馬斯克腦機接口勁敵進行首次臨床研究 秒繪人類大腦信号
劃重點：
- 1馬斯克旗下腦機接口初創公司Neuralink的競争對手Precision，首次将其裝置用于人體臨床研究，用于繪制人類大腦信号。
- 2Neuralink和Precision都緻力于幫助癱瘓患者通過解碼神經信号來操作數字裝置，比如移動光标、打字，甚至用意念通路社交媒體。
- 3Precision的裝置還沒有獲得美國食品和藥物管理局的準許，另有多家公司也在開發具有類似功能的系統。
騰訊科技訊 對于腦機接口初創企業Precision總裁兼首席産品官克雷格·默梅爾（Craig Mermel）來說，事情似乎發生得太快了，以至于他有很多手術細節都沒注意到。
默梅爾正站在美國西弗吉尼亞州一個繁忙的手術室裡，等待外科醫生将該公司的神經植入系統首次植入到尚有意識的病人的大腦中。剛剛，默梅爾的目光移開了一會兒，而當他再次回過頭來的時候，Precision薄如紙片的電極陣列已經安裝就位。
僅僅幾秒鐘後，患者大腦活動的實時、高分辨率圖像就在螢幕上顯示出來。Precision表示，該系統提供了有史以來分辨率最高的人類思維圖像。默梅爾表示：“這簡直令人難以置信。這是資料的本質和我們可視化能力相結合發揮出的作用，卻讓我覺得有點不寒而栗。”
默梅爾觀察的這一過程是Precision首次進行人體臨床研究。
Precision由本傑明·拉波波特博士（Benjamin Rapoport）和邁克爾·馬格爾（Michael Mager）于2021年聯合創立，前者曾是埃隆·馬斯克（Elon Musk）旗下腦機接口初創公司Neuralink的聯合創始人。這兩家公司屬于行業競争對手，它們都緻力于幫助癱瘓患者通過解碼神經信号來操作數字裝置。
腦機接口是一種破譯大腦信号并将其轉化為外部技術指令的系統，Synchron、Paradromics和Blackrock Neurotech等幾家公司也在開發具有類似功能的裝置。今年1月份，Precision宣布完成了4100萬美元的B輪融資。
Precision系統暫時植入三名患者腦中
Precision的旗艦腦機接口系統名為“第7層皮質接口”，是一個類似于一塊透明膠帶的電極陣列。Precision表示，由于它比人的頭發還細，可以貼合大腦表面而不會損傷任何組織。在這項研究中，Precision的系統被暫時植入了三名已經接受神經外科手術切除惡性良性腫瘤的患者大腦中。
默梅爾說，由于這項技術達到了預期的效果，未來的研究将探索在臨床和行為方面的進一步應用。如果試驗按照Precision的計劃進行，患有嚴重退行性疾病(如ALS)的患者最終可能會通過移動光标、打字，甚至用意念通路社交媒體，重新獲得與外部交流的能力。
雖然進行人體研究是一個重要的裡程碑，但将這種技術推向市場還有很長的路要走。Precision的裝置尚未獲得美國食品和藥物管理局(FDA)的準許，該公司必須與監管機構密切合作，以便成功進行幾輪極其詳盡地測試和資料安全收集。
截至今年6月，還沒有任何腦機接口公司的技術成功獲得FDA的最終準許。默梅爾表示：“我們的目标是提供一種裝置，可以幫助那些陷入永久性殘疾的人，是以人體研究隻是第一步。現在真正的工作才剛剛開始！”
Precision聯合創始人兼首席科學官本傑明·拉波波特博士(Benjamin Rapoport)表示，幾家不同的學術醫療中心提出支援該公司的試點臨床研究。同時，該公司也正與西弗吉尼亞大學洛克菲勒神經科學研究所合作，這兩個組織提前一年多準備了上述手術。
從事腦機接口技術研究20多年的拉波波特博士說，這是我們第一次看到Precision的技術被應用于人類患者的大腦，這是一個“令人倍感欣慰”的裡程碑。“我真的無法從情感上描述那種感覺，”他說。“太棒了。”
洛克菲勒神經科學研究所神經外科主任彼得·康拉德(Peter Konrad)博士，親自在手術過程中将Precision的系統植入患者大腦中。他說，這是一個相當簡單的過程，感覺就像在大腦上鋪了一張薄紙。
Precision的系統被放在患者大腦上15分鐘。其中一名患者在手術過程中始終處于睡眠狀态，但有兩名患者被喚醒，這樣“第7層皮質接口”就可以捕捉到他們說話時的大腦活動。
康拉德在接受采訪時說：“我從來沒有見過這麼多的資料，1000個實時的電活動通道，當有人說話的時候，就像洗腦一樣。這就像你在看着别人思考一樣，真是太神奇了！”
“就像把信塞進信箱中”
電極已經在實踐中用于幫助神經外科醫生在手術過程中監測大腦活動，但傳統系統提供的分辨率很低。康拉德說，标準電極大約4毫米大，而Precision公司的陣列可以在這個尺寸上放置500到1000個觸點。“這就像用老式黑白相機和高清相機看世界的差別，”他說。
康拉德表示，對于這項研究中的患者來說，享受到這項技術的直接好處還為時過早。Precision最終希望其技術完全不需要開顱手術。
在今年1月份接受采訪時，Precision聯合創始人兼首席執行官邁克爾·馬格爾表示，外科醫生應該能夠通過在顱骨上開一條細縫，然後像把信塞進信箱那樣把該公司的裝置塞進去，進而植入該陣列。縫隙的寬度将小于一毫米，小到病人不需要在手術中剃掉頭發。
Precision的微創方法是有意為之，因為與之競争的腦機接口公司，如Paradromics和Neuralink，都設計了直接插入腦組織的系統。
拉波波特表示，在大腦中植入腦機接口系統将提供每個神經元活動的清晰圖像，但它有損害腦組織的風險，而且難以規模化。此外，對于解碼語音或實作Precision所追求的其他功能來說，這種細節水準并不是必要的，是以該公司最終願意為此做出妥協。
在接下來的幾周内，Precision将對另外兩名患者進行同樣的手術，作為其試點臨床研究的一部分。拉波波特說，該公司已經向一家科學雜志送出了初步結果，下一步将是公開相關資料。
Precision也在與紐約市的西奈山醫院和波士頓的麻省總醫院等醫療機構進行類似的研究。拉波波特說，Precision希望明年能獲得FDA對其第一代裝置的全面準許。
“早期的結果讓我們感到非常滿意，”他說。“如果你夠幸運的話，在你的生命中有那麼幾次，可以在其他人之前看到它。”
更安全、更智能、更可逆
幾十年來，大腦研究人員始終依賴于一種名為微電極陣列的裝置，但這些工具背後的技術越來越落後。Precision正在建構一種現代化替代方案，它不僅性能有了數量級提升，而且植入時的侵入性也小得多。
要想了解大腦中發生了什麼，有時從外部的腦電圖或核磁共振成像是不夠的，你需要真正進入大腦。植入式電極用于這一目的已經有很長時間了，它們的資訊陣列被用來同時從大腦皮層内的多個點收集資訊。
但是，盡管幾十個強大的電極陣列在研究環境中已經很好，但對于像功能正常的腦機接口裝置來說依然不夠，資訊密度太低，患者無法控制假肢或在螢幕上移動光标。而且你不能隻增加更多的電極：因為每個電極都會穿透腦組織，必然會造成少量的損害，從100個陣列增至1000個陣列，造成的損害也将是10倍。
Precision旨在通過一項重大創新來解決這兩個問題：一種超薄電極陣列，完全不需要刺穿大腦，卻可以收集比傳統陣列多數百倍的資料。這就是拉波波特的創意，他花了幾十年時間研究這個想法，并于2021年與馬格爾共同創立了Precision。
馬格爾說：“這是拉波波特畢生追求的事業。他的觀點一直是，即使是基本功能，你也需要高電極密度，而且這項技術必須以一種微創的方式部署，不會對大腦造成損害。我們的希望是擴充到數以萬計的電極，我們不能用它們不斷地穿透越來越多的腦組織。”
他們開發的陣列被稱為“第7層皮質接口”，這是因為大腦皮層本身有六層，而新界面位于其上。單個的第7層陣列很小，但它上面有1024個微電極，産生的密度比現在常用的裝置要好上百倍。它們被設計成陣列使用，基本上是在大腦的一個區域上平鋪。每個陣列都能提供它所覆寫皮層區域活動的快速、準确圖像。
這些功能和規格令人印象深刻，但也許更重要的是，該接口可以在不開顱手術的情況下植入。它将與外部控制單元連接配接，但該裝置的尺寸和規格将根據各種因素而變化。
避免大手術的風險和并發症很重要，因為從這種技術中受益最大的人群是存在神經問題的人。馬格爾說：“僅在美國就有數千萬人患有中風、創傷性腦損傷、退行性疾病。但對于這些患者來說，除了實體治療之外，我們目前确實沒有醫療解決方案。”
默梅爾也稱：“目前有兩個廣泛的用例，刺激大腦和雙向接口是其中之一，但仍處于高度試驗階段。我們正在做的研究更多地是在‘記錄和解碼’方面，用它來讀取癫痫或中風患者的資訊，并将意圖轉化為運動或語音輸出。”
到目前為止，大多數人都想知道，Precision的技術與埃隆·馬斯克(Elon Musk)資旗下腦機接口公司Neuralink相比如何。一個重要的差別是，Neuralink的方法仍然涉及開顱手術和腦穿刺電極，盡管比目前使用的方法更精細、更敏感，并通過機器人植入。但精Precision将該公司視為戰友而非競争對手。馬格爾說：“這不會是一個赢者通吃的市場，這裡有容納多家公司的空間。”（金鹿）