把电极植入大脑，可以获得超能力吗？

科技

2023-11-22 03:11

最近，马斯克的神经科技公司 Neuralink 开始招募四肢瘫痪的志愿者，参与公司首次植入式无线脑机接口人体试验。

这次实验是为了测试公司植入体和手术机器人的安全性，还将评估脑机接口的功能性，以及使瘫痪患者控制设备的能力。

不过对马斯克来说，帮助瘫痪者实现意念打字，让瘫痪者行走，让盲人看见还不是最终目的。他的最终梦想是创造出「人机共生体」。

这样充满科幻感的未来，有可能变为现实吗？文末还有精彩音频，不要错过。

▲ 图源：Vox

声动活泼

现在我们说到脑肌接口，除了想到医疗上的应用，往往会还想到科幻电影里的场景，比如植入记忆。那么脑机接口到底发展到了什么阶段？

吴承瀚

首先我们要知道什么是脑机接口。脑机接口最准确的定义就是大脑和机器之间有直接的互动。

我们现在每天使用手机、电脑，大脑也在和设备互动，但这些不是直接的互动，而是通过眼睛、耳朵等感觉器官传输到大脑，大脑接收信息后，再通过手等方式与设备产生互动。脑机接口则可以让输入和输出都只靠「想」来完成。

脑机接口有很多种，最常见的是「穿戴式」和「植入式」。它们各有优缺点。

「穿戴式」最大的优点就是不需要任何手术，直接戴上就可以，所以普适性最强，人们的接受程度最高。不过这也让大家往往把它看成玩具，戴上它就可以控制一台遥控车，控制家电，出错了也不会有太大问题。

▲「穿戴式」和「植入式」脑机接口。| 图源：YEAR2049.com

另一种「植入式」的脑机接口我们做得比较多。神经外科就是擅长开颅，然后以治疗疾病为目的去完成一些介入手术，可以说脑机接口就是其中一种形式。「植入式」最大的缺点就是它需要做手术，但好处是可以把设备放在大脑表面，甚至大脑的深处，这样能最大限度接收信息。

可以打个比方，比如要记录房间里 100 个人的声音，「穿戴式」就像是在房间外放 100 个麦克风，每一个录到的都是混杂的声音，虽然可以通过某些方式把信号提取出来，但效果绝对不如把麦克风设备别在每个人的胸口，甚至放在每个人的喉咙上。后者就体现出了「植入式」的优势。

声动活泼

目前市场上还有一家公司 Synchron，它的设备是从血管植入，所以不用开颅。之前也有一种声音，说 Neuralink 「植入式」的方案是不必要的冒险，只是为了完成马斯克疯狂的想法。但从您刚才的讲述看，我们选择哪种方式，还是要看我们最终要实现的目的是什么，一些疾病可能确实需要开颅，才能实现医疗的目的和手段。

吴承瀚

没错。作为神经外科医生，我也会告诉患者，如果可以避免手术，当然是最好。但以目前的技术水平，一些疾病可能还是通过手术疗效更好，比如帕金森病。

声动活泼

Neuralink 植入脑中的设备，似乎是汽水瓶盖大小，里面含有 60 条电线，配备 1024 个电极，还有电池，以及一个外壳。这个设备感觉挺大的，要植入大脑，难点在哪里呢？

▲图源：TESLARATI

吴承瀚

首先，把一个汽水瓶盖大小的设备放入大脑难不难？作为神经外科医生会告诉你，不难。但要把这个设备安全、有效地植入大脑，是有一定难度的。

虽然我没有见过这个设备，但可以想象，这个设备表面有 1000 多个电极，会非常脆弱。Neuralink 为了植入这个设备，甚至专门发明了一个机器人来完成手术。

另外，作为医生，肯定不希望今天植入一件设备，过几年就没用了，还要把它拿出来。Neuralink 也计划了一个 6 年的随访期。人体由于自我保护机制，会在植入的电极表面形成一些膜，把植入的电极包起来。一旦包起来，接受到的信号还会足够好吗？我相信 Neuralink 会在设备表面做一些特殊处理，能保证要么不发生包裹，要么就算包裹，也能采到优质信号。

但这都是假设，唯一能证明的方法，只有真的植入，然后经过 6 年、8 年、10 年甚至更长时间，观察到结果。这也是为什么这样的医学研究非常耗费时间和经费。

声动活泼

浙江大学 2019 年完成了国内首例「植入式脑机接口」的临床研究。一名四肢瘫痪的高龄患者，在经过治疗和系统训练后，能够用「意念」控制外部机械臂和机械手，成功完成抓、握、移等一系列动作。现在我们的研究又有了哪些进展？

吴承瀚

过去一段时间，我一直在和浙大团队研究脑机接口信号的新算法。这个算法会是未来脑机接口技术一个很重要的突破点。

脑机接口设备采到的信号可能很复杂，首先是怎么把一个复杂信号里真正有用的信号提取出来。其次就算提取出来了，还要看你的目的是什么。如果你的目的只是通过信号来做开灯、关灯这样一个二分类的任务，相对容易；但如果你的目的有 20 个甚至 200 个分类，要如何确保正确？

回到开灯的例子。大脑不是一个静态的东西，不会一直想着「开灯」，而是想了「开灯」以后，就去想别的事了。如果要一个人开灯以后还一直想着「不要关灯」，是非常不实际的。

▲ 图源：TheScientist

此外，我们对大脑的理解还非常的有限，如果我们对它都不了解，又何谈把它上传到云端，实现永生？这是一个哲学问题了。我们还有很长一段路要走。

声动活泼

脑机接口可以给哪些疾病的患者带来实质性改变呢？

吴承瀚

高位截瘫的患者是最适合接受相关治疗的。截瘫患者最缺乏的输出是肌肉动作，我们透过脑机接口帮助他们完成无法完成的肌肉动作，是脑机接口最直接的应用。

另外，帮助失明患者再次「看见」，也是脑机接口最早的应用领域之一。

除了行为的输出，还有情绪的输出。比如，抑郁症患者可能是大脑输出了太多负面情绪，躁狂患者则可能是输出了太多兴奋情绪。精神疾病的医治难就难在它是看不到的，只有患者本人能够体会到痛苦。同样，疼痛也是只有患者本人才能够感知的东西。这些都难以量化。未来脑机接口的另一个目标，就是帮助患者输出精神上、感知上的的东西。