不用在头骨上打洞了，我国团队取得脑机接口实验新突破

作者 | 汪诘

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不知道大家是否还记得 2020 年 8 月 28 日的一个全网热点新闻？美国神经链 （Neuralink） 公司召开了一场关于脑机接口最新成果的发布会，马斯克作为投资人亲自主持了这场发布会。他们发布的成果是一个大小相当于四枚一元硬币堆叠起来的脑机接口。他们在一头猪的头骨上打了个洞，嵌入了这个小东西。这个脑机接口最多支持 1024 个信道，具备接收和发送脑波信息的功能。神经链公司展示了他们通过这个脑机接口传递的信息，成功判断出猪行走时每个关节的位置信息。

就是这么一个其实并不算特别重大的成果，2 年多前在互联网上掀起了一个大热点，几乎所有的主流媒体都报道了，自媒体那就更是嗨翻了，似乎电影《黑客帝国》中的情节很快就要实现了。

到了 2022 年 12 月，马斯克又高调地发布了神经链公司关于脑机接口的最新进展：一只名叫 Sake 的受试猴子，通过植入体内的脑机接口设备打出了当天活动的标语“welcome to show and tell”，接着又打出了另一句“can i please have snacks”（可以给我一点零食吗）。最后，Sake 亲自选择了自己想要的奖励——葡萄。这一连串完整的展示，在呈现技术的同时，引发了巨大的伦理争议。

"Elon Musk Presenting the Neuralink Vision" by jurvetson is licensed under CC BY 2.0.

早在 2022 年 2 月，神经链公司就遭到了动物保护组织的指责，这些组织称神经链公司的可怕实验让猴子遭受了“极大的痛苦”：有的猴子缺了手指和脚趾，“可能是由于自残或其他一些未指明的创伤”；有的猴子头骨被钻了洞，随后引发血性皮肤感染，不得不被安乐死[1]。这些血淋淋的场景光看文字就已让人非常不适，更别提后续可能进行的人体实验了。

这些争议让脑机接口一度走在风口浪尖，引起很多人的关注。相比之下，“2023 年 5 月 4 日，全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功”的消息，在网上收获的反馈，就要平淡得多。实际上，在我看来，我国取得的这项成果比上面说的神经链公司的两项成果意义更大，而且远非那么“血腥”，很值得大家了解一下。

脑机接口从理论上来说可以有三种形式：

第一种：侵入式。也就是要在颅骨上凿洞，把设备直接插入脑子，像刚才提到的神经链公司受试的猪和猴子都是这种。

第二种：非侵入式。它就像是罩在头上的一个网，使用者就像戴帽子一样使用它。

第三种，也就是我们今天要介绍的这种，叫做“介入式”，它是介于侵入式和非侵入式之间的一种方式。

“介入式”这个词其实是一个医学专有名词，它是一种特殊的手术方式。介入手术，很多人可能不太熟悉，这其实是一项上世纪 80 年代新发展出来的医学技术，发展到现在，介入科已经可以和内科、外科并列成为了临床医学的三大支柱性学科。

如果做最粗浅的介绍的话，内科就是吃药，外科就是做手术。内科吃药，药物会通过血液流到全身。外科手术就是把病变的病灶切除，可以只针对有问题的组织进行治疗。而介入科，它会利用遍布全身的血管系统进行精准治疗，理论上是可以精准抵达人体的任何位置的。

介入科医生会先对需要动手术的地方进行放射性造影，这样就有了这个部位的血管“地图”。

然后医生会在目标附近的静脉上开上一个非常非常小的孔，把一根特别细的导管深入到血管中。

接着再一点一点把导管伸到有病灶的地方，如果用药的话，药物就可以只作用于导管头的附近，这样就可以实现"精准打击"。想要移除病灶，也可以把向病灶运输养料的血管堵死，饿死病灶，实现类似外科手术切割的效果。

比如，现在医院中非常常见的安装血管支架的手术，就是这种介入式手术。虽然也叫手术，但它主要利用的是身体本来就有的血管系统去抵达“目的地”，创口极小，就像是用粗一点的针头打了个针眼。手术完了贴个创可贴就行，也不需要多长时间恢复，大多休息一两天就可以正常生活了。

可以说，介入式脑机接口同时取得了侵入式和非侵入式的长处，又同时避开了两者的短处，我个人非常看好这个方向。

侵入式脑机接口最大的问题是舒适性和安全性的问题，毕竟是要在颅骨上打洞啊，这可不是闹着玩儿的。

非侵入式脑机接口最大的问题是信号的失真问题，毕竟隔着颅骨，信号大大衰减，有些信号从理论上就获取不到。

"Brain-computer interface schema" by Balougador is licensed under CC BY-SA 4.0.

我国取得成功的这次实验，是由南开大学段峰教授团队牵头做出的。他们在猴子颈静脉开了个小口，然后通过导管将传感器固定在了猴子运动皮层脑区血管壁上。这个手术听起来容易，做起来难度极高，需要相当多的实操经验才能完成。所以这次实验的手术是由解放军总医院吴东东的专业医师团队操作完成的。

成功抵达猴子大脑的传感器是一个脑控机械臂的传感器，拥有了这个传感器的猴子，可以用意念控制机械臂把食物送到嘴边。

其实，段峰教授团队 2022 年就已经在羊的身上完成了首例介入式脑机接口动物试验。而这一次，重要的是在猴子身上试验成功了。众所周知，猴子和我们人类都属于灵长类。在猴子身上能取得成功，距离在人体试验取得成功就不远了。

一位参与过研发和试验的人员表示，完成首例动物试验是突破性的进步，是从 0 到 1 的进步。但想实现在人身上的使用，还需要做到从 1 到 100 的过程，这也代表了这种方式的脑机接口仍然有很远的路要走。

下一步，他们团队将继续优化电极设计，在更多的动物体内做相关的试验，看看长期植入是否可以依然安全可靠。更重要的还有如何对大脑传来的信号进行解读，也需要非常多的研究才能有进一步发展，这项技术如果真的代表着未来，距离它能够被真正地使用，可能还要 5 年，甚至更长的时间。

这条新闻给我的启发是，科技的发展越来越依赖各个学科的交叉融合，这次成就，可以说是脑机接口和介入式手术联姻的成果。一个领域遇到的问题，可能在另一个领域中早就有了解决方案。

最后，你可能觉得脑机接口技术还是离真实生活有点远，或者我们这代人有生之年享受不到。但我想告诉你：早在 2011 年，BrainGate 神经接口系统就已让一位瘫痪 15 年的女士控制机械臂，喝到了一杯她想喝到的咖啡[2]；一位已经进展到锁定状态的渐冻症患者，在研究测试中通过两个包含 64 个针状电极的微型植入物，可以用意念与家人再次交流[3]。这是一些充满温度的好消息，脑机接口技术还是值得期待的，不是吗？

信源

[1]https://nypost.com/2022/02/10/elon-musks-neuralink-allegedly-subjected-monkeys-to-extreme-suffering/

[2]https://news.brown.edu/articles/2012/05/braingate2

[3]https://alsnewstoday.com/news/trial-plan-brain-computer-interface-als-patients-research/