理局批准为研究设备,它起源于布朗大学。它利用植入大脑的传感器检测神经信号,并将信号转化为控制辅助技术的信号。如今,BrainGate 团队包括来自四所顶尖大学、麻省总医院和退伍军人普罗维登斯医疗保健系统的科学家、临床医生和工程师。该联盟打算利用其神经技术帮助患有神经系统疾病、受伤或肢体缺失的人。

个人经历

脑机接口的各种设计都是高度实验性的。内森-科普兰是极少数拥有脑机接口多年的人之一。他在一次车祸中摔断了脊椎,胸部以下全部瘫痪。作为匹兹堡大学研究项目的一部分,他在头顶的插座上植入了四个黑岩犹他阵列。通过这些阵列,他可以控制机器人和计算机,并将感觉传回大脑。在 2019 年的一次精彩访谈中,他讲述了自己的经历。

争议再起?

目前大脑植入领域的发展与之前人工耳蜗植入领域的争论如出一辙。何时可以常规植入该设备?人工耳蜗的先驱们对此并不认同。曾几何时,一些人准备开始为绝望的患者提供临床服务。其他人则认为首先需要进行更多的研究。

第二个争议焦点是设计。一些人认为,如果技术上可行,完全植入式设备会更好。它在美学上更容易被接受。其他人则认为风险更大。更换部件需要进行手术。三十多年后,讨论重新开始。目前,完全可植入式人工耳蜗正在临床研究中。

脑电脑芯片的问题再次出现。遗憾的是,永远没有理想的时间和理想的设计。利益和风险的比较评估是主观的。因此,我们不禁要问,是什么决定了事情的结果?

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