科普 | 脑机接口设备植入人体大脑，什么原理？前景如何？

    新华社洛杉矶1月29日电（记者谭晶晶）美国“神经连接”公司刚刚进行了其脑机接口设备的首例人体移植，引发广泛关注。脑机接口是怎样的技术？能给人类带来哪些帮助？研发进展和前景如何？

  美国知名企业家埃隆·马斯克29日表示，他旗下的脑机接口公司“神经连接”公司28日进行了脑机接口设备的首例人体移植，移植者目前恢复良好。

  据马斯克介绍，“神经连接”公司的首款脑机接口产品名为“心灵感应”，大脑植入设备后，只需通过意念就能控制手机、电脑，并通过它们控制几乎所有设备。失去四肢功能的人群将是这款产品的首批使用者。

  “脑机接口”是一种变革性的人机交互技术，其工作原理是采集脑部神经信号并分析转换成特定指令。通常人或动物大脑要依赖神经和肌肉向外部环境输出指令，而这种技术能够在大脑与外部设备之间创建直接的连接，实现“脑”与“机”之间的直接信息交换。

  脑机接口设备的重要功能包括帮助治疗记忆力衰退、颈脊髓损伤及其他神经系统疾病，帮助有运动功能障碍的患者、瘫痪人群恢复部分能力，甚至帮助他们重新行走，改善和提升他们的生活质量。随着脑机接口技术的发展，其在医疗领域与非医疗领域的潜在应用场景也在不断扩展，包括监测与评估大脑状态、调控神经、增强感官能力、提高游戏的操控性以及用于教育、军事等领域。

  目前，脑机接口技术按照其是否需要侵入大脑以及侵入的程度分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。“神经连接”公司相关产品为侵入式。马斯克表示，初步结果显示，植入的脑机接口设备检测神经元相关活动的前景很好。

  脑机接口设备的潜在功能强大，但其植入人体的安全性一直引发争议和担忧。通过开颅植入电极具有很大风险，并且异物侵入还可能引发免疫反应和形成疤痕组织，也可能因此影响电极信号质量。

  为此，“神经连接”公司进行了动物实验。2020年8月，马斯克曾在线直播展示了大脑被植入脑机接口设备的小猪，其脑部活动信号可以被实时读取。脑部植入设备后又取出的小猪表现健康，与普通小猪相比没有明显差异。2021年又有报道说，“神经连接”公司将一块微芯片植入猴子大脑，让其能够通过意念玩电子游戏。

  自2019年以来，马斯克多次预测“神经连接”公司将很快获批启动人体临床试验。但直到2023年5月，美国食品和药物管理局才为其人体试验亮绿灯。同年9月，该公司开始为其首次脑机接口临床试验招募参与者。

  据“神经连接”公司介绍，其研究项目全称为“精准机器人植入脑机接口”，是一项关于完全可植入的无线脑机接口医疗设备的试验，旨在评估植入物和手术机器人的安全性，并评估脑机接口的初始功能，帮助瘫痪者用大脑的意念控制外部设备。在这项研究中，手术机器人负责将植入物的超细柔韧线植入控制运动意图的大脑区域，以记录大脑信号并将其无线传输到解码运动意图的应用程序。

  “神经连接”公司称，这项研究旨在通过创建通用的大脑接口，帮助那些有特殊需求的人群，包括因颈部脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症（俗称“渐冻症”）而四肢瘫痪的人群等。

   尽管脑机接口技术已取得较大进展，具有广阔的想象空间，但距离真正的大规模商用还需要跨越很多障碍，不仅包括实用性的技术瓶颈，还包括伦理、隐私、社会公平等方面的问题。

  据美国媒体报道，除“神经连接”公司外，还有多家美国公司在研发脑机接口技术，有的公司也已开展了人体临床试验。