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        深入大腦之后

        2023-10-14 03:38:00尹傳紅
        小康 2023年28期
        關(guān)鍵詞:信號(hào)

        尹傳紅

        未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的芯片和腦電信號(hào)采集與分析技術(shù),腦機(jī)接口時(shí)代必然來(lái)臨。

        兩名因癱瘓而喪失語(yǔ)言功能的患者,在大腦植入裝置后,可以重新說話了。通過在人體內(nèi)植入腦信號(hào)讀取裝置,一名因脊髓受損而下半身癱瘓的患者恢復(fù)了自主行走能力。這是《自然》周刊新近先后披露的兩項(xiàng)科技新成果。

        前一成果,分別來(lái)自斯坦福大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的兩個(gè)美國(guó)科研團(tuán)隊(duì)。后一成果,出自瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)和法國(guó)替代能源與原子能委員會(huì)。

        看起來(lái)令人欣喜:一種將生物器官與數(shù)字技術(shù)結(jié)合起來(lái)的新醫(yī)療服務(wù),或許很快就會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)康復(fù)革命。腦機(jī)接口技術(shù)的施行,是人類首次對(duì)自己大腦的基本“硬件”做出修改。精細(xì)的微電子裝置和強(qiáng)大的人工智能(AI)算法相融合,讓我們不僅能清晰地探測(cè)到大腦信號(hào)并解讀之,而且還能“左右”人之行為。

        如何讓失語(yǔ)者說話?研究人員將電極植入患者大腦中與語(yǔ)言有關(guān)的區(qū)域,借以測(cè)定神經(jīng)元的活動(dòng)。然后,讓一臺(tái)與這些電極連接的計(jì)算機(jī)通過一種算法來(lái)“大量處理”傳遞給它的信息,使患者腦子里想說話語(yǔ)的腦電信號(hào)和所發(fā)生的情況建立聯(lián)系。如此反復(fù)訓(xùn)練,就能越來(lái)越快速和精確地“還原”患者想說的話。

        癱瘓者怎樣走起?研究人員將患者部分頭骨切除,在其頭部左右兩邊各植入一個(gè)用于檢測(cè)硬腦膜外部電信號(hào)的傳感器。同時(shí),在患者腰椎內(nèi)植入可對(duì)病變部位以下的脊髓進(jìn)行電刺激的裝置。另外要做的是,讓AI對(duì)所需電刺激的強(qiáng)度進(jìn)行研判,并學(xué)習(xí)人在活動(dòng)四肢時(shí)發(fā)出的腦信號(hào)。這樣,當(dāng)患者想要活動(dòng)身體時(shí),傳感器就會(huì)檢測(cè)到大腦發(fā)出的信號(hào),計(jì)算機(jī)隨即進(jìn)行分析處理,再對(duì)脊髓進(jìn)行相應(yīng)的電刺激,使患者能夠完成站立、行走等動(dòng)作。

        我國(guó)腦科學(xué)臨床和基礎(chǔ)研究同樣碩果累累。已成熟開展顱內(nèi)電極植入手術(shù)的神經(jīng)外科專家王明宇告訴我,腦電信號(hào)解碼跟腦機(jī)接口密切相關(guān),目前植入式腦機(jī)接口在我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn),譬如浙江大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科團(tuán)隊(duì)通過對(duì)一位高位截癱志愿者腦內(nèi)植入U(xiǎn)tah陣列電極,從而意念控制機(jī)械手臂的三維運(yùn)動(dòng),可完成進(jìn)食、飲水和握手等一系列動(dòng)作,隔空取物不再是幻想。

        植入式腦機(jī)接口從技術(shù)上來(lái)說我們都能做到,只是手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和倫理問題比較復(fù)雜。王明宇認(rèn)為,腦機(jī)接口技術(shù)前景很好,但存在諸多局限性和制約。特別是無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口(穿戴式)對(duì)于腦電信號(hào)采集技術(shù)的要求較高,畢竟現(xiàn)在植入顱內(nèi)的電極也無(wú)法做到穩(wěn)定采集和精準(zhǔn)解碼信號(hào)。未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的芯片和腦電信號(hào)采集與分析技術(shù),腦機(jī)接口時(shí)代必然來(lái)臨。

        不過,完美的腦機(jī)接口的影響或許是最不可預(yù)測(cè)的。國(guó)外已有學(xué)者提出了腦機(jī)接口有可能造成的嚴(yán)重隱私問題:如果你身體里裝有醫(yī)療設(shè)備,這些設(shè)備可能就具有某種能與外部世界進(jìn)行通信的無(wú)線方式,而這會(huì)引起黑客侵入的風(fēng)險(xiǎn)。就大腦植入物而言,黑客侵入可能意味著更高的風(fēng)險(xiǎn)。比如說,一名黑客或許能借助重要器官的植入物,來(lái)遠(yuǎn)程殺死或折磨一個(gè)人。當(dāng)然,還有更不易察覺的可能:一名黑客或許能通過訪問一個(gè)深層大腦刺激器,來(lái)控制一個(gè)人的心情乃至個(gè)性。

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