Synchron、Paradromics 和 Precision Neuroscience 等公司也在竞相开发大脑植入物
本文首次发表于 《麻省理工学院技术评论》的 每周生物技术通讯《The Checkup》
在脑机接口的世界里，似乎一家公司吸走了房间里所有的氧气。上个月，Neuralink 在 X 上发布了一段视频，展示了第一个接受大脑植入的人类受试者，该植入物将被命名为 Telepathy。接收者是一名肩膀以下瘫痪的 29 岁男子，他在电脑下棋，用意念移动光标。他在视频中说，学习控制它“就像使用力量”。
Neuralink 宣布的首次人体试验引起了巨大轰动，并不是因为该人能够完成的任务——科学家在 2006 年演示了使用大脑植入物来移动光标——而是因为这项技术是如此先进。该设备不显眼且是无线的，它包含的电极非常薄且脆弱，必须由专门的机器人将其缝合到大脑中。它还因为 Neuralink 创始人埃隆·马斯克做出的疯狂承诺而引起关注。众所周知，马斯克有兴趣使用他的芯片来增强大脑，而不仅仅是恢复因受伤或疾病而丧失的功能。
但 Neuralink 并不是唯一一家开发脑机接口来帮助失去行动或说话能力的人的公司。事实上，总部位于纽约的 Synchron 公司得到了比尔·盖茨和杰夫·贝佐斯的资助，该公司已经将其设备植入了 10 个人体内。上周，该公司启动了患者登记，为更大规模的临床试验做好准备。
今天，在《The Checkup》中，让我们来看看一些开发大脑芯片的公司、他们的进展以及他们对该技术的不同方法。
大多数从事该领域工作的公司都有相同的目标：从大脑捕获足够的信息来破译用户的意图。这个想法是为了帮助那些不能轻易移动或说话的人进行交流，通过帮助他们导航计算机光标或通过实际将他们的大脑活动转化为语音或文本。
对这些设备进行分类的方法有很多种，但莱斯大学的生物工程师雅各布·罗宾逊喜欢根据它们的侵入性对它们进行分组。这是一个固有的权衡。电极越深，植入电极所需的侵入性手术就越大，风险也越大。但更深入的研究也让电极更接近这些公司希望记录的大脑活动，这意味着该设备可以捕获更高分辨率的信息，从而可以让设备解码语音。这就是 Neuralink 和 Paradromics 等公司的目标。
罗宾逊是一家名为 Motif Neurotech 的公司的首席执行官兼联合创始人，该公司正在开发一种只能穿透头骨的脑机接口（稍后会详细介绍）。相比之下，Neuralink 的设备的电极可以进入皮层，“就在最初的几毫米处，”罗宾逊说。另外两家公司——总部位于奥斯汀的初创公司 Paradromics 和 Blackrock Neurotech——也开发了旨在穿透大脑皮层的芯片。
“这可以让你真正接近神经元并获取有关每个脑细胞正在做什么的信息，”罗宾逊说。靠近神经元和更多可以“监听”其活动的电极可以提高数据传输的速度或“带宽”。带宽越大，设备就越有可能将大脑活动转化为语音或文本。
就人类经验而言，Blackrock Neurotech 遥遥领先。自 2004 年以来，其犹他阵列已被植入数十人体内。全国各地的学术实验室都在使用该阵列。正是该阵列构成了 Blackrock 的 MoveAgain 设备的基础，该设备于 2021 年获得了 FDA 突破性指定。但 Robinson 表示，其带宽可能低于 Neuralink 的设备。
“Paradromics 实际上拥有最高带宽的接口，但他们尚未在人类身上进行演示，”罗宾逊说。电极位于手表电池大小的芯片上，但该设备需要一个单独的无线发射器，该发射器植入胸部并通过电线连接到大脑植入物。
不过，所有这些高带宽设备都有一个缺点。它们都需要进行开颅手术，而“大脑并不真的喜欢把针扎进去”，Synchron 创始人 Tom Oxley 在2022 年的 TED 演讲中说道。 Synchron 开发了一种安装在支架上的电极阵列，这与医生用来撑开堵塞动脉的装置完全相同。 “Stentrode”通过颈部切口输送到运动皮层正上方的血管。这种独特的输送方法避免了脑部手术。但罗宾逊说，将设备放置在大脑上方而不是大脑内部限制了它可以捕获的数据量。他怀疑该设备能否捕获足够的数据来移动鼠标。但产生鼠标点击就足够了。 “他们可以点击“是”或“否”；他们可以上下点击，”他说。
由 Neuralink 前高管创立的 Newcomer Precision Neuroscience 开发了一种比人类头发还细、类似于透明胶带的柔性电极阵列。它通过一个小切口在皮质顶部滑动。该公司去年启动了首次人体试验。在这些初步研究中，该阵列被暂时植入因其他原因接受脑部手术的患者体内。
上周，罗宾逊和他的同事在《科学进展》上报告了Motif Neurotech 设备的首次人体测试，该设备仅穿透头骨。他们暂时将这种小型、无电池的设备（称为数字可编程脑上治疗仪（DOT））放置在已计划接受脑部手术的人的运动皮层上方。当他们打开设备时，他们看到病人的手在移动。
Motif 设备的最终目标不是产生运动。他们把目光投向了完全不同的应用：缓解情绪障碍。 “每有一个脊髓损伤者，就有 10 个人患有重度抑郁症并且对药物没有反应，”罗宾逊说。 “他们同样绝望。它只是不可见。”但研究表明，该设备的功能足以刺激大脑，这是实现公司目标的第一步。
该设备位于大脑上方，因此无法捕获高带宽数据。但由于 Motif 实际上并不是试图解码语音或帮助人们用意念移动物体，所以他们不需要它这样做。 “你的情绪变化不会像你嘴里发出的声音一样快，”罗宾逊说。
这些公司中哪家会成功还有待观察，但随着该领域已经取得的发展势头，用意念控制技术似乎不再是科幻小说中的内容。尽管如此，这些设备主要是为有严重身体缺陷的人设计的。不要指望大脑植入能很快实现 Neuralink 的“重新定义人类能力的界限”或“扩展我们体验世界的方式”的目标。
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