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腦機(jī)接口安全兩難,血管支架另辟蹊徑

工程師鄧生 ? 來(lái)源:搜狐網(wǎng) ? 作者:陳根 ? 2020-11-29 10:19 ? 次閱讀
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2020年8月末,馬斯克以及其腦機(jī)接口公司Neuralink有關(guān)腦機(jī)接口最新進(jìn)展的發(fā)布會(huì)直播吸引了全球15萬(wàn)人的關(guān)注,一時(shí)間,關(guān)于腦機(jī)接口的討論紛至沓來(lái)。

盡管腦機(jī)接口作為技術(shù)給人們提供了一個(gè)了解大腦“黑箱”的機(jī)會(huì),但這種技術(shù)仍處在早期階段,除了收集信息的精度仍有待發(fā)展,還可能對(duì)大腦造成損害。

根據(jù)腦機(jī)接口與大腦的連接方式,可以分為非侵入式性、侵入式性和半侵入式性腦機(jī)接口。若是用非侵入式的頭皮電極,就只能隔著頭皮、顱骨和腦膜記錄到大腦宏觀層面的腦電波(electroencephalogram, EEG),精度很差。而選擇侵入式或半侵入式方式,破解了精度局限,但數(shù)量和安全又成了問(wèn)題。

馬斯克和他的團(tuán)隊(duì)使用的就是在皮質(zhì)上植入和皮質(zhì)里植入相結(jié)合的方式,將類似于微絲陣列(用于皮層上)和密歇根式探針(用于皮層中)的電極植入到人的腦內(nèi)。這意味著,其將可能面臨慢性神經(jīng)炎癥,局部腦組織損傷,以及局部腦組織損傷帶來(lái)的細(xì)胞反應(yīng)(小神經(jīng)膠質(zhì)反應(yīng)和星形膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng))還有電極穿透時(shí)引發(fā)的細(xì)胞外基質(zhì)變化的反應(yīng)。

近來(lái),一項(xiàng)新研究獨(dú)辟蹊徑,借鑒了血管支架技術(shù),開(kāi)發(fā)出了能讀取思想的電極,為減少腦機(jī)接口對(duì)大腦損傷提供了一個(gè)新途徑。

具體來(lái)說(shuō),研究人員將電極安裝在可膨脹的彈性血管支架上,穿過(guò)血管,引入被試的大腦。在這項(xiàng)針對(duì) 2 名受試的實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中,研究人員將一根由支架牽引的電線沿著喉部靜脈,向上延伸,進(jìn)入大腦初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層附近的血管,在血管撐開(kāi)支架。

此外,研究團(tuán)隊(duì)事先通過(guò)手術(shù)在受試胸口植入了一個(gè)紅外發(fā)射器,當(dāng)受試的大腦發(fā)送信號(hào)傳遞運(yùn)動(dòng)意圖時(shí),電極就開(kāi)始接收這些信號(hào)并將它們以無(wú)線的方式傳送給計(jì)算機(jī)。

試驗(yàn)證明,在幾周的訓(xùn)練后,兩名受試都能夠在眼動(dòng)儀的幫助下移動(dòng)光標(biāo),還能通過(guò)植入的設(shè)備,憑借腦中的想法點(diǎn)擊光標(biāo)。而能讀取被試的“點(diǎn)擊”信號(hào),將足以保證患者發(fā)送文字信息、網(wǎng)上購(gòu)物、以及執(zhí)行其他日常線上活動(dòng)。

當(dāng)然,此項(xiàng)研究依舊要面對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換的技術(shù)掣肘。事實(shí)上,雖然電極支架能夠收集來(lái)自大腦的信號(hào),但機(jī)器學(xué)習(xí)算法需要理解這些信號(hào)代表著什么。而對(duì)于目前來(lái)說(shuō),即便在最理想的狀態(tài)下,信號(hào)也無(wú)法完美地反映思想。

其研究結(jié)果已發(fā)表于《神經(jīng)介入外科雜志》上。

責(zé)任編輯:PSY

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