脑机接口来了,最重要的是安全

▲资料图。图/IC photo

脑机接口,是指在人类大脑与外部设备之间创建直接连接,进而实现大脑和计算机之间直接通信。近日,国内外两条有关脑机接口的科技新闻引起人们广泛关注。

据科技日报报道,1月29日,由美国人埃隆·马斯克领导的脑机接口公司,即“Neuralink(神经连接)”在社交媒体X上发帖称,其在28日完成向患者脑部植入一个硬币大小的设备,植入者恢复良好,已检测到脑电信号。

而8小时后,即1月30日,清华大学官网发布消息,该校医学院脑机接口研究团队与首都医科大学宣武医院联合,于2023年10月24日成功进行了全球首例无线微创脑机接口临床试验。这位因车祸造成脊髓损伤、四肢瘫痪14年的患者,经术后三个月康复训练,已实现自主喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%。

脑机接口被视为未来人类和社会发展的前沿领域,不只因为能治疗很多疾病,如治疗瘫痪、渐冻症、帕金森病、认知障碍、抑郁症等,还可以让人与机器融合。后者正是马斯克等人的目标,即通过脑机接口让人类与人工智能实现某种共生。

目前看来,治病的目的或能实现,至于脑机接口与人工智能共生,怕还是比较遥远的事。

确保人的安全

但是,无论怎样实现这两种目的,都需要符合伦理规范。最大的伦理是,保障患者和受试者的健康和生命安全。2023年12月,中国国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会研究编制了《脑机接口研究伦理指引》,供相关科研机构和科研人员参考使用。《伦理指引》的核心就是突出安全。

开展脑机接口研究除了要符合我国相关法律法规规定,遵循国际公认的伦理准则,以及科学共同体达成的专业共识和技术规范外,《伦理指引》还指出,应主要致力于修复型脑机接口技术,即帮助一些临床患者或残障人士恢复和替代一些缺失的功能,包括感知功能、运动功能和语言功能等。

对于非医学目的的注意力调节、睡眠调节、记忆调节等增强型脑机接口技术应在严格规范、明确获益的前提下,一定程度上鼓励探索和发展。

因此,中国对脑机接口的态度是,首先研发和试验修复型脑机接口技术,其次才是奔着非医学目的。这样做就是要确保人的安全。即便是修复型脑机接口技术,同样存在不同的技术特点,因而存在不同的安全系数。

安全系数当然要与实际效果相结合,只有安全系数最高和效果较好的脑机接口才符合病人和试验者的最大利益,因而最符合伦理价值。

比较起来,目前安全系数最高的是非侵入式脑机接口,但是,效果并非很好。因为,非侵入式脑机接口可以获得常规的脑电波,也能记录语义,但接收脑电波信号敏感性弱。

侵入式脑机接口能获得更强烈的脑电波,但缺点是,对大脑有潜在的伤害。大脑有1000亿个神经元,要记录多少神经元的信号,才能获得明确的大脑指令,需要试验。目前最好的技术可以记录到3000个神经元,即便这样,一般侵入式的长期穿刺也可能带来脑损伤。

因此,目前脑机接口的最大伦理底线在于,采用什么样的侵入式脑机接口,以及如何植入脑机接口设备。根据人脑的解剖结构,有不同的侵入式植入。从头皮往下,芯片分别要透过颅骨、硬脑膜、蛛网膜、软脑膜等组织,才会抵达脑组织。

脑机接口要考虑“性价比”

同样是对目前国内外脑机接口的比较,在侵入方式上,介入式脑机接口在安全性和接收大脑信号方面是“性价比”最好的。

美国Synchron公司研发的脑机接口元件stentrode(一种圆柱形的空心金属网)就是采用介入式植入方式。

医生在患者的脖子上做微创切口,然后通过导管把电子元件stentrode送到颈静脉,最终导入到大脑运动皮层内的血管。运送到位后,再把导管撤掉,stentrode的网状结构就会舒展开,并和血管的外缘(血管壁)结合。整个过程就像植入冠状动脉支架,芯片是通过血管壁与神经元接触并接收信号。

中国的NEO(Neural Electronic Opportunity)设备,则是通过微创手术,将体内机埋在颅骨内,电极覆盖在硬膜外(硬膜位于颅骨和大脑皮层之间),能够保护神经组织,不损伤大脑细胞。同时,NEO系统采用近场无线供电和通信技术,植入颅骨的体内机无需电池,因此也能防止电池的老化损害大脑,而且通过体外充电,患者可以终生使用体内机。

侵入式脑机接口安全较差的是神经连接公司的心灵感应芯片,是将大脑头骨切开一块,将一个尺寸约为5枚10美分硬币叠在一起的芯片植入,芯片包含1024个微型电极,与大脑神经元连接。芯片通过无线充电,并通过蓝牙与手机或电脑等设备连接。直接与大脑神经元接触的1024个微型电极随时都有可能引发脑组织的免疫排异反应。

这些侵入式脑机接口在竞争的同时,也是在接受临床检验和时间考验。它们只有在安全前提下具有疗效,才能满足患者需要,获得社会肯定,也才是最符合生物医学伦理的技术。

另一方面,随着技术的进步,脑信号的采集已经比较容易实现,因此,为了避免植入式脑机接口对人的伤害,未来用非植入式脑机接口也能解决问题,这就能最大程度地保障人的安全。

无论现在还是未来,脑机接口首要的问题是,最大程度上保障人的安全,然后从不同的技术层面和角度探索,才有广阔的发展前景。因为,科技发展必须遵循社会伦理。

撰稿/张田勘(专栏作家)

编辑/迟道华

校对/赵琳

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