猴腦主動腦控機(jī)械臂！中國完成首例非人靈長類動物介入式腦機(jī)接口試驗
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腦機(jī)接口又出新聞了，只不過這次不是馬斯克，而是中國。
根據(jù)北京日報報道，5月4日，由南開大學(xué)教授段峰團(tuán)隊牽頭的團(tuán)隊成功在猴腦內(nèi)實(shí)現(xiàn)了介入式腦機(jī)接口腦控機(jī)械臂，這也是全球首例非人靈長類動物介入式腦機(jī)接口試驗。
據(jù)了解，本次試驗是在前期介入式腦機(jī)接口動物（羊）試驗基礎(chǔ)上取得的進(jìn)一步成果，實(shí)現(xiàn)了介入式腦電信號從被動采集到主動控制的技術(shù)飛躍，突破了血管內(nèi)腦電信號采集、介入式腦電信號識別等核心技術(shù)。
去年，團(tuán)隊在羊身上完成了首例介入式腦機(jī)接口動物試驗。腦電極植入術(shù)由介入機(jī)器人輔助完成，宣武醫(yī)院神經(jīng)外科馬永杰博士在主端操作完成了部分血管造影。試驗最終在羊腦血管內(nèi)完成了傳感器植入，并成功采集到了腦電信號。
除了段峰團(tuán)隊外，聯(lián)合完成本次實(shí)驗的還有中國人民解放軍總醫(yī)院（301醫(yī)院）和上海心瑋醫(yī)療科技股份有限公司。
該話題在知乎上也得到了眾多網(wǎng)友的關(guān)注，話題瀏覽量已經(jīng)超過了730,000。
如何實(shí)現(xiàn)介入式腦機(jī)接口
參與該項目研發(fā)與試驗的馬永杰博士在采訪中透露道，目前腦機(jī)接口技術(shù)主要通過將腦電信號轉(zhuǎn)換為控制指令，幫助運(yùn)動功能障礙患者如腦卒中、漸凍癥等與外部設(shè)備交互，提升生活質(zhì)量。
實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口主要有三種方式，包括侵入式腦機(jī)接口、非侵入式腦機(jī)接口和介入式腦機(jī)接口。
其中侵入式腦機(jī)接口是以開顱等方式，將電極植入大腦皮層功能區(qū)附近。由于直接接觸大腦皮層，這種方式獲取的腦電信號是準(zhǔn)確度最高的，但也由于它采取的是有創(chuàng)的接入方式，因而會對人體造成較大損傷，并可能出現(xiàn)炎性反應(yīng)、排異反應(yīng)等。
非侵入式腦機(jī)接口通過頭皮采集腦電信號，優(yōu)點(diǎn)是安全，缺點(diǎn)是隔著頭皮采集到的信號純度和信噪比較差，質(zhì)量不高。
介入式腦機(jī)接口是通過微創(chuàng)介入方式，將血管穿刺小口，通過類似心臟支架的微創(chuàng)手術(shù)實(shí)現(xiàn)腦機(jī)連接。創(chuàng)傷較侵入式腦機(jī)接口更小，信號質(zhì)量較非侵入式腦機(jī)接口更高。
在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，本次腦機(jī)接口實(shí)驗采取的是介入式腦機(jī)接口。介入式腦電傳感器通過頸靜脈，進(jìn)入矢狀竇，到達(dá)猴運(yùn)動皮層腦區(qū)。在術(shù)后成功采集并識別到非人靈長類動物介入式腦電信號，實(shí)現(xiàn)了動物對機(jī)械臂的主動控制。
此次試驗的介入手術(shù)由解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)外科吳東東團(tuán)隊操作完成。
段峰表示，此次在非人靈長類動物腦內(nèi)開展的介入式腦機(jī)接口試驗研究成果，促進(jìn)了介入式腦機(jī)接口從實(shí)驗室前瞻性研究向臨床應(yīng)用邁進(jìn)，有助于推動醫(yī)療企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，通過醫(yī)工結(jié)合打造高端醫(yī)療設(shè)備民族品牌，未來在腦疾病醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域市場前景廣闊。
馬永杰也說到，腦機(jī)接口對不同部位的腦分區(qū)進(jìn)行“腦密碼”解析的途徑，從而讓人們可以更好地解析大腦功能。在未來，一定程度上將人類的思考、意識、記憶存儲下來，不是完全沒有可能。甚至可以讓想象更加“科幻”一點(diǎn)，比如意識的直接顯示、通過意識實(shí)現(xiàn)駕駛等，都不是沒有可能。只不過這需要一個較長的周期。
人類第一次通過腦機(jī)接口進(jìn)行交流可以追溯到1998年
說到腦機(jī)接口，不少人第一時間想到的可能是馬斯克的Neuralink。
根據(jù)此前多家外媒報道，Neuralink的實(shí)驗主要通過侵入式腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)，已造成了多只試驗猴死亡，引發(fā)了不小爭議。
網(wǎng)友@卜寒兮 指出，去年12月份，有新聞報道“Neuralink開發(fā)的無線設(shè)備有望在6個內(nèi)開始人體人腦芯片臨床試驗”，但至今遲遲沒有消息，上個月又有新聞報道該項目“難產(chǎn)”。
同時他也指出，從上個世紀(jì)80年代左右到本世紀(jì)20年代的腦機(jī)接口領(lǐng)域論文數(shù)量上看，腦機(jī)接口是跟計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展步調(diào)一致的。
鏈接：https://www.zhihu.com/question/599231157/answer/3014372638
網(wǎng)友@手抖毛大夫 也評論稱，全球首例人類的植入式腦機(jī)接口試驗其實(shí)早在1998年就有人完成了。
1998年，神經(jīng)學(xué)家、神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生Phil Kennedy在一位高位截癱患者的腦內(nèi)植入多個絲狀電極，并教會了他用意念控制電腦鼠標(biāo)。Kennedy稱該病人是世界上“第一個電子人”，媒體稱贊這是人類第一次通過腦機(jī)接口進(jìn)行交流。
不瘋魔不成活。
2014年，Kennedy開始在健康人身上進(jìn)行試驗，而試驗對象正是他自己，主刀醫(yī)生Cervantes也只是一家醫(yī)療旅游診所的創(chuàng)始人。
手術(shù)的核心過程就是在軟腦膜和大腦皮層的間隙中植入數(shù)個神經(jīng)營養(yǎng)電極。雖然手術(shù)十分順利，但術(shù)后2天Kennedy就出現(xiàn)了嚴(yán)重的癲癇、震顫和運(yùn)動性失語癥狀，瘋狂磨牙，手顫抖得拿不住東西，說不出一句完整的話，勉強(qiáng)寫出的單詞字母的順序也是錯的。
隨著后續(xù)手術(shù)創(chuàng)傷的愈合和Kennedy腦內(nèi)的神經(jīng)元逐漸“爬”進(jìn)了植入神經(jīng)營養(yǎng)電極，上述并發(fā)癥狀才逐漸好轉(zhuǎn)。但這并沒有結(jié)束，Kennedy隨后花了幾個月記錄了自己的神經(jīng)信號，為此在保持正常工作的基礎(chǔ)上，還經(jīng)常在家自言自語或者放飛想象。
不過由于電極、線圈、信號接受器等裝置體積過大，頭部傷口也一直沒有愈合，在植入電極88天后，Kennedy在美國接受手術(shù)取出了植入腦內(nèi)的線圈和信號接受器，但由于其中三個電極已經(jīng)被腦組織緊緊包裹，最后未能取出，永遠(yuǎn)留在了Kenndey腦中。同時由于植入和取出手術(shù)過程的一些神經(jīng)損傷，留下了持續(xù)性的單側(cè)面癱。
鏈接：https://www.zhihu.com/question/599231157/answer/3014766280
在類似腦機(jī)接口的試驗中，永遠(yuǎn)不要操之過急。
這也印證了馬永杰的話。完成首例動物試驗誠然是一次突破性的進(jìn)步，是從0到1的進(jìn)步；但抵達(dá)臨床是一個從1到100的過程，未來還有很遠(yuǎn)的路要走。
從優(yōu)化電極設(shè)計，驗證其在動物體內(nèi)長期植入的安全性、可靠性，到采集后信號的進(jìn)一步分析、加工、轉(zhuǎn)化等工作，介入式腦機(jī)接口真正走到臨床，可能要5年，甚至更長的時間。
不過對于這樣的未來，我們似乎也有理由去期待。
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