猴腦主動腦控機械臂！中國完成首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗
大數據文摘出品
腦機接口又出新聞了，只不過這次不是馬斯克，而是中國。
根據北京日報報道，5月4日，由南開大學教授段峰團隊牽頭的團隊成功在猴腦內實現了介入式腦機接口腦控機械臂，這也是全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗。
據了解，本次試驗是在前期介入式腦機接口動物（羊）試驗基礎上取得的進一步成果，實現了介入式腦電信號從被動采集到主動控制的技術飛躍，突破了血管內腦電信號采集、介入式腦電信號識別等核心技術。
去年，團隊在羊身上完成了首例介入式腦機接口動物試驗。腦電極植入術由介入機器人輔助完成，宣武醫院神經外科馬永杰博士在主端操作完成了部分血管造影。試驗最終在羊腦血管內完成了傳感器植入，并成功采集到了腦電信號。
除了段峰團隊外，聯合完成本次實驗的還有中國人民解放軍總醫院（301醫院）和上海心瑋醫療科技股份有限公司。
該話題在知乎上也得到了眾多網友的關注，話題瀏覽量已經超過了730,000。
如何實現介入式腦機接口
參與該項目研發與試驗的馬永杰博士在采訪中透露道，目前腦機接口技術主要通過將腦電信號轉換為控制指令，幫助運動功能障礙患者如腦卒中、漸凍癥等與外部設備交互，提升生活質量。
實現腦機接口主要有三種方式，包括侵入式腦機接口、非侵入式腦機接口和介入式腦機接口。
其中侵入式腦機接口是以開顱等方式，將電極植入大腦皮層功能區附近。由于直接接觸大腦皮層，這種方式獲取的腦電信號是準確度最高的，但也由于它采取的是有創的接入方式，因而會對人體造成較大損傷，并可能出現炎性反應、排異反應等。
非侵入式腦機接口通過頭皮采集腦電信號，優點是安全，缺點是隔著頭皮采集到的信號純度和信噪比較差，質量不高。
介入式腦機接口是通過微創介入方式，將血管穿刺小口，通過類似心臟支架的微創手術實現腦機連接。創傷較侵入式腦機接口更小，信號質量較非侵入式腦機接口更高。
在總結前人經驗的基礎上，本次腦機接口實驗采取的是介入式腦機接口。介入式腦電傳感器通過頸靜脈，進入矢狀竇，到達猴運動皮層腦區。在術后成功采集并識別到非人靈長類動物介入式腦電信號，實現了動物對機械臂的主動控制。
此次試驗的介入手術由解放軍總醫院第一醫學中心神經外科吳東東團隊操作完成。
段峰表示，此次在非人靈長類動物腦內開展的介入式腦機接口試驗研究成果，促進了介入式腦機接口從實驗室前瞻性研究向臨床應用邁進，有助于推動醫療企業產業升級，通過醫工結合打造高端醫療設備民族品牌，未來在腦疾病醫療康復領域市場前景廣闊。
馬永杰也說到，腦機接口對不同部位的腦分區進行“腦密碼”解析的途徑，從而讓人們可以更好地解析大腦功能。在未來，一定程度上將人類的思考、意識、記憶存儲下來，不是完全沒有可能。甚至可以讓想象更加“科幻”一點，比如意識的直接顯示、通過意識實現駕駛等，都不是沒有可能。只不過這需要一個較長的周期。
人類第一次通過腦機接口進行交流可以追溯到1998年
說到腦機接口，不少人第一時間想到的可能是馬斯克的Neuralink。
根據此前多家外媒報道，Neuralink的實驗主要通過侵入式腦機接口實現，已造成了多只試驗猴死亡，引發了不小爭議。
網友@卜寒兮 指出，去年12月份，有新聞報道“Neuralink開發的無線設備有望在6個內開始人體人腦芯片臨床試驗”，但至今遲遲沒有消息，上個月又有新聞報道該項目“難產”。
同時他也指出，從上個世紀80年代左右到本世紀20年代的腦機接口領域論文數量上看，腦機接口是跟計算機技術的發展步調一致的。
鏈接：https://www.zhihu.com/question/599231157/answer/3014372638
網友@手抖毛大夫 也評論稱，全球首例人類的植入式腦機接口試驗其實早在1998年就有人完成了。
1998年，神經學家、神經內科醫生Phil Kennedy在一位高位截癱患者的腦內植入多個絲狀電極，并教會了他用意念控制電腦鼠標。Kennedy稱該病人是世界上“第一個電子人”，媒體稱贊這是人類第一次通過腦機接口進行交流。
不瘋魔不成活。
2014年，Kennedy開始在健康人身上進行試驗，而試驗對象正是他自己，主刀醫生Cervantes也只是一家醫療旅游診所的創始人。
手術的核心過程就是在軟腦膜和大腦皮層的間隙中植入數個神經營養電極。雖然手術十分順利，但術后2天Kennedy就出現了嚴重的癲癇、震顫和運動性失語癥狀，瘋狂磨牙，手顫抖得拿不住東西，說不出一句完整的話，勉強寫出的單詞字母的順序也是錯的。
隨著后續手術創傷的愈合和Kennedy腦內的神經元逐漸“爬”進了植入神經營養電極，上述并發癥狀才逐漸好轉。但這并沒有結束，Kennedy隨后花了幾個月記錄了自己的神經信號，為此在保持正常工作的基礎上，還經常在家自言自語或者放飛想象。
不過由于電極、線圈、信號接受器等裝置體積過大，頭部傷口也一直沒有愈合，在植入電極88天后，Kennedy在美國接受手術取出了植入腦內的線圈和信號接受器，但由于其中三個電極已經被腦組織緊緊包裹，最后未能取出，永遠留在了Kenndey腦中。同時由于植入和取出手術過程的一些神經損傷，留下了持續性的單側面癱。
鏈接：https://www.zhihu.com/question/599231157/answer/3014766280
在類似腦機接口的試驗中，永遠不要操之過急。
這也印證了馬永杰的話。完成首例動物試驗誠然是一次突破性的進步，是從0到1的進步；但抵達臨床是一個從1到100的過程，未來還有很遠的路要走。
從優化電極設計，驗證其在動物體內長期植入的安全性、可靠性，到采集后信號的進一步分析、加工、轉化等工作，介入式腦機接口真正走到臨床，可能要5年，甚至更長的時間。
不過對于這樣的未來，我們似乎也有理由去期待。
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