来源 | 红杉汇
出品 | 科创最前线
脑机接口公司Neuralink已完成首例人类脑机接口设备植入，并且志愿者恢复良好。初步结果显示，神经元尖峰检测前景很好。
“只需思考，即可控制手机或计算机，并通过它们控制几乎任何设备。最初的使用者将是那些失去四肢功能的人。想象一下，如果史蒂芬·霍金的沟通速度比打字员或拍卖师更快。这就是我们的目标。”马斯克在推文中写道。
脑机接口设备技术的不断发展，让人们对未来与世界互动的方式充满了全新的畅想。
同样是1月29日，首都医科大学宣武医院赵国光教授团队、清华大学医学院洪波教授团队召开无线微创脑机接口NEO（Neural Electronic Opportunity）临床试验阶段进展总结会，宣布首例患者脑机接口康复取得突破性进展。
此次临床应用的NEO系统软硬件由清华大学医学院洪波教授团队与博睿康科技合作开发。
2023年10月24日在宣武医院成功进行首例临床植入试验，应用在一位车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤（ASIA评分A级）、处于四肢瘫痪状态长达14年的患者身上。
与马斯克领导的Neuralink脑机接口不同，无线微创植入脑机接口NEO把电极放在大脑硬膜外，通过长期动物试验研制，不会破坏神经组织；
两枚硬币大小的脑机接口处理器植入高位截瘫患者颅骨中，成功采集感觉运动脑区神经信号。
手术后10天患者出院，经过三个月的居家脑机接口康复训练，患者已可以通过脑电活动驱动气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握准确率超过90%；
患者脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位响应均有显著改善。
在生命科学漫长的发展历史中，人类似乎从来没有停止过对于大脑的探索。
作为神经系统的最高级部分，大脑中的每一条沟壑、每一处隆起，毫无疑问都蕴含着巨大的能量以及亟待探索的奥秘。
所谓脑机接口，是指在大脑与外部环境之间，建立一种全新的、不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道，从而实现大脑与外部设备的直接交互。
近50年来，这一前沿领域的研究已经从最初的科学幻想逐渐进入技术爆发阶段。
自从近100年前，德国医生汉斯·贝格尔（Hans Berger）在病人头部测到极为微弱的电流继而发明脑电图这一医学史上里程碑事件之后，人类对于大脑的研究便从未停止。
但“脑机接口”这一专业术语，却是在20世纪70年代才被提出。
1977年，加州大学洛杉矶分校的雅克·维达尔（Jacques J. Vidal）开发了基于视觉事件相关电位的脑机接口系统。
通过注视同一视觉刺激的不同位置实现了对4种控制指令的选择，这才是脑机接口（BCI）一词首次被正式的提出及应用。
20世纪80年代到80年代末，脑机接口发展进入科学论证阶段。
在这期间，来自美国和欧洲的少数先驱研发了首个实时且可行的脑机接口系统，并定义了几种主要范式，实现了脑机接口技术真正的破冰。
例如1988年，L.A. Farwell和E. Donchin提出了最著名并且广泛使用的脑机接口范式，即“P300拼写器”。
尽管基于该范式的系统在当时仅测试了健康受试者，但研究结果表明，这个系统有望帮助严重瘫痪患者与环境进行通信和交互。
实际上，脑机接口研究最初的主要驱动力，正是期望将其用作运动障碍患者的新型辅助技术.
尤其是对于那些可能无法使用其他任何替代方案的患者，至今仍然如此。
进入21世纪以来，人们对于脑机接口的关注开始主要聚焦于实现脑机接口的技术路线，并不断推动脑机接口的应用落地。
脑机接口发展成为一个研究领域，越来越多研究人员的加入推动了脑机接口迅速发展。
一方面，虽然占主导地位的仍然是非侵入式脑机接口的研究与应用，但随着神经科学、计算科学、材料科学等多元学科的进步，侵入式脑机接口研究迅速升温，取得了较好的展示效果，性能提升明显，正朝着小型化、便携化、可穿戴化及简单易用化方向发展。
另一方面，脑机接口在非医学领域的应用发展迅速，尤其是在增强正常个体感知觉和认知、娱乐游戏、汽车和机器人行业。
脑机接口技术可以直接实现大脑与外部设备的交互，跨越常规的大脑信息输出通路，它在这些领域中有广阔的应用前景。
通常，导致肢体运动障碍的疾病有很多，包括脑出血、脑外伤、脑卒中等神经系统疾病可导致患者侧脑区对应的肢体控制出现障碍，运动神经元受损可导致的肌萎缩侧索硬化症（如渐冻症），脊髓损伤等也会导致肢体运动功能障碍。
其中，脑卒中等疾病造成的运动功能障碍是最常见的功能障碍之一。
现阶段，对于这类患者，临床上主要采用常规的治疗技术。
这些疗法主要针对患者的外周治疗，对于严重损伤的患者治疗周期较长、治疗效果较弱，采用直接干预大脑的治疗方法较少。
脑机接口技术应用在肢体运动障碍诊疗的目标，是通过提供辅助治疗，帮助患者改善当前状态，提高生活质量。
具体而言，脑机接口技术在肢体运动障碍诊疗的应用方式主要有两种：
一种是辅助性脑机接口，指通过脑机接口设备获取患者的运动意图，实现对假肢或外骨骼等外部设备的控制；
另一种是康复性脑机接口，利用中枢神经系统的可塑性，经过脑机接口设备直接作用于大脑进行重复性反馈剌激，从而增强神经元突触之间的联系，实现修复。
慢性意识障碍包括持续性植物状态和微意识状态两个层次。
由于长期处于无法交流的状态，慢性意识障碍患者很容易被延误治疗，甚至误诊，错失了最佳的康复机会。
近年来，脑机接口技术在慢性意识障碍诊疗领域的研究开始逐渐增多。
大量临床研究表明，通过脑机接口设备获取并分析患者的脑电信号，可以掌握患者的意识状态，实现意识障碍诊断与评定、预后判断，甚至与意识障碍患者实现交流。
而在认知障碍方面，通过对病患脑电波的检测可以发现阿尔茨海默病早期症状，并在早期介入治疗。
但同样要看到，这类研究目前处于很初级的阶段，在技术、临床应用、伦理等方面都面临巨大挑战，未来还需要更多的实验探索。
脑机接口研究的进步，能大大提高许多疑难的精神疾病（如强迫症、抑郁症、精神分裂症等）的研究和诊疗水平。
相比于其他生理信号，脑电信号可以提供更多深入、真实的情感信息。
通过学习算法，提取脑电信号特征，可以实现多种情绪（诸如愉悦、悲伤、平静、愤怒、害怕、惊讶、生气等）的判别分析。
在精神疾病康复治疗方面，基于脑机接口的神经反馈训练可在抑郁症、焦虑症等治疗中发挥积极作用。
人类具备听觉、视觉、触觉等多种感觉器官，经初级加工后传至大脑皮层的相应功能区。
现代医学已经探明，颞叶负责声学加工、枕叶负责视觉加工、额叶既负责体触觉加工，也承担高级认知功能。
目前，世界上有较大比例人群存在先天或后天导致的感觉缺陷。
而脑机接口技术可以使患者自身的感觉信息被脑机接口设备解码，实现感觉恢复。
目前，该项技术已经在听觉、视觉、触觉等感觉缺陷诊疗中发挥积极作用，未来可期。
这是因为，癫痫发作具有典型的电生理异常，呈现状态性特点。
随着采集设备与方法的突破，对脑功能和疾病的研究越发深入，脑机接口在癫痫领域已经有很多相对成熟的应用。
例如，在癫痫诊疗中，可以通过脑电输出判断大脑的功能和疾病信号，通过对颅内电极的电刺激输出“指令”，以诱发患者功能区的响应，或者通过手术切除、热凝、激光损毁等技术实现改变和治疗大脑的癫痫网络。
除癫痫外，脑机接口技术还应用在其他神经发育缺陷中。
神经反馈是历史悠久的脑机接口交互系统中的一种，反馈训练技术可以优化这类疾病的诊疗流程。
随着科技的不断进步，神经反馈训练作为治疗多动症的非药物手段之一，已拥有着最多的支撑研究证据。
如何利用并进一步完善目前已有的神经反馈训练方案，从而更高效地治疗多动症，已成为很多科研团队的核心研究方向。
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