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健康界|人脑可能被操控？你想多了……，在人脑中嵌入芯片来治病

近日 ， 美国太空探索技术公司和特斯拉等公司的创始人——埃隆·马斯克公布的猪脑脑机交互设备引起了不小轰动 。
因为这意味着脑机交互技术又前进了一步 。
多伦多大学神经科学研究人员格莱美·莫法认为 ， 马斯克旗下公司的新产品突破点在于新型芯片的尺寸（直径仅约23毫米）、可移植性、储存信息的能力和无线传输的功能 。
要知道 ， 脑机交互技术发展到现在的时间并不短 。
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图片来源：图虫创意
首次收集的人脑信号开启了大门
1924年 ， 德国医生汉斯伯格第一次从患者头皮上采集到了人脑中的信号 ， 为脑机交互技术发展奠定了基石 。
随着人脑电活动的发现和脑电图的发展 ， “脑机交互”（BrainMachineInterface ， BMI） ， 也称“脑机接口”（BrainComputerInterface ， BCI）的雏形也慢慢形成 。
20世纪70年代 ， 美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）教授雅克·维达尔首先创造了“脑机接口”一词 。 “脑”指的是有机生命形式的脑或神经系统 ， “机”则指任何处理或计算的设备 ， 其形式可从简单电路到硅芯片 。
雅克·维达尔连续发表了多篇关于“脑机接口”的论文和试验报告 ， 包括无创脑电控制物理对象（机器人）的实验报告 ， 也率先领导了全球首个脑机交互项目 。 这也是脑机交互技术首次取得阶段性研发成果 。
经过几十年的发展 ， 按照侵入方式 ， 脑机交互技术可以分成完全侵入式、部分侵入式和非侵入式脑机交互三种 。
2005年 ， Cyberkinetics公司获得美国FDA批准 ， 九位患者进行了第一期的运动皮层脑机接口临床试验 。 四肢瘫痪的马特·纳格（MattNagle）成为了第一位用侵入式脑机接口来控制机械臂的人 。 在脑机接口设备的帮助下 ， 他可通过“运动意念”完成机械臂控制、电脑光标控制等任务 。 其植入物称为BrainGate ， 包含96个电极 。
【健康界|人脑可能被操控？你想多了……，在人脑中嵌入芯片来治病】2016年12月 ， 美国明尼苏达大学的BinHe及其团队取得一项重大突破 ， 让普通人在没有植入大脑电极的情况下 ， 只凭借“意念” ， 在复杂的三维空间内实现物体控制 ， 包括操纵机器臂抓取、放置物体和控制飞行器飞行 。 经过训练 ， 试验者利用意识抓取物体的成功率在80%以上 ， 把物体放回货架上的成功率超过70% 。
虽然科学家在脑机交互技术研究方面在不断取得突破 ， 但由于信息处理和植入等问题 ， 目前脑机交互技术的实际应用并不广泛 。
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大部分“成果”处于研究、试验阶段
由于恢复某些功能更容易实现 ， 现阶段 ， 医疗领域的脑机交互技术主要以恢复为主 ， 例如运动功能的恢复 ， 特别是由事故或神经系统疾病导致的肢体瘫痪者 。
2019年10月 ， 由法国CEA实验室和格雷诺尔大学医院共同开发的一种名为“Wimagine”半侵入式医疗设备成功让一位四肢瘫痪者行走和控制双臂活动 。
据悉 ， Wimagine有64个电极 ， 可从大脑表面收集信号 。 研究人员将其植入在瘫痪者的脑部感觉运动皮层上 ， 以检测瘫痪者在想象运动时的脑皮质电图 ， 从而让人工智能算法对该电图进行解码并转换成机械动作 。
参与试验的志愿者可以在三个维度上控制两个假上肢 ， 并可以在坐着或站着时旋转手腕 。
诸如上述的试验案例还有很多 ， 但据统计 ， 目前为止 ， 全球仅有20多名因事故或神经系统疾病导致四肢无法动弹的瘫痪者大脑中植入了传感器 。
除肢体瘫痪者外 ， 在医疗领域 ， 脑机交互技术还被应用于五官感官缺失的修复 ， 如人工耳蜗和视网膜假体等 。 人工耳蜗是目前脑机交互技术在医疗领域最为广泛的应用 。 但由于电极数量少（人工耳蜗为十几个 ， 视网膜假体为60个） ， 人工耳蜗和视网膜假体的效果与真实的耳朵（3500个神经元）和眼睛（百万个神经元）仍存在较大差距 。


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