帮失语者“开口” 让抑郁者“快乐”

颇具科幻色彩的脑机接口最近有点“火”——

在瑞士，它帮助下半身瘫痪的患者恢复自主行走能力；在美国，它让因瘫痪无法清晰发声的人时隔18年再次“开口说话”；在中国，在人脑中植入脑机接口用于治疗抑郁症的案例引发广泛关注。

面对脑机接口在医疗领域越来越多的实验及应用，兴奋者有之，忧虑者亦有之。当科幻走进现实，我们该如何认识这项新技术？脑机接口距离大规模应用还有多远？

南方日报见习记者 吴雅楠 记者 卞德龙 黄锦辉

在脑中植入传感器 实现患者与外界对话

“很高兴见到你。”为了讲出这句话，她等待了18年。

18年前，安因严重中风而瘫痪，失去运动和语言能力。直到研究人员将一块芯片植入她的大脑皮层，她能借助人工智能大屏说出想说的话，甚至做出微笑、嘟嘴等表情。

这是最近美国加州大学旧金山分校一项研究中脑机接口技术应用的真实案例。

贝内特与安的遭遇相似，她身患渐冻症，严重瘫痪，无法说话。

斯坦福大学的研究人员在她的大脑里放了两个传感器，与解码软件连接，她想说的话在另一端的屏幕上被转换成单词。单词的生成速度是每分钟62个，接近正常语速的一半。

斯坦福大学和加州大学的这两项同类型研究，几乎同一时期在《自然》杂志发表，揭示了脑机接口技术帮助人体恢复交流功能的最新进展。

“脑机接口就是在大脑与外部机器之间创建直接连接，实现大脑和机器的信息交换，能够辅助、增强、修复人体功能，提升人机交互能力。”中国科学院深圳先进技术研究院正高级工程师李骁健博士说。

安和贝内特参与的实验原理相似：先在患者脑中植入传感器，用它采集脑部活动释放的神经信号，再将神经信号传递给外部机器，最后经由解码软件将神经信号翻译成文本或单词，实现与外界对话。

9月初，瑞士也传出新进展。洛桑联邦理工大学等机构通过在人体内植入脑信号读取装置，成功让因脊髓受损而下半身瘫痪的患者恢复自主行走能力。

在国内，将脑机接口推上“热搜”的则是它在抑郁症治疗领域的应用。

去年年初，在患抑郁症的第16年，31岁的吴晓天（化名）决定参加上海交通大学医学院附属瑞金医院的一项临床研究，接受脑机接口治疗难治性抑郁症的手术。

“启动脑机接口，我感觉到一股力量在身体里扩散开。这是一种快乐的情绪，也可以视作一种精神力量。”吴晓天说。

此前，他曾接受针灸、催眠等治疗，效果不佳。他将脑机接口技术视作最后一棵“救命稻草”。接受脑机接口手术后，他称自己“像换了一个人”。

如今，埋在吴晓天体内的“脑起搏器”成为他的“情绪调节器”。他的头部装有电极，胸部装有芯片，当“脑起搏器”开始供电，电流沿着特定路线延伸到耳后，再从后脑延伸到大脑前侧，与大脑前端和情绪相关的神经核团相联结。当电极刺激大脑前端神经核团上的靶点，抑郁症状也随之改善。

分为植入式和非植入式两种

“用脑机接口治疗抑郁症，主要是在一个脑区采集异常的神经信号，对其所靶向的脑区进行特定的电刺激，压制异常的神经活动，让抑郁情绪得以缓解。”李骁健解释。

吴晓天清晰记得，在手术准备期，医生在他的头部拧入数根螺丝来固定脑立体定位仪，这是为了确定他大脑皮层下某些神经结构的位置，便于脑机接口的传感器植入。

李骁健说，在脑机接口系统中，传感器的使命是获取脑部神经信号，这是用脑机接口治病最重要的环节之一。“换句话说，要先知道患者脑子里想什么，才能借助外部机器帮患者完成相应任务”。

“脑机接口可以分为植入式和非植入式两种，植入式通常将传感器穿过颅骨植入大脑或放入颅腔内，非植入式是借助可穿戴设备完成。”李骁健说。

两种方式有何区别？打个比方，如果将脑部神经信号比作“猎物”，那么传感器的角色就是神经信号的“猎人”。“猎人”狩猎前要抵达的“猎场”不同，决定了传感器不同的植入方式。

“由于颅骨会对采集的神经信号进行屏蔽，一些疾病需要采集较深脑区信号，非植入式脑机接口远没有植入式脑机接口获取的信号清晰。”李骁健说。

植入式脑机接口看似是把芯片“塞进”脑子里，但实际上并不可怕。他介绍，以目前的技术水平，在脑皮表层植入芯片对脑组织没有严重损伤。“相当于一次微创手术，可能会有轻微损伤，但并不影响正常生活。”

在吴晓天、安和贝内特身上所使用的脑机接口，都属于植入式脑机接口，仍处于临床研究的探索阶段。

而非植入式脑机接口技术先行一步，已有相关产品得到应用。例如，在第十二届中国创新创业大赛（广东赛区）上，佛山一家企业便展示了基于脑机接口技术研发的精神健康评估与干预系统，企业开发的智慧戒毒诊断评估平台，可以非侵入性地捕捉到戒毒人员的脑电波，从而监测和判断其戒毒成效。

用于治疗精神疾病尚未成熟

拥有脑机接口，安和贝内特等待开启新生。

对许多疑难杂症来说，脑机接口打开了新的想象空间。

“在运动、语言、视觉等功能恢复或替代、情绪障碍诊疗等方面，这项技术具有较大应用前景，有望用于治疗渐冻症、自闭症、抑郁症、成瘾、痴呆等疾病。”李骁健说。

让失能者靠人工智能的辅助拿水杯喝水、控制轮椅自行运动、发合成的语音……他表示，利用脑机接口帮助运动失能者、失语者恢复身体功能，脑科学原理清晰，只需采集大脑皮层运动和语言区的较少量神经信号，对植入电极、芯片和解码算力等的要求并不太高，有望作为医疗器械向临床的疾病治疗领域推动。

然而，对抑郁症等精神疾病而言，脑机接口只是第一步。

开始接受治疗后，吴晓天情况好转，但起效时间并没有持续太长。几天后，医生为他重新调试了靶点，让电流在他脑袋里的多靶点上挨个测试，以此为他寻找更为稳定的状态。

李骁健也表示：“抑郁症的诱发原因难以明确，与抑郁症相关联的深脑区神经网络结构也比较复杂。用脑机接口治抑郁症在个别患者身上奏效，并不意味着疗法走向成熟，仍需更多临床验证。”

和吴晓天同期进行脑机接口治疗抑郁症临床实验的还有25位患者，但只有吴晓天对外公开了治疗效果。

同时，这一新型疗法也不乏争议，有人质疑这是一种新型“电子毒品”，容易使患者成瘾；也有人担忧，人的情绪或意识由机器操控，其中存在伦理问题。

在李骁健看来，任何技术都是一把“双刃剑”。“脑机接口技术涉及的伦理问题，主要体现在外部信息直接写入大脑以及人脑内部信息被外界直接读取等方面。在医疗领域的应用上，技术使用应本着利远大于弊的原则，研究者和使用者要引导技术运用走向良性发展，让患者成为受益者，避免其他负面问题出现。”