在腦機(jī)接口技術(shù)的探索歷程中,一家名為Paradromics的初創(chuàng)企業(yè)近日宣布了一項(xiàng)里程碑式的成就。在一次精心策劃的醫(yī)療手術(shù)中,醫(yī)生成功地將該公司研發(fā)的Connexus腦植入設(shè)備短暫植入了一名癲癇患者的體內(nèi),并在短短十分鐘內(nèi)安全移除。此舉不僅標(biāo)志著Paradromics在直接連接人腦與計(jì)算機(jī)領(lǐng)域取得了重大突破,同時(shí)也為競(jìng)爭(zhēng)激烈的腦機(jī)接口市場(chǎng)增添了新的活力。
這場(chǎng)具有歷史意義的手術(shù)于5月14日在密歇根大學(xué)順利進(jìn)行,患者是一名正在進(jìn)行癲癇治療的個(gè)體。在獲得患者同意后,醫(yī)生將Connexus設(shè)備臨時(shí)植入其負(fù)責(zé)聽(tīng)覺(jué)信息和記憶編碼的顳葉區(qū)域。Paradromics的首席執(zhí)行官馬特·安格爾解釋稱,利用神經(jīng)外科手術(shù)的機(jī)會(huì)進(jìn)行此類測(cè)試,風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低,因?yàn)榛颊叩念^骨已被打開(kāi),且部分大腦組織即將被切除。
手術(shù)過(guò)程中,醫(yī)生使用了Paradromics開(kāi)發(fā)的專用植入工具,其外觀類似于EpiPen。隨后,研究人員驗(yàn)證了該設(shè)備記錄大腦電信號(hào)的能力。Connexus設(shè)備雖然體積小巧,不足一角硬幣大小,但卻集成了420根微小的針頭,這些針頭能夠直接插入腦組織,作為記錄單個(gè)神經(jīng)元信號(hào)的電極。這一設(shè)計(jì)理念與埃隆·馬斯克的Neuralink項(xiàng)目相似,但Paradromics的設(shè)備在電極數(shù)量上有所精簡(jiǎn),卻專注于獲取高質(zhì)量信號(hào)。
安格爾強(qiáng)調(diào),通過(guò)接近單個(gè)神經(jīng)元,Connexus能夠捕捉到最高質(zhì)量的信號(hào),這對(duì)于準(zhǔn)確解碼言語(yǔ)至關(guān)重要。相比之下,其他腦機(jī)接口公司采用的方法較為溫和,如Precision Neuroscience的植入物放置在大腦表面,而Synchron的設(shè)備則進(jìn)入血管并靠在大腦上。這些方法雖然侵入性較小,但只能收集到來(lái)自神經(jīng)元群的信號(hào),精度相對(duì)較低。
Paradromics的愿景是通過(guò)Connexus幫助脊髓損傷、中風(fēng)或肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)等患者恢復(fù)言語(yǔ)和交流能力。該設(shè)備旨在將神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為合成語(yǔ)音、文本和光標(biāo)控制。腦機(jī)接口的工作原理并非直接讀取個(gè)人的私密想法,而是通過(guò)解讀與運(yùn)動(dòng)意圖相關(guān)的神經(jīng)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。例如,癱瘓患者即使無(wú)法移動(dòng)嘴巴,仍可通過(guò)嘗試做出說(shuō)話時(shí)的面部動(dòng)作來(lái)產(chǎn)生獨(dú)特的神經(jīng)信號(hào),這些信號(hào)隨后被解碼成語(yǔ)音。
在腦機(jī)接口領(lǐng)域,傳統(tǒng)的猶他陣列植入物曾是該領(lǐng)域研究的基石。這種設(shè)備形狀類似微型發(fā)刷,內(nèi)置100個(gè)尖刺狀電極,已幫助癱瘓患者控制機(jī)械臂、移動(dòng)電腦光標(biāo)并產(chǎn)生合成語(yǔ)音。然而,猶他陣列存在明顯的局限性,如需要頭頂基座連接外部設(shè)備,且隨時(shí)間推移會(huì)退化并損害腦組織。因此,Paradromics和Neuralink等公司正致力于通過(guò)更耐用的材料、更簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)和更多電極來(lái)改進(jìn)這一早期技術(shù)。
密歇根大學(xué)的神經(jīng)外科醫(yī)生馬特·威爾西指出,增加電極數(shù)量可以提升腦機(jī)接口的性能和功能。而Paradromics也透露了未來(lái)的規(guī)劃,即研究在大腦中植入最多四臺(tái)設(shè)備的可行性,以進(jìn)一步增強(qiáng)記錄能力。然而,在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)之前,公司必須首先確保單臺(tái)Connexus設(shè)備在長(zhǎng)期研究中的安全性。
隨著此次人體試驗(yàn)的成功,Paradromics計(jì)劃在今年年底前針對(duì)癱瘓患者啟動(dòng)正式的臨床試驗(yàn),參與者將長(zhǎng)期植入該裝置。巴特爾神經(jīng)技術(shù)研究員賈斯汀·桑切斯表示,將一種全新的醫(yī)療設(shè)備推向市場(chǎng)極具挑戰(zhàn)性,尤其是像Connexus這樣完全可植入的大腦設(shè)備。在監(jiān)管流程的早期階段,確保設(shè)備能夠安全植入人腦并接收到正確的信號(hào)是至關(guān)重要的。匹茲堡大學(xué)的腦機(jī)接口研究員詹妮弗·科林格則將此次試驗(yàn)視為“一次出色的演練”,為后續(xù)更長(zhǎng)期的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
自2015年成立以來(lái),總部位于奧斯汀的Paradromics一直在綿羊身上測(cè)試其植入物。此次人體試驗(yàn)的成功標(biāo)志著該公司向商業(yè)化應(yīng)用邁出了重要的一步。