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《馬斯克,挑戰科學的男人》:科學家持續探索「腦機介面」,馬斯克藉著Neuralink也參了一腳

文:奧利維耶.拉斯卡(Olivier Lascar)

腦機介面:讓人腦變電腦

從1970年代以來,馬斯面馬腦機介面一直是克挑科學科學家持續探索的研究領域,而馬斯克也藉著Neuralink參了一腳。戰科腦機介面的學的續探概念是:「在大腦和電腦之間建立直接連結,使配備此裝置的男人人可以用思考控制行動,無須經過周圍神經和肌肉的家持機介藉著作用便可執行動作。」

這項技術在1990年代首次使用於人體臨床實驗。索腦斯克伯吉耶解釋:「為四肢癱瘓的參腳患者植入一種『頭盔』,使他可以操作機械臂來替自己端杯子,馬斯面馬這些目前都已經能做到了。克挑科學」

例如BrainGate大腦植入系統,戰科從2000年代初期開始一直在美國開發;它是學的續探一家私人的生物科技公司,與幾所美國大學共同的男人工作成果,目前這套系統設備正在對癱瘓者進行試驗。家持機介藉著結果相當令人感到驚奇。索腦斯克

丹尼斯.德格雷(Dennis DeGray)是一名頸部以下癱瘓的患者,但現在,他可以單憑意念在鍵盤上打字。2016年研究團隊在他的運動皮質區(即控制運動的大腦區域),植入了100個電極。即使他的身障情況,已經令他無法再透過手指敲打鍵盤,但他可以用「想」的做到。

他腦中的電波會被頭上的裝置接收,這個小盒子看起來像是放在頭骨上,但實際上與腦內神經緊密相連;大腦發出的信號會被傳送到電腦,然後電腦可以有效選擇出丹尼斯所想的字母。正如《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review)雜誌的總結,這簡直就像使用滑鼠一樣在使用自己的大腦。

在德格雷的案例中,腦機介面建立在想像一個任務且加以轉化:例如他想要移動手指到某個字鍵上,並按下它,此時,傳達這個意念的腦波就會被感測到與轉化,使該動作能夠確實執行。

法國健康與醫學研究院名譽研究主任阿涅斯.羅比-布拉米(Agnès Roby-Brami)解釋:「還有一種『誘發電位法』。使用該方法時,裝有腦部植入物的病患,必須集中注意力回應。我們將提供一種特殊鍵盤,上面的字母會一個接一個亮起來。當輪到患者所想的字母亮起時,便會引起大腦信號發生變化,代表這就是患者所想的字母。然後一個字母接一個字母,就可以拼成一個單字。」

這種設備不一定要在頭部植入電子裝置才能執行,該功能也可以簡單的由腦電圖(EEG)頭套執行。這類「周邊設備」在電動遊戲行業已取得突破,現在已經商品化了。

它就像一頂布滿傳感器的泳帽,只要套在頭上就可以記錄大腦活動。伯吉耶解釋:「放在頭皮上的頭套和腦部植入物,兩者之間的差別在於訊息的品質。」單純放在頭上,就像隔著一堵厚牆聽某種音樂:你會聽到低頻,但聽不到細微的變化;反之,如果盡可能貼近擴音喇叭(也就是大腦中的電極),你會聽到更精緻的細節和更好的音質。

其中有些設備是根據反饋原理操作,更加細膩和準確——植入物傳遞的電信號,會根據它在大腦中感測到的訊息而變化。這類設備目前正在開發中,像是醫療界嵌入式電子技術巨頭美敦力(Medtronic),該公司的工程師正在研究利用反饋系統治療癲癇。

此項技術是把植入物放置在大腦的癲癇發生區,當出現異常放電、顯示癲癇發作開始時,植入物就會發出抑制性的電刺激。因此,所有過程都是在患者不知情的情況下進行,患者甚至不曉得自己剛剛脫離了危險!

伯吉耶表示:「此概念是根據閉環控制操作。植入物的電子裝置感測到大腦中的電信號,並根據其值產生另一個信號,再發送回大腦以糾正生理訊息。」

閉環刺激(closed loop stimulation)的研究工作,主要由英國帕金森氏症科學家彼得.布朗(Peter Brown)進行探索。但布朗的方法與貝納比德不同,它的信號不是連續的,並非永久不斷的刺激,而是記錄和監測大腦的活動,並根據感測到的某些特定線索,決定刺激或不刺激。

不過,這項刺激的應用方法還需要更精確,伯吉耶繼續說:「研究團隊設定了一個閾值,當超越閾值時,相關裝置就會刺激帕金森區,但他們不確定這個閥值對應的是什麼。他們只有一些假設可提供解釋,但缺乏實質證據。」

儘管如此,科學家已經觀察到可以用這種方式操作。伯吉耶總結道:「這是醫學的特點:我們經常會遇到治療方法有效,但還不確定真正原因為何。這時就會告訴自己,稍後我們就會了解的,好讓這些療法更加完善;但只要它現在有效,我們就會提供給患者。」

法國在這方面的成果也不遑多讓。在格勒諾博,貝納比德教授創辦的Clinatec生物醫學公司一直擔任先驅者角色,持續研究腦機介面,預期未來能讓四肢癱瘓的病人,透過腦部植入物來控制外骨骼重新走路。

2019年7月,一名四肢癱瘓的年輕男子在經過兩年訓練後,利用這個笨重的設備,成功走了幾步。研究主任布拉米表示:「這和馬斯克的提議有點相同。此外,過去也還有腦機介面方面的頂尖人才——神經科學家米格爾.尼科萊利斯(Miguel Nicolelis)所開發的專案計畫:為了替2014年巴西世界杯的首場比賽開賽,一位四肢癱瘓的年輕病患,配備了尼科萊利斯團隊所開發的外骨骼,成功踢出了一球。」

不過該事件引起很多討論。與其說這一球被「踢出」,實際上只是輕輕被推了一下。梅內教授則評論:「這和當初承諾的相差甚遠。儘管如此,在10年內我們將有機會看到癱瘓患者在外骨骼裝置的幫助下正常行走。」

神經元就像電線,Neuralink能做到無孔不入


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