「身边科学」深入大脑之后

图源：卡乐图片 摄影/贾琼

两名因瘫痪而丧失语言功能的患者，在大脑植入装置后，可以重新说话了。通过在人体内植入脑信号读取装置，一名因脊髓受损而下半身瘫痪的患者恢复了自主行走能力。这是《自然》周刊新近先后披露的两项科技新成果。

前一成果，分别来自斯坦福大学和加利福尼亚大学旧金山分校的两个美国科研团队。后一成果，出自瑞士洛桑联邦理工大学和法国替代能源与原子能委员会。

看起来令人欣喜：一种将生物器官与数字技术结合起来的新医疗服务，或许很快就会带来一场康复革命。脑机接口技术的施行，是人类首次对自己大脑的基本“硬件”做出修改。精细的微电子装置和强大的人工智能（AI）算法相融合，让我们不仅能清晰地探测到大脑信号并解读之，而且还能“左右”人之行为。

如何让失语者说话？研究人员将电极植入患者大脑中与语言有关的区域，借以测定神经元的活动。然后，让一台与这些电极连接的计算机通过一种算法来“大量处理”传递给它的信息，使患者脑子里想说话语的脑电信号和所发生的情况建立联系。如此反复训练，就能越来越快速和精确地“还原”患者想说的话。

瘫痪者怎样走起？研究人员将患者部分头骨切除，在其头部左右两边各植入一个用于检测硬脑膜外部电信号的传感器。同时，在患者腰椎内植入可对病变部位以下的脊髓进行电刺激的装置。另外要做的是，让AI对所需电刺激的强度进行研判，并学习人在活动四肢时发出的脑信号。这样，当患者想要活动身体时，传感器就会检测到大脑发出的信号，计算机随即进行分析处理，再对脊髓进行相应的电刺激，使患者能够完成站立、行走等动作。

我国脑科学临床和基础研究同样硕果累累。已成熟开展颅内电极植入手术的神经外科专家王明宇告诉我，脑电信号解码跟脑机接口密切相关，目前植入式脑机接口在我国已经实现，譬如浙江大学第二附属医院神经外科团队通过对一位高位截瘫志愿者脑内植入Utah阵列电极，从而意念控制机械手臂的三维运动，可完成进食、饮水和握手等一系列动作，隔空取物不再是幻想。

植入式脑机接口从技术上来说我们都能做到，只是手术风险和伦理问题比较复杂。王明宇认为，脑机接口技术前景很好，但存在诸多局限性和制约。特别是无创脑机接口（穿戴式）对于脑电信号采集技术的要求较高，毕竟现在植入颅内的电极也无法做到稳定采集和精准解码信号。未来会出现更先进的芯片和脑电信号采集与分析技术，脑机接口时代必然来临。

不过，完美的脑机接口的影响或许是最不可预测的。国外已有学者提出了脑机接口有可能造成的严重隐私问题：如果你身体里装有医疗设备，这些设备可能就具有某种能与外部世界进行通信的无线方式，而这会引起黑客侵入的风险。就大脑植入物而言，黑客侵入可能意味着更高的风险。比如说，一名黑客或许能借助重要器官的植入物，来远程杀死或折磨一个人。当然，还有更不易察觉的可能：一名黑客或许能通过访问一个深层大脑刺激器，来控制一个人的心情乃至个性。

来源：《小康》杂志2023年10月上旬刊

作者：尹传红

责编：赵狄娜

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