這個(gè)東西植入大腦 可以幫助癱瘓病人重新行走

11月23日據(jù)彭博社報(bào)道稱，如果將一個(gè)火柴棍大小的物體植入到人類的腦部，幫助癱瘓病人繞過(guò)受損的脊髓完全依靠自己的“想法”重新獲得移動(dòng)能力，這是不是難以想象的事情？

這項(xiàng)非常具有未來(lái)科幻色彩的技術(shù)，現(xiàn)在即將變成現(xiàn)實(shí)。該技術(shù)通過(guò)多個(gè)帶電極的微型植入裝置，已經(jīng)成功的植入到了綿羊的腦部，記錄了它們的神經(jīng)活動(dòng)。根據(jù)澳大利亞墨爾本大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師Nick Opie的介紹，明年9月將會(huì)對(duì)五名人類志愿者進(jìn)行測(cè)試。

這種裝置被稱作“Stentrode”，主要的目的就是用來(lái)將人類的思維通過(guò)無(wú)線電波傳遞給外部的機(jī)械設(shè)備，比如外骨骼或假肢，使病人能夠直接通過(guò)大腦來(lái)指揮控制身體的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)麥肯錫全球研究所的預(yù)計(jì)，2013年在發(fā)達(dá)國(guó)家就有超過(guò)5000萬(wàn)人不具有完全行為能力，到2025年，這個(gè)市場(chǎng)將產(chǎn)生2萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也是人類不斷進(jìn)步的機(jī)器人技術(shù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

Opie說(shuō)：“我們的目標(biāo)是讓癱瘓病人恢復(fù)移動(dòng)、獨(dú)立和溝通的能力，通過(guò)使用這種設(shè)備可以直接提取由大腦產(chǎn)生的信息，繞過(guò)受損的神經(jīng)?！?/p>

之前也有其他研究小組有類似的想法，比如由SpaceX和特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克創(chuàng)辦的創(chuàng)業(yè)公司Neuralink就在開(kāi)發(fā)超高帶寬的腦機(jī)接口，用來(lái)將人類與計(jì)算機(jī)連接起來(lái)。Facebook的研究部門也在努力使人們能夠直接通過(guò)大腦輸入信號(hào)。

Stentrode由可擴(kuò)展的網(wǎng)狀支架電極組成，它被插入到大腦運(yùn)動(dòng)皮層上方的血管中，這是大腦控制人體運(yùn)動(dòng)的部分，通過(guò)一根導(dǎo)管進(jìn)行輔助。一旦植入完畢，這根導(dǎo)管就會(huì)被取出，Stentrode就會(huì)開(kāi)始在血管壁上擴(kuò)張，形成一個(gè)中空、雪茄狀的立體網(wǎng)格，記錄大腦的活動(dòng)。

Opie表示，Stentrode的安裝過(guò)程與神經(jīng)放射科醫(yī)生治療中風(fēng)患者幫助血凝結(jié)的方法幾乎相同，整個(gè)過(guò)程可以在30到40分鐘之內(nèi)完成。這種支架由鎳和鈦合金制成，具有很高的抗拉強(qiáng)度，可以通過(guò)血管進(jìn)行植入，無(wú)需任何侵入性的破壞?！拔覀冞x擇的方法避免了那些開(kāi)放式大腦手術(shù)，很多頭部手術(shù)都需要打開(kāi)頭骨，這么做的風(fēng)險(xiǎn)很大，我們則通過(guò)靜脈的方式來(lái)避免這種情況?！?/p>

雖然與普通的大腦手術(shù)相比，這只是一種微創(chuàng)手術(shù)，但是Stentrode獲取神經(jīng)信號(hào)的效果可能會(huì)受到位置的影響。根據(jù)英國(guó)牛津大學(xué)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)與神經(jīng)外科教授Newton Howard介紹，因?yàn)槟壳八荒鼙恢踩氲侥軌蛉菁{Stentrode的血管中，并且最多能夠擴(kuò)張到4毫米。“一項(xiàng)成熟的技術(shù)應(yīng)該能在更多的場(chǎng)景下應(yīng)用，應(yīng)該被植入到大腦中的任何地方，而不僅僅只是存在于血管系統(tǒng)中?！?/p>

同時(shí)Howard教授還表示，理論上來(lái)說(shuō)Stentrode也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，有可能導(dǎo)致血管堵塞，增加中風(fēng)的概率。因此這項(xiàng)技術(shù)在人體上進(jìn)行測(cè)試，暫時(shí)并不合適。

“我認(rèn)為Stentrode將成為未來(lái)大腦與計(jì)算機(jī)接口連接的主要手段，因?yàn)樗c其它技術(shù)有著根本的區(qū)別?！盚oward同時(shí)也是腦科學(xué)基金會(huì)的主席，研究大腦功能和神經(jīng)單元相互作用的專家。

這項(xiàng)技術(shù)是由墨爾本大學(xué)、皇家墨爾本醫(yī)院和佛洛里神經(jīng)學(xué)與心理健康研究所共同研發(fā)，而研發(fā)的資金則來(lái)自于美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）、澳大利亞國(guó)家衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)。

根據(jù)美國(guó)國(guó)會(huì)退伍軍人服務(wù)組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前美國(guó)大約有10萬(wàn)退伍軍人處于脊髓損傷或疾病的狀態(tài)。前總統(tǒng)奧巴馬在2016年4月曾表示，這項(xiàng)技術(shù)有可能改變受傷退伍士兵和其他殘障人士的生活。

Opie已經(jīng)成立了一家名叫Synchron的公司，在今年4月完成了第一輪融資，融資規(guī)模為1000萬(wàn)澳元（約760萬(wàn)美元）。Opie表示，一旦完善了安全措施，Synchron將從2019年開(kāi)始在全球招募大約30名志愿者進(jìn)行試驗(yàn)。至于手術(shù)成本，Opie認(rèn)為現(xiàn)在討論這個(gè)話題還為時(shí)尚早。

“公司成立之初，最重要的任務(wù)就是確保一旦通過(guò)人體試驗(yàn)，就要尋找清晰的市場(chǎng)，向需要的人提供這種技術(shù)?！彼f(shuō)。隨著該技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)還將用于其它與大腦相關(guān)疾病的研究，比如癲癇和帕金森癥等。

“對(duì)任何一項(xiàng)成功的大腦技術(shù)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)都是最關(guān)鍵的因素。它是否顯示出效果、有沒(méi)有副作用。這是任何關(guān)于大腦領(lǐng)域新技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。”麻省理工學(xué)院麥戈文腦研究所生物工程和大腦認(rèn)知科學(xué)教授Edward Boyden表示。