鳳凰網(wǎng)科技訊 北京時(shí)間12月5日，埃隆·馬斯克(Elon Musk)的腦機(jī)接口公司Neuralink希望利用大腦植入物讓癱瘓人士恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力，目前正在準(zhǔn)備首次人體試驗(yàn)。周一公布的最新研究顯示，腦機(jī)技術(shù)正在幫助腦損傷患者改善認(rèn)知狀況，它的應(yīng)用似乎沒那么遙遠(yuǎn)。
在美國，創(chuàng)傷性腦損傷已經(jīng)導(dǎo)致500多萬人永久殘疾。他們甚至無法專注于簡單的任務(wù)，經(jīng)常不得不辭職或輟學(xué)。但是，周一發(fā)表的一項(xiàng)研究給他們帶來了一線希望。在這項(xiàng)研究中，5名中度、重度腦損傷患者的頭部被植入了電極。當(dāng)電極刺激他們的大腦時(shí)，他們?cè)谡J(rèn)知測試中的表現(xiàn)得到了改善。
研究人員稱，如果測試結(jié)果在更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)中得到證實(shí)，那么這種植入物可能會(huì)成為治療慢性腦損傷的第一種有效方法。“這是證明你可以有效改善腦損傷問題的第一個(gè)證據(jù)?！鳖I(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的紐約威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家尼古拉斯·希夫(Nicholas Schiff)博士表示。
希夫博士領(lǐng)導(dǎo)了這次研究
吉娜·阿拉塔(Gina Arata)是接受植入手術(shù)的志愿者之一。在她22歲時(shí)，一場車禍讓她出現(xiàn)了疲勞、記憶問題和情緒無法控制問題，導(dǎo)致她放棄了上法學(xué)院的計(jì)劃，和父母一起住在加州莫德斯托，也無法保住一份工作。
2018年，在發(fā)生車禍18年后，阿拉塔接受了植入手術(shù)。她說，自己的生活發(fā)生了深刻變化?！拔铱梢宰鲆粋€(gè)正常人，和別人交談?？吹阶约旱母淖冏屛矣悬c(diǎn)驚訝?！卑⒗硎?。
大腦關(guān)鍵樞紐
希夫博士和他的同事根據(jù)多年來對(duì)大腦結(jié)構(gòu)的研究設(shè)計(jì)了這項(xiàng)人體試驗(yàn)。這些研究表明，人類聚焦任務(wù)的能力取決于一個(gè)腦區(qū)網(wǎng)絡(luò)。這些區(qū)域通過神經(jīng)元的長分支相互連接，相互發(fā)送信號(hào)，形成一個(gè)反饋回路，讓整個(gè)網(wǎng)絡(luò)保持活躍。
希夫及其同事提出了一個(gè)假設(shè)，那就是大腦在車禍或摔倒等事故中突然遭到碰撞，會(huì)破壞腦區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的一些遠(yuǎn)距離連接，導(dǎo)致人們陷入昏迷。在恢復(fù)期間，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可能能夠自行恢復(fù)。但如果大腦嚴(yán)重受損，它可能無法完全恢復(fù)。
隨后，希夫和同事發(fā)現(xiàn)，大腦深處的一個(gè)結(jié)構(gòu)是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵樞紐。它被稱為中央外側(cè)核，是一層薄薄的神經(jīng)元，大小和形狀都和杏仁殼差不多。人類大腦有兩個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)，左右半球各有一個(gè)。它們似乎能幫助大腦在晚上安靜下來入睡，并在早上讓大腦運(yùn)轉(zhuǎn)起來。希夫的研究表明，刺激這些區(qū)域的神經(jīng)元可以喚醒熟睡的老鼠。
這些研究提出了一種可能性，即刺激中央外側(cè)核可能有助于創(chuàng)傷性腦損傷患者重新獲得專注力和注意力。外科醫(yī)生經(jīng)常在帕金森病患者身上植入電極。這種植入物每秒釋放數(shù)百次的微小電脈沖，引導(dǎo)鄰近的神經(jīng)元發(fā)射自己的信號(hào)，恢復(fù)大腦的一些功能。
手術(shù)
2018年，希夫和他的同事開始招募像阿拉塔這樣的志愿者，后者在事故發(fā)生后多年內(nèi)一直患有慢性疾病。在插入電極之前，研究人員會(huì)對(duì)志愿者進(jìn)行了一系列測試，以判斷他們集中注意力和切換任務(wù)的能力。例如，在一次測試中，志愿者每人會(huì)收到一張寫滿字母和數(shù)字的紙，必須盡快把它們按順序連接起來。
在手術(shù)前，研究人員掃描了每位志愿者的大腦，繪制出精確的地圖。斯坦福大學(xué)神經(jīng)外科醫(yī)生杰米·亨德森(Jaimie Henderson)博士引導(dǎo)電極穿過大腦，到達(dá)中央外側(cè)核。
亨德森博士在六名志愿者身上植入了電極，但其中一名志愿者在出現(xiàn)頭皮感染后不得不退出研究。從手術(shù)后一個(gè)月開始，剩下的五名志愿者接受了后續(xù)測試。在接受字母和數(shù)字考試時(shí)，他們得到的分?jǐn)?shù)介于15%到52%之間。
以前的自己
為了更加廣泛地了解志愿者的經(jīng)歷，威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)倫理學(xué)家約瑟夫·芬斯(Joseph Fins)博士對(duì)志愿者及其家人進(jìn)行了一系列面談。像阿拉塔一樣，大多數(shù)志愿者都表示，植入物讓他們更像以前的自己了。
相比之下，在認(rèn)知測試中進(jìn)步最大的志愿者卻反應(yīng)冷淡。“我覺得沒什么壞處，只是不知道幫助有多大?！彼硎?。
然而，這位患者的兒子卻觀察到了顯著的變化，尤其是他父親的自我意識(shí)?！昂喼笔翘旆馗驳淖兓??！彼膬鹤颖硎?。
比利時(shí)列日大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家史蒂文·勞雷斯(Steven Laureys)博士沒有參與這項(xiàng)研究。他指出，研究結(jié)果支持了一種理論，即注意力和其他形式的思維依賴于全腦網(wǎng)絡(luò)?！坝凶銐虻睦碛上嘈胚@是值得進(jìn)行的研究。”他表示。
希夫和他的同事正計(jì)劃對(duì)大腦植入物進(jìn)行更大規(guī)模的研究，他表示：“我們必須看看數(shù)據(jù)是如何變化的?！?/p>
牛津大學(xué)的神經(jīng)外科醫(yī)生亞歷克斯·格林(Alex Green)博士沒有參與這項(xiàng)研究。他表示，中央外側(cè)核并不是唯一有望成為大腦網(wǎng)絡(luò)樞紐的區(qū)域?！拔覀冞€不知道實(shí)施刺激的最佳部位。”格林稱。他和同事們正在準(zhǔn)備他們自己的腦損傷試驗(yàn)，嘗試在一個(gè)叫做腳橋核的區(qū)域使用電極。
勞雷斯博士知道植入手術(shù)會(huì)很昂貴，但他認(rèn)為社會(huì)應(yīng)該認(rèn)識(shí)到有數(shù)百萬人遭受了創(chuàng)傷性腦損傷?！斑@是一種無聲的流行病?！彼@么評(píng)論道。(作者/簫雨)