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脑机接口专家:更关注技术的医学潜力,最大挑战在于安全性
今年8月份,硅谷“钢铁侠”马斯克创办的脑机接口公司Neuralink展示了被植入脑机接口设备的小猪,引起外界对脑机接口这门技术的广泛关注和热情。
马斯克称,Neuralink的最终潜力几乎是无限的,例如可以用心灵感应召唤一辆自动驾驶中的特斯拉。“可以解决失明、可以解决瘫痪、可以解决听力。”
不过,在脑机接口研究先驱、美国杜克大学神经生物学、神经学和生物医学工程教授米格尔·尼科莱利斯(Miguel Nicolelis)看来,马斯克是一位“showman”(指善于引起公众注意的人)。
“不会有心灵感应,也不会有永生。作为这个技术的创造者,我认为像科幻电影或小说里提到的,通过脑机接口来实现意念控制是不可能的,没有任何科学依据。我非常遗憾马斯克给出了这样错误的说法,这种说法没有任何科学基础。”11月7日,在腾讯科学WE大会期间,米格尔在接受包括澎湃新闻记者在内的媒体采访时表示。
米格尔从1998年开始研究脑机接口。2014年在巴西举办的世界杯足球赛上,米格尔设计的“脑控下肢机械外骨骼”帮助一名瘫痪的巴西年轻人,完成了为世界杯开球。
米格尔向记者介绍,脑机接口技术开始于医学领域,在该领域取得了相对较多的进展。在其他领域,脑机接口会有很多很有意思的应用,但都处于非常初级的阶段。
对于马斯克,他批评道,马斯克的说法更像是一种用来吸引眼球的营销手段,“我要说的一点是:他(指马斯克)讲的这些我一个字都不同意。”
脑机接口技术让瘫痪少年为世界杯开球
Juliano Pinto是一名高位截瘫的患者,脊柱T4以下身体瘫痪已有9年。2014年6月12日下午三点半,身着“脑控下肢机械外骨骼”的Juliano Pinto,通过大脑想象踢球的动作,通过外骨骼把球踢了出去。
“Juliano把球踢出去之后开始欢呼,我们冲上去拥抱他,大家的情绪都非常激动,整个球场都因为这个开球而沸腾了。”米格尔说。
最令人动容的是,Juliano喊的不是“我踢出去了”或者“我射门成功了”,而是“我感觉到球了,我碰到球了。”
米格尔解释称,这时因为Juliano的大脑在经过训练以后,已经能够识别所有外骨骼上的传感器传输的信号,因此可以体验到真正的踢球的感觉。“这对10年中一直坐在轮椅上的人来说,是不同寻常的经历。”
全世界有2500万脊柱严重损伤的患者,患者受伤部位以下的身体无法动弹,是因为大脑发出的运动指令信号,已经无法通过脊柱中的神经传输至身体边缘。按照米格尔的思路,可以从大脑采集不断产生的信号,以数字形式传输至可穿戴式的全新机械身体中,使得病人可以通过大脑控制该机械身体,这就是脑机接口技术的体现。
Juliano在完成开球之前,已经经历了半年的训练:学习使用非侵入式的脑机接口设备。米格尔团队在Juliano的头皮表面贴上了扁平传感器,用于纪录脑电信号,并为Juliano穿上了“外骨骼”。
不仅仅是识别大脑的信号来控制外骨骼,米格尔说:“我们希望外骨骼脚部每一次接触地面时,都能向病人的前臂发送触觉反馈信号。这样,病人就能体会到到踩在地面,感受地面的触感 、硬度、能走多远,甚至能接收到温度反馈。”
让瘫痪少年开球的神奇故事还没有结束。米格尔介绍,在经过数月的训练后,对Juliano和其他7名病人进行了神经测试,发现Julinano的7节脊椎恢复了感知 、活动和运动控制方面的功能,另一位女性病人触觉 、内脏感觉和运动控制功能也得到了大幅恢复。
“这8个病人加入项目的时候都是完全瘫痪的,在我们的专业领域里,这意味着开始训练前他们还没有恢复任何受损脊柱部位以下的身体功能。但28个月之后,其中有一位病人12个月以后就终止了训练,另外7个人坚持了下来,并且身体功能得到了专业人士之前无法想象的恢复,病情分级也变为了部分瘫痪,因为他们恢复了很大一部分运动能力和触觉。”米格尔说,“我们当时唯一的目标就是制造外骨骼帮助病人活动,但最终,完全出乎意料的是,病人恢复了一定的自主活动能力。”
更关注脑机接口技术在医学上对人类的帮助
“因为亲眼见证了这一切,我的每一秒付出都是值得的。”谈及帮助瘫痪患者恢复部分的活动能力,米格尔在腾讯科学WE大会的演讲中表示。
他告诉记者,虽然脑机接口技术的一些潜在应用会引起人们的关切,但目前他最关注的,还是脑机接口在医学上有潜力对人类有所帮助。
米格尔提出,在未来,理疗师、医生甚至可以利用脑机接口技术远程照顾病人,“例如在北京的一位理疗师,可以通过脑机接口技术与在农村的,无法来北京的瘫痪病人进行交流,帮助他们实现康复训练。”
在技术发展和运用的过程中,米格尔认为,最大的挑战在于如何更安全地帮助患者。“我们采用脑机接口技术的最终目标是满足患者自身的需求,而不是单纯从技术角度炫技。”
举例而言,米格尔认为,脑机接口技术建议采取非侵入式的方式读取大脑信号,即不向人的身体植入外物,这与马斯克的Neuralink公司选择的技术路线有所不同。
在8月份的演示中,马斯克拿出了一块硬币大小的脑机接口设备,用于植入大脑,建立大脑与外界的联系,其中一只实验小猪在两个月前植入了该设备。当小猪的口鼻触碰物体时,脑机接口设备会读取小猪神经元发射的信号,并在显示屏上呈现点状图。
“任何一种入侵性的方式都有着自己的风险。”米格尔表示,“对于患者来说,首先要考虑的还是患者本身的安全。所以从这个角度,我认为Neuralink公司的思路是一个死胡同,因为其给出的只有这样一个植入的解决方案,而这个解决方案我认为仅仅适用于那些别无选择的、非常严重的患者,但对于大部分人来说,还是应该采用非入侵性的,以脑电图为基础的解决方式。”
米格尔透露,他将发布第三代脑机接口技术,“我们希望能够把传感器采集的信号以大脑能够理解的方式传输给大脑。”米格尔说,“我完全相信,未来5年我们会有重大突破。”
米格尔认为,未来通过神经科学和脑机接口的研究,可以帮助抑郁、癫痫、阿尔兹海默症和帕金森等患者提高生活质量。
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