Chip in the Brain? How Brain-Computer Interfaces Could Change Medicine
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所以我要说一个词，我希望你重复它。好的，在我看到之后，我会等一秒钟，你说“好的”，说“父亲”，说“青春”，说“刷牙”，说“好”。二月份，杰弗里·凯弗接受了……

在费城宾夕法尼亚医院进行脑部手术，以缓解帕金森病的一些症状。华尔街日报的一个团队也在那里，因为凯弗参与了一个可能改变医学，也可能改变我们与计算机关系的实验。

仅仅不到半个小时，一个实验装置就放置在凯弗大脑的表面，收集他按照屏幕上的指示移动双手的数据，握拳，举起特定的手指，然后……

实际上是你的手在动。我希望在屏幕上，并在行尾加上年份。应该是直接的。

即使凯弗实际上并没有动他的手，植入物也收集了他思想产生的电信号数据。这些数据可以帮助训练未来的设备，让患者只需思考就能使用电脑。几十年来，研究人员一直在努力开发这种被称为脑机接口的设备，科学家们希望有一天这些设备能够让人们直接与电脑互动，无需鼠标、键盘或触摸屏……

技术在变化。我们与技术的互动方式也在变化。

本杰明·拉波特博士是Precision Neuroscience的联合创始人，该公司是杰弗里·凯弗临时植入的脑机接口背后的公司。

与其使用语音或手势来控制界面，与计算机的交互来自你的思想。思想确实具有物理现实，那就是大脑中发生的电活动，而这种电活动是可以被检测和解码的。脑机接口然后利用这种解码思想来与数字世界互动。

在离开创立Precision之前，拉波特也是Neuralink的创始人之一，Neuralink是埃隆·马斯克的脑机接口公司。该公司也在今年开始了其自身设备的人体试验。但拉波特说，在短短几年内，这项技术将开始在一些医学患者中变得更加普遍，并可能改变我们所有人与计算机互动的方式。

现在活跃在这个领域中的任何人都需要专注于将脑机接口作为医疗技术，我希望这个领域能够朝着使脑机接口成为广泛使用的用户界面的方向发展。我怀疑这会在某种程度上发生……

来自华尔街日报。这是未来的全部。我是丹尼·刘易斯。

我和拉波特博士坐下来讨论脑机接口的工作原理，以及在未来几年中，这项技术如何改变严重行动不便或瘫痪患者的生活，以及最终可能改变健康人与计算机互动的方式。卡住了？正确？

让人们将大脑与计算机连接起来的设备看起来像是《黑客帝国》或《赛博朋克2077》等电影和电子游戏中的科幻情节。但研究人员实际上几十年来一直在研究它们，主要作为医疗设备，拉波特博士，谁会从中受益？

现在。我们专注于脑机接口作为一种医疗设备，专为患有某些类型残疾的人设计，特别是那些无法移动手或胳膊的人，或者那些无法说话的人。

我特别想到的是那些例如患有一侧或某些形式的脑干损伤或某些形式的中风的人，他们头脑清醒，但却无法像你我一样将思想转化为言语和行动。对于这些脑机接口功能的人来说，就像是一种数字旁路，与大脑的思考部分相连。但它绕过了连接到身体不活动部分的大脑部分，从而使他们能够将思想转化为现实世界中的行动。所以，就像人们习惯使用假肢一样，我们正在开发神经假肢来支持并将思想转化为行动。

所以这是第一步，最终目标是……

你知道，预测未来很难，但如果你回顾计算的历史，每一代都有一些对用户界面的重大改变，这导致了各种在开始时难以预料的应用。因此，我认为你可以将脑机接口视为一种平台技术，我认为很多后续发现都可能发生，并且可能会有很多额外的技术层被构建。

你所说的平台技术是什么意思？

界面是一种产品，但从另一个意义上说，它是一种工具，就像键盘是一种工具，鼠标是一种工具，触摸屏是这些方法的工具一样。与数字世界的互动方式并不一定允许你做任何你想做的事情，但它们允许各种直观的表达和创造力。因此，我认为我们将面临与脑机接口类似的现实。

现在。我们真的专注于脑机接口作为一项医疗技术。二十多年来，在科学方面做了非常认真地工作，真正理解我们如何构建脑机接口的组成部分。

然后，仅仅因为你在实验室里做过，并不意味着你会以安全、可重复、可靠并通过所有医疗设备要求的方式，为每个患者、每个人开箱即用地可靠地做到这一点，更不用说以后可以被普通人使用了。所以所有这些都需要大量的努力，并且花费了很长时间。而我们今天正处于一个非常令人兴奋的时刻。

我们有几种不同的脑机接口，包括Precision的那些，正处于准备就绪的状态，医生和患者正在使用它。这本身就令人难以置信地兴奋。未来几年，将会有几个匹配版本的该技术进入临床试验。这需要一些时间。我认为在几年内，我们才能看到一个世界，在这个世界里，我们将讨论消费电子产品和其他东西。

思考这项技术真的很有趣。我认为它更像是一种媒介。

而不是单一用途的设备，可以肯定。另一种看待这个问题的方法，有时会有所帮助，那就是将脑机接口视为一种通信技术。

我们许多人都记得拨号上网的日子，我们熟悉这样一个概念：随着你提高通信通道的带宽，可能的应用领域以及计算和通信以及整体体验的无缝性都会提高，想想从电报到电话语音线路的转变。那是一大步，对吧？那真的是一项技术的巨大变化，也反映了通信带宽的增加。

如果你想想我们如何交流，你知道，打字，发短信每分钟大约是480个字。但我认为我们都有这样的概念，我们思考的速度要快得多。你实际上并不以文字来思考，对我们大多数人来说，把我们的想法表达成文字需要付出很多努力。我们中有些人比其他人更擅长表达。

甚至是我。

谁代表所有人说话。好的，当然是我自己。我为自己说话。所以，如果有可能一次传输半个想法，一次传输整个段落，或者以某种方式一次传输直觉，那将非常强大。我现在还没有办法做到这一点，但我们正在研究的通信通道的带宽肯定会扩展到这种可能性，我认为这将改变沟通的性质。

我们应该提到，这不是你在这个领域的第一个公司。你与埃隆·马斯克共同创立了Neuralink，后来你离开创立了Precision。你为什么决定离开并创立一家新公司？

我几乎将我的整个职业生涯都奉献给了将神经接口从科学领域带入医学领域。但我认为，为了进入医学和技术领域，安全至关重要。对于医疗设备来说，安全通常意味着微创。

在脑机接口的早期，人们认为为了从大脑中提取信息、数据，需要用微小的电极穿透大脑，而这些电极的缺点是在插入大脑时会造成一定程度的脑损伤。我认为有可能在不损伤大脑的情况下从大脑中提取信息和数据。因此，我和我的同事怀着这种理念——微创、可扩展性和安全性——创立了Precision Neuroscience，我们认为这是神经接口发展的一个非常重要的方向。但Neuralink系统基于穿透式微电极。Precision系统基于表面微电极，它们是涂覆在大脑表面而不穿透的微小电极。

你还持有Neuralink的股票，或者在其中有任何财务利益吗？

我宁愿不公开回答这个问题……

Neuralink没有回应我们的置评请求。那么让我们谈谈你在Precision所做的事情。Precision的脑机接口是如何工作的？

与大脑的物理接口是一种薄膜，大约是人类睫毛宽度的四分之一，它符合大脑的潜在表面。在这层薄膜内部嵌入了微小的铂微电极，每个电极大约相当于一个霓虹灯的大小。每个电极都通过非常非常细的板和线连接到电子设备。

电极以阵列结构排列，因此电极以非常规则的几何图案覆盖大脑表面，并且可以检测来自大脑表面的电信号。大脑包含许多信号，但也包含许多噪声。所以这就像在一个体育场或鸡尾酒会上，你对旁边说话的人感兴趣，但也有很多闲聊。

因此，电子设备需要处理大量数据，并且需要以节能的方式完成，这样不会加热脑组织或身体组织。这需要对数据进行压缩。这些数字化神经数据被传输到外部系统，在那里将生物信号转换为可理解的形式，就像机器翻译一样，每个人的大脑都不同。通常可以知道你的语言区域或你的手部运动功能在哪里，但与你打算移动手指相对应的电信号的确切位置，对你、我以及下一个人来说都是有点不同的。因此，需要一个校准过程来学习用户是否正在思考、打算通过机器学习软件来移动或说话，学习如何解释一个人的或下一个人的脑信号。

你的Precision患者是如何描述这种感觉的？

我们仍在早期阶段，了解患者如何体验Precision神经接口。他们确实将其描述为一种反复试验的过程，从某种意义上说，要理解他们应该思考什么，然后弄清楚什么有效，以一种有意识的方式，然后它变得直观。

我认为我们将在未来几个月了解更多关于这方面的信息，到2024年和2025年的剩余时间里，我认为我们将看到在临床研究和关键试验中接触这项技术的人数大幅增加。所以我希望能够在接下来的几个月里用更多的数据来回答这个问题。我想我们越这样做，它就越不神奇……

似乎脑机接口已经走了很长一段路，但要将它们推向市场还需要什么？一旦它离开实验室，这项技术可能会走向何方？休息一下，请继续关注我们。

拉波特博士，Precision Neuroscience的目标是在明年（2025年）将其中一些设备，至少是某种形式的设备，在市场上商业化。你有没有一个目标价格？或者你对这种植入物的成本有一个估计或目标吗？

我现在要说的是，我们正在谈论的先进接口将比目前的医疗植入物更昂贵。例如，深部脑刺激器等代表着今天的技术。这实际上与用于使其可用的研发投入量有关。但对我们所有人来说，这项技术能够获得、负担得起非常重要，我们致力于价格点，而不是进入壁垒。

我认为从残疾人的角度来看待这个问题还有另一种方式，他们正在寻找能够赋予他们尊严和独立性，以及能够做一些他们因为能够像你一样移动手或手指而能够做的事情的技术。我们今天在这个领域的多数人相信，这样的人将能够凭借脑机接口技术再次找到一份好工作。我们认为我们将能够顺利地集成到其中一个功能，这将允许那个人打字、使用PowerPoint、使用Excel、互联网、发送电子邮件，做普通员工能够做的一切，甚至可能做得更好。

随之而来的是拥有某种程度的隐私、尊严和经济自给自足的能力。如果你问，那么，对于一个以前无法就业，现在却能够就业并再次养家糊口的人来说，这在美元方面值多少钱？你知道，其中的一小部分将是设备的成本。

这仍然是脑外科手术。手术过程实际上是什么样的？

我们设计了一个微创手术，包括我们在头皮上做一个微小的切口，这使我们能够通过骨头做一个切口，这个切口的厚度只有几毫米。由于电极膜非常薄，我们可以将它们通过骨头上的一个小切口滑到大脑表面。

0 我们拥有各种成像技术，使我们能够以高水平的安全性和精确度进行操作，以确保电极安全地放置在大脑表面，并且位置正确。这些电极的安全性和可移动性使我们能够在大脑表面滑动它们，从而以高水平的准确性和信心绘制出关键区域的位置。因此，在我们进入之前，我们知道正确区域的位置在十毫米之内。

但是一旦电极放置在大脑上，我们可以稍微移动它，以确保我们从确切的位置获取到正确的信号。因此，调查不会结束，直到我们对此感到确信。展望未来的技术，您希望带宽、通信通道能够随着时间的推移而扩展吗？您希望从3G升级到4G，再到5G，最后到6G吗？在脑机接口的背景下，这种带宽实际上与电极的数量成正比，我们当前一代电极模块包含1024个微电极。我们现在可以在大脑上放置许多这样的通道模块，而不会造成任何额外的脑损伤，不会花费太多额外的时间，也不会增加任何风险。这种安全性与可扩展性对我们来说是一个重要的权衡。

那么，展望未来，脑机接口领域在未来五年、十年、十五年将会是什么样子？

如果我说我能预测我们在十年或更长时间内会处于何种状态，那我就会给你错误的印象。但是，我们确实在努力构建一个这些设备成为临床标准护理的一部分的世界。从现在起五年，我认为这是完全可能的。

我确实认为，在接下来的几年中，我们可能会看到几款脑机接口产品从复杂的研发阶段进入批准的医疗产品，供有需要的患者使用。这将改变医学。我毫不怀疑这将改变临床神经科学。

这将改变我们对某些形式残疾的看法。除此之外，真的很难说，但我确实认为，我们对大脑的理解在某种程度上受到我们用来研究它的工具的限制。随着越来越多的人使用我们讨论过的直接脑机接口，我确实认为我们将学到很多关于大脑的知识，这是我们之前不知道的。我们将学到很多。那么之后会发生什么呢？你知道，我问我自己五年后会怎样。

本杰明·拉波特博士是精准神经科学公司的联合创始人。

感谢您加入我们。谢谢你邀请我。

《一切的未来》是《华尔街日报》的制作。这一集由我，丹尼·刘易斯制作。感谢您的收听。