【編者按】1月30日，埃隆·馬斯克在社交平臺(tái) X 宣布，由他所創(chuàng)立的腦機(jī)接口公司Neuralink，已經(jīng)將第一顆大腦芯片植入人體，目前“恢復(fù)良好”。這一信息使得腦機(jī)接口再次受到各界關(guān)注。

Neuralink的這一舉措具有怎樣的意義？到底什么是腦機(jī)接口？目前在臨床上可以發(fā)揮怎樣的作用？澎湃科技為此邀請(qǐng)了腦機(jī)接口相關(guān)專家撰文解答上述問題。

本文作者來(lái)自復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，其中賈杰教授為復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院福建醫(yī)院（國(guó)家區(qū)域醫(yī)療中心）副院長(zhǎng)，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科副主任。賈杰教授從事腦機(jī)接口研究十余年，并在臨床中利用腦機(jī)接口技術(shù)嘗試康復(fù)治療。

腦機(jī)接口是一種利用人或動(dòng)物的腦信號(hào)與外部設(shè)備進(jìn)行通訊和控制的全新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)人類的智能、感知、語(yǔ)言、行為等多方面的控制。近年來(lái)，腦機(jī)接口技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、神經(jīng)康復(fù)和智能機(jī)器人等領(lǐng)域取得了重大的進(jìn)展和突破，引起了全球的關(guān)注和熱議。

腦機(jī)接口技術(shù)的原理是通過(guò)信號(hào)采集設(shè)備從大腦皮層采集腦電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理、分析和編碼，轉(zhuǎn)換為可以被計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備識(shí)別的指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制。同時(shí)，外部設(shè)備也可以通過(guò)反饋信息給大腦，形成一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng)。

根據(jù)信號(hào)采集方式的不同，腦機(jī)接口技術(shù)可以分為非侵入式、半侵入式和侵入式三種類型。

·非侵入式腦機(jī)接口是指無(wú)需通過(guò)侵入大腦，只需通過(guò)附著在頭皮上的穿戴設(shè)備來(lái)對(duì)大腦信息進(jìn)行記錄和解讀。這種技術(shù)雖然安全性高，但是信號(hào)質(zhì)量和分辨率較低，受到顱骨和噪聲的干擾。

·半侵入式腦機(jī)接口是指將腦機(jī)接口植入到顱腔內(nèi)，但是在大腦皮層之外。這種技術(shù)可以獲得較高的信號(hào)強(qiáng)度和分辨率，同時(shí)降低免疫反應(yīng)和愈傷組織的風(fēng)險(xiǎn)。侵入式腦機(jī)接口是指通過(guò)手術(shù)等方式直接將電極植入到大腦皮層，這樣可以獲得最高質(zhì)量的神經(jīng)信號(hào)，但是成本明顯高于前兩者，且存在著較高的安全風(fēng)險(xiǎn)以及可能引發(fā)的并發(fā)癥。

Neuralink采用的是侵入式腦機(jī)接口技術(shù)，需要通過(guò)手術(shù)將微型電極植入到大腦皮層，從而獲得高質(zhì)量的神經(jīng)信號(hào)。Neuralink的目標(biāo)是通過(guò)腦機(jī)接口，幫助那些因?yàn)轭i脊髓損傷或肌萎縮側(cè)索硬化癥（也稱漸凍癥）而導(dǎo)致四肢功能受限的患者，恢復(fù)溝通和運(yùn)動(dòng)能力。

Neuralink的人體臨床試驗(yàn)是腦機(jī)接口技術(shù)在人類身上的首次應(yīng)用，具有里程碑式的意義。如果試驗(yàn)成功，將證明腦機(jī)接口技術(shù)的安全性和有效性，為未來(lái)的商業(yè)化和推廣打下基礎(chǔ)。其次，Neuralink的人體臨床試驗(yàn)也是腦機(jī)接口技術(shù)在治療和康復(fù)領(lǐng)域的一次突破，將為那些失去正常生活能力的患者帶來(lái)希望和改善。通過(guò)腦機(jī)接口，患者可以用自己的意念來(lái)控制外部設(shè)備，如電腦、手機(jī)、機(jī)械臂等，實(shí)現(xiàn)與外界的交流和操作。再次，它是腦機(jī)接口技術(shù)在人類增強(qiáng)領(lǐng)域的一次嘗試，將為人類的智能、感知、語(yǔ)言、行為等能力的提升和拓展開辟新的可能。馬斯克的最終愿景是通過(guò)腦機(jī)接口，讓人類能夠與人工智能（AI）和其他人類進(jìn)行高效的溝通和共享，實(shí)現(xiàn)人類的超越和進(jìn)化。當(dāng)然，Neuralink的人體臨床試驗(yàn)也存在著許多的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，如技術(shù)的成熟度、安全性、倫理性、社會(huì)性等。因此，Neuralink的人體臨床試驗(yàn)需要在嚴(yán)格的監(jiān)管和評(píng)估下進(jìn)行，以確保其科學(xué)性、合理性和可持續(xù)性?？傊?，Neuralink的人體臨床試驗(yàn)是腦機(jī)接口技術(shù)的一次重要嘗試，也是馬斯克的一次大膽探索。它將為人類的治療、康復(fù)和增強(qiáng)帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，也將引發(fā)人類對(duì)自身和未來(lái)的思考和反思。

在這個(gè)充滿科技和希望的時(shí)代，不久的未來(lái)，腦機(jī)接口技術(shù)即將成為一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的醫(yī)療技術(shù)，為無(wú)數(shù)身患重病的患者帶來(lái)新的希望。

賈杰團(tuán)隊(duì)利用腦機(jī)接口為病患進(jìn)行康復(fù)治療。

腦機(jī)接口在康復(fù)科的應(yīng)用非常廣泛，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

·運(yùn)動(dòng)障礙康復(fù)：對(duì)于脊髓損傷、腦卒中、肌萎縮側(cè)索硬化癥等導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)障礙患者，腦機(jī)接口可以幫助他們重新獲得運(yùn)動(dòng)能力。通過(guò)將腦機(jī)接口與康復(fù)機(jī)器人結(jié)合，患者可以通過(guò)思考來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)作，從而進(jìn)行被動(dòng)或主動(dòng)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。這不僅可以提高患者的運(yùn)動(dòng)功能，還有助于重塑大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

·神經(jīng)性疼痛管理：對(duì)于一些神經(jīng)性疼痛的患者，傳統(tǒng)的治療方法往往難以奏效。腦機(jī)接口技術(shù)為這類患者提供了新的希望。通過(guò)讀取大腦的神經(jīng)信號(hào)，醫(yī)生可以更好地理解患者的疼痛情況，并制定個(gè)性化的治療方案。例如，一些實(shí)驗(yàn)性研究表明，腦機(jī)接口可以幫助患者調(diào)節(jié)大腦的神經(jīng)活動(dòng)，從而減輕疼痛。

·情緒支持：腦機(jī)接口可以幫助患者管理焦慮、抑郁等情緒問題。通過(guò)監(jiān)測(cè)患者的情緒狀態(tài)，腦機(jī)接口可以提供相應(yīng)的反饋和建議，幫助患者更好地理解和調(diào)節(jié)自己的情緒。這對(duì)于心理康復(fù)和整體健康非常重要。

·認(rèn)知障礙康復(fù)：腦機(jī)接口在認(rèn)知障礙康復(fù)方面也具有巨大潛力。例如，對(duì)于阿爾茨海默病患者，腦機(jī)接口可以幫助他們提高記憶力和注意力。通過(guò)訓(xùn)練患者使用腦機(jī)接口完成任務(wù)，可以刺激大腦的不同區(qū)域，提高認(rèn)知功能。

在臨床實(shí)踐中，我們已經(jīng)開始利用腦機(jī)接口技術(shù)幫助患者，和大家分享兩個(gè)案例：

其中一位名叫李明（化名）的年輕人，通過(guò)腦機(jī)接口的治療和康復(fù)，從長(zhǎng)期的癱瘓狀態(tài)中逐漸恢復(fù)了部分運(yùn)動(dòng)能力。

李明曾是一名優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員，一次意外導(dǎo)致他頸部以下全身癱瘓。多年來(lái)，他嘗試各種治療方法，但效果都不盡如人意。正當(dāng)他幾乎要放棄希望時(shí)，他接觸到了腦機(jī)接口治療康復(fù)項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目通過(guò)將微電極陣列植入到李明的大腦中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和解析大腦的運(yùn)動(dòng)意圖，從而控制外部設(shè)備的動(dòng)作。在經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的評(píng)估和篩選后，李明成為了該項(xiàng)目的一名受試者。在腦機(jī)接口治療康復(fù)的過(guò)程中，李明經(jīng)歷了從初步適應(yīng)到逐漸熟練的過(guò)程。一開始，他需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)適應(yīng)大腦與機(jī)器的交互，控制外部設(shè)備的動(dòng)作。但隨著時(shí)間的推移，他逐漸掌握技巧，能夠完成一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作，如抓握、移動(dòng)手臂等。在這個(gè)過(guò)程中，李明也經(jīng)歷了許多挫折和困難。有時(shí)候，他會(huì)感到疲憊和無(wú)助，甚至想要放棄。但是，在醫(yī)生和康復(fù)師的鼓勵(lì)下，他堅(jiān)持下來(lái)了。經(jīng)過(guò)數(shù)月的治療和康復(fù)訓(xùn)練，李明取得顯著的進(jìn)步。他不僅能夠完成一些日常生活的基本動(dòng)作，如吃飯、喝水等，還能夠進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，如散步、騎自行車等。這對(duì)于他來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的突破，也讓他重新找回了生活的信心和樂趣。

臨床中類似李明的案例并非孤例，另外一位小華（化名）是一個(gè)12歲的小男孩，他因?yàn)閲?yán)重的脊髓損傷而失去了下肢運(yùn)動(dòng)能力。經(jīng)過(guò)數(shù)周的準(zhǔn)備，小華成功地接受了腦機(jī)接口植入手術(shù)。在隨后的康復(fù)過(guò)程中，小華開始使用腦機(jī)接口進(jìn)行訓(xùn)練。他通過(guò)想象移動(dòng)自己的雙腿，控制一個(gè)虛擬的腿部模型在電腦屏幕上移動(dòng)。在醫(yī)生和康復(fù)師的指導(dǎo)下，小華每天進(jìn)行數(shù)小時(shí)的訓(xùn)練，幾個(gè)月后，小華開始嘗試使用腦機(jī)接口控制現(xiàn)實(shí)中的腿部假肢。在不斷地練習(xí)和調(diào)整下，小華逐漸適應(yīng)了假肢并開始進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作。他能夠站起來(lái)、走路、甚至跑步，這對(duì)于他來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的突破。小華的家人看到他的進(jìn)步非常高興和感動(dòng)。他們感慨萬(wàn)千地說(shuō)：“我們?cè)?jīng)以為小華再也無(wú)法走路了，但現(xiàn)在他不僅能夠行走，還重新找回了生活的樂趣和信心?！?/p>

上述兩個(gè)案例已經(jīng)成為腦機(jī)接口治療康復(fù)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑，證明了腦機(jī)接口技術(shù)在治療和康復(fù)方面的巨大潛力，為更多的患者帶來(lái)了希望。隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷發(fā)展完善和社會(huì)對(duì)殘疾人關(guān)懷的普及，越來(lái)越多的人將受益于此項(xiàng)技術(shù)。無(wú)論是成年人還是兒童，無(wú)論是因?yàn)橄忍烊毕葸€是后天事故導(dǎo)致的殘疾，腦機(jī)接口技術(shù)都為他們帶來(lái)了重新獲得行動(dòng)自由和生活自理能力的希望。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入，腦機(jī)接口在康復(fù)科的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。未來(lái)，我們有望看到更加個(gè)性化、高效和無(wú)創(chuàng)的腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用于臨床實(shí)踐。這將為患者帶來(lái)更好的康復(fù)效果和生活質(zhì)量，同時(shí)也為康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展開辟新的道路。

然而，要實(shí)現(xiàn)這一愿景，我們還需要解決許多挑戰(zhàn)。首先，我們需要進(jìn)一步研究和理解大腦的神經(jīng)機(jī)制和工作原理，以便更好地解析和利用神經(jīng)信號(hào)。其次，我們需要開發(fā)更加可靠、穩(wěn)定和高效的腦機(jī)接口技術(shù)和設(shè)備，以滿足臨床需求。

腦機(jī)接口技術(shù)將改變?nèi)祟惻c自身、與外部設(shè)備、與其他人類之間的關(guān)系，開啟人類的全新可能?？傮w來(lái)說(shuō)，腦機(jī)接口在康復(fù)科的應(yīng)用具有巨大的潛力和價(jià)值。雖然目前這項(xiàng)技術(shù)仍處于發(fā)展階段，但隨著科研的不斷深入和技術(shù)的不斷創(chuàng)新，我們相信腦機(jī)接口將在未來(lái)為康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變革。這不僅將幫助患者恢復(fù)身體功能、提高生活質(zhì)量，還將推動(dòng)整個(gè)康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步和發(fā)展。因此，我們應(yīng)該積極探索和研究腦機(jī)接口技術(shù)，以期為更多患者帶來(lái)福音。同時(shí)，我們也需要關(guān)注和制定相關(guān)技術(shù)的倫理、隱私和安全問題，以確保其在合理和可控的范圍內(nèi)發(fā)展。