脑机接口植入物故障,会导致人脑残吗?

来源: 北京商报
2024-05-24 08:44:17

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  中新网5月22日电(中新财经记者 吴涛)随着技术的发展,脑机接口渐渐地进入大众视线,越来越多的人相信脑机接口会越来越完善。不过近日曝出的马斯克公司Neuralink脑机接口电极脱离问题引发人们担忧,植入式脑机接口安全吗?电极脱离会导致人脑残吗?

  脑机接口如何实现?

  一般来说,脑机接口分为非植入式和植入式,很多人感觉脑机接口离我们比较遥远,实际上,听障人士佩戴人工耳蜗,就是脑机接口的应用之一,就在我们身边。

  2023年10月份,清华大学医学院洪波教授团队与首都医科大学宣武医院赵国光 教授团队共同成功完成了国内首例脑机接口临床植入试验,再次让大家看到了植入式脑机接口的前景

  中国信通院的报告称,业界已广泛存在将脑机接口技术与安全帽、轮椅、外骨骼、无人机、汽车、虚拟现实头显等设备进行结合的案例。从技术路线看,非植入式技术路线企业居多。全球500余家脑机接口相关企业中,20%从事植入式技术研发,80%从事非植入式技术研发。

  脑机接口究竟是如何实现的?随着植入式临床试验的进行,能实现我们想象中那样碳基生命和硅基数字世界完美结合吗?

  近日,清华大学为先书院院长、医学院教授洪波在2024搜狐科技年度论坛期间接受中新财经记者采访时表示,一般来说,脑机接口能走多远取决于如何解决这三个技术问题:

  首先,要有一个良好的神经界面,把信号从大脑里读取出来,而且是非常安全可靠的;第二,脑信号怎么对应我们计算机里的指令,需要翻译,这个翻译依赖于脑科学对神经系统信息编码的发现;第三,需要一个信息处理系统,把信号通过硬件、软件等做一个实时的处理。一般来说,这都是毫秒级的。

  植入式会让大脑受伤吗?

  在脑机接口领域,相比非植入式,植入式电极的优势在于能采集到高分辨率神经信号的概率更高,但植入式电极的长期有效性和安全性是最大的技术挑战之一。如上所述,马斯克的Neuralink团队就碰到了电极脱离问题。

  洪波表示,电极插入大脑皮层就会导致神经细胞的损伤,我们的免疫细胞还会包裹电极使得一些信号丢失。

  “无论是微丝电极也好,还是硬制硅电极也好,跟大脑细胞的接触是不稳定的界面,这些界面会随着时间改变,导致信号丢失,而且会越来越严重。这是植入脑机接口的最大难题。”洪波称。

  该如何减少创伤?

  对于植入式脑机接口带来的创伤风险,洪波给出了一个方案,他表示,不把植入电极插到大脑皮层,而是放到大脑硬膜外,以减少创伤,提高信号可靠性。硬脑膜是保护大脑皮层的特殊结构。如果把电极放在上面,虽然信号没有下面那么好,但它是长期安全可靠的,也不会引起神经细胞的免疫反应。

  “但这也引发了新问题,就是脑机接口系统面临的带宽还不够高,该如何和大脑皮层植入式的匹敌?”洪波称,“我们已经在考虑采用更多的硬膜上的电极,然后改进我们低功耗无线通讯的技术,确保在温度不升高的情况下带宽能够提升。”

  多个团队也在考虑这个问题,杭州电子科技大学王明浩团队将刚性骨架与柔性衬底结合,以向脑脊液施加超声激励的方式使刚性骨架在脑内部分断裂,探针在脑内部分变为柔性结构,从而减小脑部损伤。

  据中国信通院的报告称,很多团队在研究柔性电极,凝胶成柔性电极材料的热门选择,或者利用蚕丝蛋白暂时硬化电极,在体内展开后,封装层掺杂的特异性敏感酶在外界温度、酸碱度、浓度等触发下降解。

  洪波表示,脑机接口有不同的技术路线,各有优劣,没有说哪一个就一定是最成功、最有效的,主要看应用的场景,“如何降低对人体创伤,实现安全可靠的脑机接口,这是一个我们在积极思考和解决的问题。”(完)

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