漸凍癥迎來新的轉機！美國研發了人體腦機接口技術

馬克思·霍達克（Max Hodak）上一個為人所知的身份是腦機接口公司Neuralink的聯合創始人兼總裁，但現在，他的新身份是另一家腦機接口公司Synchron的投資人。離開Neuralink后，他成為了Neuralink的競爭對手。

就在7月6日，紐約的西奈山醫療中心，Synchron實施了美國第一起人體腦機接口手術。受術者是一名身患肌萎縮側索硬化癥的病人，已經喪失了行動和說話的能力。

肌萎縮側索硬化癥俗稱漸凍癥，患者的肌肉會逐漸萎縮，最后完全喪失行動能力。和阿茲海默癥不同，這種疾病并不會影響病人的神經活動。即使是晚期病人，也可以一直保持清醒的意識。

Synchron的目的，就是使這些病人可以通過意識，操控電子設備，例如發送短信或者網上購物。這也不是Synchron第一次實施人體腦機接口手術。此前，Synchron就已經在澳大利亞的4位病人身上植入了它的設備。

腦機接口的核心工作原理，是將大腦的生物電信號轉化為外部控制裝置可以識別的命令。通常來說，腦機接口分為侵入式和非侵入式兩種。

非侵入式腦機接口就是將電極置于顱骨上，是一種比較初級的腦機接口。優勢在于不需要外科手術，不會侵害人體。但也因此，采集到的信號質量很低。

侵入式腦機接口需要通過外科手術將電極直接與大腦皮層接觸。這么做的好處在于測試到的信號噪聲低、損失小，但需要開顱手術。Neuralink的腦機接口，植入創口直徑就大于2厘米。

Neuralink電極植入示意圖｜圖片來源：TechCrunch

Synchron的獨特之處在于，它們創新了電極植入方式，從而規避了開顱手術。在手術過程中，醫生會先在病人的脖子上開一個微型創口，通過頸靜脈導管，將網狀植入物輸入到大腦皮層的血管中。

當導管被移除時，這個網狀植入物就會打開并與血管的外邊緣融合。根據這臺手術的主刀醫生沙赫拉姆·馬吉迪（Shahram Majidi ）的說法，這個過程非常類似于植入冠狀動脈支架，只需要幾分鐘。

Synchron的網狀電極｜圖片來源：Synchron

手術的第二步是將電極與植入患者胸腔的計算設備連接起來。當神經元在大腦中工作時，電極會讀取這些信號，計算設備將這些信號放大，并通過藍牙發送給計算機或智能手機。

由于手術是微創的，相比開顱手術來說，對人體的損傷很小。雖然Synchron并沒有公布這位患者的術后的康復情況，但是主刀醫生馬吉迪表示：“植入手術進行得非常順利，病人在手術后48小時就可以回家了。”

但Synchron的技術路線并不完美。由于植入物只存在于大腦血管中，并不直接與神經元接觸，接收到的信號就會衰減。并且，電極數量也受到了限制。因為電極只能放置在支架上，目前Synchron只能實現16通道。與之相對的，Neuralink已經能實現1024個通道。

侵入式接口面臨的另外一個問題就是生物相容性。由于免疫系統的作用，長期使用下來，植入物周圍會慢慢包裹上一層神經膠質細胞，使得采集到的神經信號變弱。這也意味著隨著時間的推移，患者需要重新接受手術更換植入物。目前，腦機植入物在人體中的最長工作時間是兩年。

總的來說，人們渴望腦機接口能夠實現科幻小說中的場景，但安全又是所有人的憂慮。傾入式接口在天枰的一端，非傾入式接口在天枰的另一端。所有的腦機接口公司所做的，就是在這兩段中找到平衡——如何在安全的前提下，盡可能實現更高的天花板。

沒有一項技術路線是完美的。Synchron優先考慮了安全，Neuralink則顯得更為激進。但就以目前來說，Synchron還是領先了它的競爭對手一步——Neuralink還卡在FDA的人體實驗審批上。