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馬斯克公司在人腦植入設(shè)備,之前幾十年腦機融合研究如何
[ 通信界 | 辰辰 | m.k-94.cn | 2024/2/6 8:54:51 ]
 

通信界 上周一,埃隆·馬斯克(Elon Musk)在社交媒體X上宣布他的腦機接口初創(chuàng)企業(yè)Neuralink已經(jīng)完成了首例人類大腦設(shè)備植入手術(shù),接入者“恢復(fù)良好”。雖然這并不是第一個植入人腦的微型設(shè)備,但馬斯克的聲明還是引起了一小群科學(xué)家的關(guān)注。

科學(xué)家們幾十年來一直致力于通過直接接入人體神經(jīng)系統(tǒng)來治療某些殘疾和疾病。許多科學(xué)家對馬斯克的聲明表示贊賞,同時也謹慎指出,Neuralink公開發(fā)布的信息并不多。

美國賓州匹茲堡大學(xué)(University of Pittsburgh)物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)系副教授羅伯特·岡特(Robert Gaunt)表示:“把設(shè)備植入人體內(nèi)可不是一件小事!薄暗艺J為,如果不是幾十年來在神經(jīng)科學(xué)方面的研究和能力,即使馬斯克也不會接受這樣的項目!

馬斯克的聲明很突然。除了消息本身,幾乎沒有提供什么實質(zhì)性信息:“第一個人昨天接受了Neuralink的植入物,恢復(fù)得很好。初步結(jié)果顯示,神經(jīng)元尖峰檢測很有前景!

許多科學(xué)家對馬斯克的聲明表示贊賞,同時也謹慎指出,Neuralink的臨床試驗還處于非常早期的階段,公開發(fā)布的信息并不多。但研究人員也表示,Neuralink已經(jīng)取得了重大進展,正在做初創(chuàng)公司所擅長的事情:利用基礎(chǔ)科學(xué)知識努力制造出真正可行的產(chǎn)品。

岡特自己的研究重點就是通過腦機接口設(shè)備等植入物來恢復(fù)運動控制和觸覺等人體機能。岡特說,現(xiàn)在搞清楚Neuralink植入物對人類是否有效還為時過早,但公司聲明是一個“令人興奮的進展”。

他表示Neuralink實現(xiàn)的新目標大力助推了一個過去15年中已經(jīng)經(jīng)歷過快速發(fā)展的行業(yè)。

20世紀90年代末,第一個腦機接口設(shè)備被植入人體,當時這項研究是由一位名叫菲爾·肯尼迪(Phil Kennedy)的神經(jīng)學(xué)家所領(lǐng)導(dǎo)。

他們的想法是,這些設(shè)備植入后,可以讓受傷后的大腦回路保持完整,從而執(zhí)行基本的運動和功能。匹茲堡大學(xué)物理醫(yī)學(xué)和康復(fù)系副教授詹妮弗·科林格(Jennifer Collinger)舉例說,當一個人想著移動自己的手或看著別人移動自己的手時,大腦中許多相同的神經(jīng)元就會活躍起來,就好像他們自己在做這個動作一樣。

她說:“你可以在與這些運動相關(guān)的神經(jīng)數(shù)據(jù)中找到活動模式,所以本質(zhì)上可以扭轉(zhuǎn)這種關(guān)系,然后控制實際運動!

2004年,一種名為Utah array的微型設(shè)備首次被植入人體,使癱瘓患者能夠用神經(jīng)脈沖控制電腦光標。這個裝置是由猶他大學(xué)的理查德·諾曼(Richard Normann)發(fā)明的,看起來像一個帶有細刺的小芯片,實際上有幾十個微小的電極。這一設(shè)備被設(shè)計成通過皮膚上的開口附著在頭骨上。

科學(xué)家們已經(jīng)能夠通過Utah array展示腦機接口如何幫助人們用思想控制機械手臂,刺激肌肉和四肢活動,使用計算機和其他外部設(shè)備,甚至于解碼手寫和語音。

科林格的研究重點是恢復(fù)患者的手部功能,讓他們不僅可以移動自己的手或手臂,還可以自行操縱物體,讓患者生活自理所需的各項人體機能得以恢復(fù)。她說,“所有這些都是非常重要的概念性證明,表明這項技術(shù)可能是有用的!

無論是馬斯克的初創(chuàng)公司Neuralink,還是Synchron和Precision Neuroscience等其他類似私營企業(yè),本質(zhì)上都是在利用幾十年來的研究成果,為更多患者提供更實用的腦機接口設(shè)備。

Neuralink去年獲得美國食品和藥物管理局的批準,可以進行首次人體臨床研究。關(guān)于選中誰植入設(shè)備以及手術(shù)過程的細節(jié)很少,但Neuralink一直在開發(fā)一種大腦植入設(shè)備,讓患者用他們的思想控制電腦、電話或其他外部設(shè)備。

Neuralink已經(jīng)取得了幾次重大飛躍。與Utah array不同,Neuralink的設(shè)備是完全可植入的,這意味著患者最終受到的限制可能會受到更少。目前大多數(shù)植入物仍需要人們在受控的實驗室環(huán)境中進行活動。

“這在工程上是一個巨大挑戰(zhàn),”岡特說。“這是學(xué)術(shù)界和其他人幾十年來一直想要降低風(fēng)險的那種東西,真正實現(xiàn)確實需要在工程領(lǐng)域艱苦卓絕、同心協(xié)力!

Neuralink一路走來也有坎坷。公司也因為激進組織和內(nèi)部員工投訴稱Neuralink虐待實驗動物后而陷入爭議之中。據(jù)報道,除了Neuralink自己報告的2019年“不良手術(shù)事件”外,調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)有任何違規(guī)行為的證據(jù)。

雖然Neuralink并不是第一個將腦機接口設(shè)備完全植入人體內(nèi)的公司,但岡特說,公司已經(jīng)大大提高了這些設(shè)備記錄神經(jīng)活動能力。

Neuralink還使用最新的機器人完成手術(shù),而不是專業(yè)神經(jīng)外科醫(yī)生來植入設(shè)備。

加州大學(xué)戴維斯分校神經(jīng)外科助理教授、加州大學(xué)戴維斯分校神經(jīng)修復(fù)實驗室聯(lián)合主任謝爾蓋·斯塔維斯基(Sergey Stavisky)說:“這與人們以前所做的工作完全不同!

斯塔維斯基說,用機器人自動化這一過程可以提升效率,效果也更好。

“你可以植入更多,可以快速植入,可以避開血管,”他說,“但這也很難,而且是全新方法,必須證明機器人是安全的。”

證明安全性將是Neuralink進行臨床試驗的主要作用之一。在接下來的幾個月里Neuralink需要證明,設(shè)備能夠正常運行,不會產(chǎn)生嚴重的不良影響。

植入物是否能如預(yù)期那樣起作用還有待觀察。馬斯克在聲明中表示,患者“恢復(fù)得很好”,初步結(jié)果“顯示,神經(jīng)元尖峰檢測很有前景”。

在沒有具體數(shù)據(jù)的情況下,很難知道馬斯克的說法意味著什么。但岡特說,這可能表明電極已經(jīng)到位,附近的神經(jīng)元已經(jīng)被激活,植入物基本上可以檢測到神經(jīng)元活動。

他解釋說,“這基本上意味著,至少在某種程度上是有效的!

馬斯克表示,早期臨床試驗的目標是治療癱瘓或高位截癱患者。如果這個裝置成功了,有一天可能會被用來治療一系列疾病。

與斯塔維斯基共同負責加州大學(xué)戴維斯分校神經(jīng)修復(fù)實驗室的神經(jīng)外科醫(yī)生大衛(wèi)·布蘭德曼(David Brandman)使用過完全植入設(shè)備來治療帕金森病、癲癇和異常疼痛患者。

他說,當涉及到具體醫(yī)療需求時,腦機接口的確可以給包括中風(fēng)幸存者、脊髓損傷、癱瘓和肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)患者帶來巨大影響。

除了臨床應(yīng)用之外,生物工程的科幻概念很容易讓人產(chǎn)生天馬行空的想象。馬斯克在2022年曾表示,他自己計劃某一天接受Neuralink的植入物。

然而,許多科學(xué)家認為這種想法目前還太過遙遠,而且不太實際。

“我認為現(xiàn)在談?wù)撨@個還為時過早,”布蘭德曼說!坝刑嘈枰@些設(shè)備的人。任何強調(diào)’如果’和‘可能會發(fā)生什么’的做法都是在傷害需要設(shè)備的人。”

雖然大腦控制裝置的想法可能會增強人類能力,但科學(xué)家們一致認為,到目前為止,還沒有證據(jù)表明這些植入物能可以改善正常人的身體機能。

岡特說:“認為這些設(shè)備將使我們實現(xiàn)任何超人能力的想法只是科幻小說。”

盡管如此,Neuralink的臨床試驗曾代表了神經(jīng)科學(xué)和生物工程領(lǐng)域的重大進展。岡特和其他人都表示,工業(yè)界介入并在學(xué)術(shù)界已經(jīng)取得的成就之上實現(xiàn)目標是很自然的事,不會掩蓋他們的研究成果。

岡特說:“大學(xué)和學(xué)術(shù)實驗室是真正擅長開辟全新領(lǐng)域的地方,它們涉足從未有人涉足的領(lǐng)域,嘗試那些對公司和投資者來說風(fēng)險太大、不愿投入資金的東西!

他補充說,一旦大腦植入物展現(xiàn)出真正能力,私營公司就會開始相繼投入大量資源和資本,打造出商業(yè)上可行的產(chǎn)品。

岡特說,如果說Neuralink有什么不同的話,那就是它的早期成功證明了資助基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要性。

然而,可能很難預(yù)測行業(yè)發(fā)展會給學(xué)術(shù)界帶來怎樣的影響。

斯塔維斯基將這一過程比作沖浪。他說,這取決于學(xué)術(shù)界能否找出這一領(lǐng)域的下一個前沿,并以一種可能再次轉(zhuǎn)化成商業(yè)模式的方式推動科學(xué)發(fā)展。

岡特說,這說明所有關(guān)于馬斯克和Neuralink的新聞和討論并非沒有影響。

“每隔一段時間,當這類事情發(fā)生時,我確實會在一場生存危機中清醒過來,”他說,“但當現(xiàn)實到來時,我就會想到,總還會有挑戰(zhàn)和基礎(chǔ)科學(xué)需要解決!

 

1作者:辰辰 來源:網(wǎng)易科技 編輯:顧北

 

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