陳根:腦機接口安全兩難,血管支架另闢蹊徑

文/陳根

2020年8月末，馬斯克以及其腦機接口公司Neuralink有關腦機接口最新進展的發布會直播吸引了全球15萬人的關注，一時間，關於腦機接口的討論紛至沓來。

儘管腦機接口作為技術給人們提供了一個了解大腦「黑箱」的機會，但這種技術仍處在早期階段，除了收集信息的精度仍有待發展，還可能對大腦造成損害。

根據腦機接口與大腦的連接方式，可以分為非侵入式性、侵入式性和半侵入式性腦機接口。若是用非侵入式的頭皮電極，就只能隔著頭皮、顱骨和腦膜記錄到大腦宏觀層面的腦電波（electroencephalogram, EEG），精度很差。而選擇侵入式或半侵入式方式，破解了精度局限，但數量和安全又成了問題。

馬斯克和他的團隊使用的就是在皮質上植入和皮質裡植入相結合的方式，將類似於微絲陣列（用於皮層上）和密西根式探針（用於皮層中）的電極植入到人的腦內。這意味著，其將可能面臨慢性神經炎症，局部腦組織損傷，以及局部腦組織損傷帶來的細胞反應（小神經膠質反應和星形膠質細胞反應）還有電極穿透時引發的細胞外基質變化的反應。

近來，一項新研究獨闢蹊徑，借鑑了血管支架技術，開發出了能讀取思想的電極，為減少腦機接口對大腦損傷提供了一個新途徑。

具體來說，研究人員將電極安裝在可膨脹的彈性血管支架上，穿過血管，引入被試的大腦。在這項針對 2 名受試的實驗測試過程中，研究人員將一根由支架牽引的電線沿著喉部靜脈，向上延伸，進入大腦初級運動皮層附近的血管，在血管撐開支架。

此外，研究團隊事先通過手術在受試胸口植入了一個紅外發射器，當受試的大腦發送信號傳遞運動意圖時，電極就開始接收這些信號並將它們以無線的方式傳送給計算機。

試驗證明，在幾周的訓練後，兩名受試都能夠在眼動儀的幫助下移動光標，還能通過植入的設備，憑藉腦中的想法點擊光標。而能讀取被試的「點擊」信號，將足以保證患者發送文字信息、網上購物、以及執行其他日常線上活動。

當然，此項研究依舊要面對信號轉換的技術掣肘。事實上，雖然電極支架能夠收集來自大腦的信號，但機器學習算法需要理解這些信號代表著什麼。而對於目前來說，即便在最理想的狀態下，信號也無法完美地反映思想。

其研究結果已發表於《神經介入外科雜誌》上。