北京中科白癜风医院权威 http://baidianfeng.39.net/脑机接口作为时下的科技风口,正引发越来越多的讨论。在1月30日,马斯克宣布其Neuralink(神经连接公司)将脑机接口芯片(称为“心灵感应”,Telepathy)植入人类大脑初步成功之前,年10月24日,清华大学医院联合团队就做了首例临床无线微创植入脑机接口NEO试验,年1月29日,联合团队宣布首例患者脑机接口康复取得突破性进展。年12月19日,脑机接口NEO第二例脊髓损伤医院成功进行。
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、认知障碍、抑郁症等,还可以让人与机器融合,后者是马斯克等人的目标,通过脑机接口让人类与人工智能实现某种共生。这是脑机接口的两大任务。
目前看来,治病的目的基本能实现了,植入NEO的患者老杨(因车祸导致颈椎处脊髓完全性损伤)在3个月后能通过脑机接口支配气动手套(代替老杨与大脑“失联”已久的右手),抓握水瓶喝水。至于脑机接口与人工智能共生,还是很遥远的事。
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。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的脑机接口技术。对于非医学目的的注意力调节、睡眠调节、记忆调节、外骨骼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。
而且,应该是对严重危及生命且尚无其他有效治疗手段的罕见病,在严格遵守国家关于医疗器械、临床研究等相关规定的条件下,经充分知情同意,开展脑机接口创新产品的临床试验。
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,其次才是非医学目的应用的脑机接口技术。这样做的目的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脑机接口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。大脑有亿神经元,要记录多少视经元的信号,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神经元,即便这样,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。
同样是对目前国内外脑机接口的比较,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strentrode(芯片)就是采用介入式植入方式,医生在患者的脖子做微创切口,然后通过导管把电子元件strentrode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。
侵入式脑机接口安全和效果兼具排第二位的是中国的NEO设备,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,芯片一端的包含个微型电极,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既在竞争,也是在接受临床检验和时间考验,只有在安全前提下具有疗效,才能获得社会肯定和患者需要,也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。不过,最关键的问题是,怎样破译大脑信号,并翻译为机器能够读懂的代码。而且,大脑信号的不同语言解码同样是难题,如汉语有喝水、饮水、吃水、吸水、呷水表达同样的语义和动作,但英语的基本表达只有一个词drink,这也是机器学习需要解决的问题。
#图文万粉激励计划#无论是现在还是未来,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,科技发展必需遵循社会伦理。
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