文|觀察未來科技
在被FDA拒絕兩次，延宕幾年后，今年5月，馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink終于獲得了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的首次人體臨床試驗(yàn)批準(zhǔn)。
9月19日，Neuralink宣布為其植入式無線腦機(jī)接口的首次人體試驗(yàn)招募參與者。這項(xiàng)研究旨在測(cè)試Neuralink無線全植入式腦機(jī)接口的安全性和有效性，使癱瘓患者能夠用大腦控制外部設(shè)備。目前，Neuralink正在為未來為期6年的研究招募癱瘓患者以測(cè)試設(shè)備。
“腦機(jī)狂潮”會(huì)隨著馬斯克腦機(jī)接口的人體試驗(yàn)到來嗎？在人類社會(huì)進(jìn)入腦機(jī)接口時(shí)代以前，我們還需要解決什么問題？
延宕多年終于獲批試驗(yàn)
馬斯克的Neuralink腦機(jī)接口人體試驗(yàn)可以說是萬眾矚目，期待已久。
要知道，從2019年開始，馬斯克幾乎每年都宣稱Neuralink馬上就可以進(jìn)行人體試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，Neuralink通過網(wǎng)絡(luò)直播，向世界展示了三只植入腦部設(shè)備的豬的實(shí)時(shí)神經(jīng)元活動(dòng)，掀起了一輪“腦機(jī)狂潮”。當(dāng)時(shí)馬斯克樂觀地表示，腦機(jī)接口的人體試驗(yàn)很快就要開始了。但試驗(yàn)的批準(zhǔn)之路比馬斯克預(yù)想的要復(fù)雜得多。
事實(shí)上，從2019年至今，美國(guó)食品和藥品監(jiān)督管理局（FDA）以安全風(fēng)險(xiǎn)為由，先后至少兩次拒絕了馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink進(jìn)行所謂的“大腦植入以治療癱瘓和失明等疑難病癥的人體試驗(yàn)”。
就在2022年，F(xiàn)DA還拒絕了Neuralink腦機(jī)接口的人體臨床試驗(yàn)申請(qǐng)。根據(jù)FDA的說法，Neuralink沒有提供足夠的數(shù)據(jù)來說明該設(shè)備的安全性和有效性；此外，該機(jī)構(gòu)還擔(dān)心該設(shè)備可能對(duì)患者造成永久性傷害。
根據(jù)此前路透社的報(bào)道，6名Neuralink現(xiàn)任和前任員工稱，F(xiàn)DA的一個(gè)嚴(yán)重?fù)?dān)憂涉及該設(shè)備攜帶電極的細(xì)線可能會(huì)遷移到大腦的其他區(qū)域。究其原因，遷移的電線可能會(huì)引起炎癥，損害大腦關(guān)鍵區(qū)域的功能并導(dǎo)致血管破裂，遷移問題也會(huì)削弱設(shè)備的有效性，導(dǎo)致手術(shù)移除的風(fēng)險(xiǎn)。
其次，在電池安全方面，F(xiàn)DA也存在擔(dān)憂。6名Neuralink現(xiàn)任和前任員工表示，公司需要在動(dòng)物研究中證明電池不太可能發(fā)生故障。如果設(shè)備中與電池電流相連的任何組件出現(xiàn)故障，電流就有可能損害腦組織。
FDA還提出了關(guān)于是否可以在不損壞腦組織的情況下移除該設(shè)備的問題。在此前Neuralink的報(bào)告中，Neuralink的專家承認(rèn)了FDA的擔(dān)憂，但并未作出具體回應(yīng)。此外，F(xiàn)DA還表示擔(dān)心該設(shè)備可能會(huì)過熱，也有可能會(huì)損壞組織。
不僅如此，近幾年來，Neuralink還因被控告虐待動(dòng)物而備受爭(zhēng)議。2022年，Neuralink就因涉嫌侵犯動(dòng)物權(quán)益接受美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查，員工認(rèn)為該公司的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)因過于匆忙，而造成了不必要的痛苦和死亡。
在數(shù)個(gè)月的調(diào)整后，Neuralink宣稱基本解決了FDA提出的這些問題，化解了對(duì)植入人體的安全性疑慮。今年5月，Neuralink終于官宣了獲得FDA批準(zhǔn)的消息，可以進(jìn)行首次人體臨床試驗(yàn)。
9月19日，Neuralink在官網(wǎng)宣布，將為其腦機(jī)接口設(shè)備的首次人體臨床試驗(yàn)招募參與者，用以評(píng)估其設(shè)備的安全性和初步有效性，即癱瘓患者能否用意念控制外部設(shè)備。這項(xiàng)名為PRIME（精確機(jī)器人植入腦機(jī)接口的英文縮寫）的試驗(yàn)將使用手術(shù)機(jī)器人R1把植入物N1放入大腦控制運(yùn)動(dòng)意念的區(qū)域。N1是一種超細(xì)柔性線，可以記錄大腦信號(hào)并將其無線傳輸?shù)浇獯a運(yùn)動(dòng)意圖的應(yīng)用程序。
Neuralink表示，公司正在尋找因脊髓損傷或肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS，俗稱漸凍癥)導(dǎo)致四肢癱瘓、且傷后至少一年未見好轉(zhuǎn)的試驗(yàn)參與者。主要試驗(yàn)將耗時(shí)約18個(gè)月，若包括長(zhǎng)期跟進(jìn)會(huì)診在內(nèi)，整個(gè)臨床試驗(yàn)將耗時(shí)約六年。
當(dāng)然，Neuralink的野心遠(yuǎn)不止于此，按照馬斯克近年來在多個(gè)場(chǎng)合的表述，Neuralink在短期內(nèi)的目標(biāo)是恢復(fù)失明者的視力，并讓癱瘓人士恢復(fù)全身運(yùn)動(dòng)功能，而最終的目的，則是實(shí)現(xiàn)人腦與電腦協(xié)同工作的“人機(jī)共生”。
馬斯克會(huì)開啟“腦機(jī)狂潮”嗎？
雖然Neuralink公開招募腦機(jī)接口試驗(yàn)者給腦機(jī)接口技術(shù)帶來了高度關(guān)注，但其實(shí)，在這條賽道上，最擅于講故事的馬斯克并不是走得最快的。
這與馬斯克選擇的腦機(jī)接口技術(shù)路線有關(guān)。腦機(jī)接口可以分為侵入式的和非侵入式的兩大類，后者因?yàn)槲ｋU(xiǎn)系數(shù)低而更受歡迎。但Neuralink采用的是前者，也就是侵入式方案。這也意味著將面臨更高的安全風(fēng)險(xiǎn)。
相較而言，Neuralink的競(jìng)爭(zhēng)者Synchoron在2021年就獲得了FDA的臨床試驗(yàn)批準(zhǔn)。這家公司成立得比Nueralink晚一年，當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)只有20人。
和Neuralink一樣，Synchron同樣旨在幫助重度癱瘓者控制數(shù)字設(shè)備，但采用的是“血管介入式”腦機(jī)接口，其植入物分為兩部分，網(wǎng)狀傳感器通過靜脈注射的方式送到大腦指定位置，手術(shù)只要兩小時(shí)，可以在廣泛的血管造影手術(shù)套件上操作。另一部分是接收裝置，植入患者胸口部位，沒有內(nèi)置電池。比起Neuralink所采用的侵入式方案，這種方式不需要機(jī)器人協(xié)助，也不用在頭骨上開洞。雖然犧牲了信號(hào)采集的豐富度，但更為安全成熟，解碼也相對(duì)容易。
今年1月，Synchron公布的最新臨床試驗(yàn)進(jìn)展顯示，4名癱瘓者成功控制了外部設(shè)備，可進(jìn)行發(fā)短信郵件、個(gè)人理財(cái)、在線購(gòu)物等日?；顒?dòng)。
此外，就在馬斯克的Neuralink公司才被允許在人體上做實(shí)驗(yàn)時(shí)，瑞士Onward的腦機(jī)接口技術(shù)，已經(jīng)讓癱瘓12年的病人“站立”兩年了。今年5月24日，發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究稱，Onward研究人員在一名癱瘓男子的腦部放入植入物后，這名男子重新恢復(fù)了行走能力。
現(xiàn)年40歲的荷蘭男子奧斯卡姆（Gert-Jan Oskam），12年前在一次自行車事故中損傷了頸部和脊髓，導(dǎo)致他雙腿癱瘓，雙手也局部傷殘。
2021年7月，Onward的研究小組開發(fā)出一種新的療法，洛桑大學(xué)的神經(jīng)外科醫(yī)生喬斯林·布洛赫教授在奧斯卡姆身上實(shí)施了這項(xiàng)植入手術(shù)，醫(yī)生在他的頭骨兩側(cè)與脊椎各打了一個(gè)直徑5厘米的圓孔，位于大腦運(yùn)動(dòng)中樞的上方，然后插入了兩個(gè)由法國(guó)原子能機(jī)構(gòu)開發(fā)的界面，并將植入物連接到與行走有關(guān)的神經(jīng)末梢上，通過大腦植入物在患者的腦部和肌肉之間建立一座“電子橋梁”，使大腦發(fā)出的信號(hào)得以通過無線傳輸?shù)筋^盔的傳感器上。這些信號(hào)通過計(jì)算機(jī)算法轉(zhuǎn)化為指令，并借助脊椎處植入的第二個(gè)裝置控制腿部和腳部的肌肉。
在放入植入物兩天后，奧斯卡姆就已經(jīng)能重新控制臀部。經(jīng)過幾周的訓(xùn)練，他可以在助行器的幫助下站立和行走，甚至還能上樓和走斜坡。目前，Onward還在招募3個(gè)脊髓損傷的病人，看看類似的設(shè)備是否可以恢復(fù)手臂運(yùn)動(dòng)。
如今，腦機(jī)接口的研究仍然在各大研究機(jī)構(gòu)中進(jìn)行著。今年5月，由南開大學(xué)段峰教授團(tuán)隊(duì)牽頭的全球首例非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京獲得成功，該試驗(yàn)在猴腦內(nèi)實(shí)現(xiàn)了介入式腦機(jī)接口腦控機(jī)械臂。
而進(jìn)行腦機(jī)接口產(chǎn)品研發(fā)的商業(yè)公司也不止Neuralink一家，除了Synchron外，還有Paradromics、Neurable、Kernel、NextMind、Emotiv、Blackrock Neurotech等多家企業(yè)。
腦機(jī)接口的未來狂想
無疑，腦機(jī)接口承載著人們對(duì)于未來的想象。腦機(jī)接口的力量，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于醫(yī)療應(yīng)用。
除了幫助癱瘓患者恢復(fù)肢體行動(dòng)外，腦機(jī)接口還可以用于治療肥胖癥、自閉癥、抑郁癥或精神分裂癥等在內(nèi)的各類疾病。
作為一種大腦和外界的通信系統(tǒng)，腦機(jī)接口還有望實(shí)現(xiàn)人腦功能的大幅提升，包括無限的記憶，更高速的運(yùn)算，正面感受的增強(qiáng)，更好的專注度，視覺聽覺的提升，甚至是心靈感應(yīng)等超自然的想法。
而再向前一步，從腦機(jī)接口的原理來看，所謂神經(jīng)沖動(dòng)就是電與化學(xué)信號(hào)形成的網(wǎng)絡(luò)，這就意味著神經(jīng)沖動(dòng)可以轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，也就是說，腦機(jī)接口還可以讓神經(jīng)系統(tǒng)直連電子系統(tǒng)，甚至可以將人的記憶和意識(shí)徹底電子化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字永生。
但生命科學(xué)領(lǐng)域的復(fù)雜與多變遠(yuǎn)超其他領(lǐng)域，一個(gè)天馬行空想法的實(shí)現(xiàn)與落地，也面臨著更大的挑戰(zhàn)。首先，也是當(dāng)前腦機(jī)接口面臨的最大問題，就是安全性問題。此前，在動(dòng)物試驗(yàn)階段，Neuralink就被各種舉報(bào)。
2022年2月，美國(guó)醫(yī)師醫(yī)藥責(zé)任協(xié)會(huì)（PCRM）宣布將向負(fù)責(zé)監(jiān)管實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物的美國(guó)農(nóng)業(yè)部提出申訴，指控Neuralink公司和加州大學(xué)戴維斯分校在2018年至2020年間對(duì)23只猴子進(jìn)行侵入性和致命的大腦實(shí)驗(yàn)，違反了《聯(lián)邦動(dòng)物福利法》。3月，一家非營(yíng)利機(jī)構(gòu)透露，Neuralink腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)用的23只猴子已經(jīng)死了15只。有消息稱，自2018年以來，約1500只動(dòng)物，包括280多只羊、豬和猴子死于Neuralink的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。這么高的動(dòng)物死亡率讓FDA心驚膽戰(zhàn)，因而在3月份拒絕了Neuralink的試驗(yàn)申請(qǐng)，甚至給出了數(shù)十種拒絕理由。
盡管目前Neuralink獲得了FDA的批準(zhǔn)，但FDA仍然高度關(guān)注人體試驗(yàn)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)?？屏_拉多大學(xué)神經(jīng)外科與生理學(xué)副教授、FDA前官員Cristin Welle認(rèn)為，Neuralink至少還需要5-10年的時(shí)間才有可能商業(yè)化。
更重要的是，腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展與腦科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)。今天，無論企業(yè)再怎么宣傳技術(shù)，短期內(nèi)在醫(yī)療應(yīng)用端要實(shí)現(xiàn)革命性創(chuàng)新都不太可能，因?yàn)槿祟悓?duì)大腦機(jī)理的認(rèn)知就是這些，未來只有當(dāng)基礎(chǔ)研究有所突破，硬件技術(shù)才能對(duì)臨床應(yīng)用產(chǎn)生顛覆性的影響。比如在精神類疾病領(lǐng)域，和位于大腦淺層的運(yùn)動(dòng)和體感皮層不同，情感、記憶、認(rèn)知等功能涉及的腦區(qū)較多，執(zhí)行的機(jī)制還知之較少，靶點(diǎn)不明確，解碼也會(huì)更復(fù)雜。
此外，現(xiàn)階段，科學(xué)家對(duì)意識(shí)的產(chǎn)生的研究，對(duì)記憶塑造的方法以及不同腦皮質(zhì)分區(qū)合作的機(jī)理尚沒有定論。這些問題與腦機(jī)接口是否能實(shí)現(xiàn)讓大腦與互聯(lián)網(wǎng)或者個(gè)人服務(wù)器相連接的功能實(shí)現(xiàn)息息相關(guān)。
以記憶存儲(chǔ)為例，事實(shí)上記憶的物理形式是什么？是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，還是分子網(wǎng)絡(luò)的組學(xué)狀態(tài)，這本身就需要界定。而要實(shí)現(xiàn)記憶的存儲(chǔ)甚至轉(zhuǎn)移，首先需要了解記憶的編碼形式并能進(jìn)行讀取。
馬斯克的光環(huán)確實(shí)讓許多人看見了當(dāng)前快速發(fā)展的腦機(jī)接口，但對(duì)技術(shù)熱情的期盼之下，安全性和有效性是必須要過的兩大關(guān)。