全球首例！南开大学完成介入式脑机接口非人灵长类动物试验

　　5月4日，南开大学段峰教授团队，在北京成功完成非人灵长类动物介入式脑机接口试验，这也是全球首例。

　　给大家划个重点：全球首例、非人灵长类动物、介入式。

　　他们的试验是在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂，简单来说就是，通过采集猴的脑电波信号，然后遥控并将其转化为控制信号，通过一个机械臂实现对物体的抓取和放置等操作。

　　介入式操作不同于侵入式和非侵入式，既保证了安全，又可以提高准确度。

　　脑机接口技术是目前神经工程领域中最活跃的研究方向之一，是一种在脑与外部设备之间建立直接的通信渠道的技术，在生物医学、神经康复和智能机器人等领域有着重要应用。

　　正如另一位脑机接口技术狂热者马斯克所希望的那样，脑机接口技术终会成为造福人类，改造人类的工具。

　　临床或许还要5年

　　此次试验由南开大学段峰教授团队主导，与中国人民解放军总医院（301医院）、上海心玮医疗科技股份有限公司联合完成。

　　段峰教授团队在用非人灵长类动物（猴）试验之前，其实最先是在羊身上开始的试验。

　　

　　来源：南开大学

　　据段峰教授介绍，2022年他们团队曾在羊身上完成了首例介入式脑机接口动物试验。脑电极植入术由介入机器人辅助完成，段峰教授在主端操作完成了部分血管造影。

　　

　　来源：南开大学

　　试验最终在羊脑血管内完成了传感器植入，并成功采集到了脑电信号。

　　试验前后共进行了3次，在羊的试验基础上取得进一步成果后，最近终于在猴身上实现了介入式脑电信号从被动采集到主动控制的技术飞跃，突破了血管内脑电信号采集、介入式脑电信号识别等核心技术。

　　试验的具体操作过程是，科学家通过介入手术将脑电传感器植入在猴脑血管壁上， 介入式脑电传感器通过颈静脉，进入矢状窦，到达猴运动皮层脑区。

　　

　　来源：南开大学

　　成功采集到的脑电信号后，对其进行遥控，转化为控制信号，最后通过机械臂实现对物体的抓取和放置等主动控制操作。

　　据悉，介入手术是由解放军总医院第一医学中心神经外科吴东东医师团队操作完成。

　　

　　来源：南开大学

　　介入式最大的优点，就是不需要像马斯克的Neuralink脑机接口公司一样把脑袋 嘎开或者钻个洞。

　　只需在颈静脉刺个小口，利用血液把脑传感器送达脑血管壁，通过脑血管就可以采集到颅内脑电信号。

　　据段峰教授介绍，这次试验的研究成果，促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进。

　　

　　来源：南开大学

　　那脑机接口技术还要多久才能走到临床？

　　参与研发、试验的宣武医院神经外科马永杰博士表示，完成首例动物试验是突破性的进步，是从0到1的进步。但抵达临床是一个从1到100的过程，可以说我们还有很远的路要走。

　　下一步，团队将继续优化电极设计，验证其在动物体内长期植入的安全性、可靠性，还要完成采集后信号的进一步分析、加工、转化等工作。介入式脑机接口真正走到临床，可能还要5年，甚至更长的时间。

　　脑机接口技术的一再突破，给一些被疾病困扰的运动功能障碍患者带来了福音，未来有一天或许可以利用脑机接口技术帮助他们与外部重新交流，进而改善生活质量。

　　除了控制机械臂，未来或许还能用意念控制一切（懒人福音）。

　　甚至还能存储记忆，马永杰博士表示，脑机接口技术未来在一定程度上将人类的思考、意识、记忆存储下来也不是完全没有可能。（再也不用担心背课文了）

　　记忆移植也是脑机接口研究的重点，美国科学家已经发现大脑海马体的记忆密码，开始尝试用芯片备份记忆，然后把芯片植入另一个大脑，以实现记忆移植。

　　目前，这个试验也已经在猴子身上取得了成功。

　　是的，又是大师兄。有人或许会问为什么这些进阶的试验都是在？？身上完成的，二师兄？？不服了。

　　原因也很简单，你说你是和大师兄更像还是二师兄更像？

　　南开大学团队试验所用的恒河猴大脑结构，和人类相比更为相似。可以更好地模拟人类的大脑活动，所以，在相似的动物身上试验也更方便以后将技术应用到人类身上。

　　马斯克也曾成功过

　　在接受采访时，项目研发人员马永杰博士介绍了脑机接口的三种方式，上述只是其中一种。

　　目前来说，脑机接口主要有三种方式。包括侵入式脑机接口、非侵入式脑机接口和介入式脑机接口。

　　第一种是侵入式脑机接口，是比较传统的方式，以开颅等形式，将电极植入大脑皮层功能区附近，直接接触到大脑皮层。

　　这种方式对人体有较大损伤，需要大量的时间恢复，而且在恢复过程中，很容易伴随着伤口发炎、身体排异反应等。但是这种有创的接入方式，所获取的脑电信号是最准确的。

　　

　　来源：CSND

　　第二种是非侵入式脑机接口，这就很好理解了，不会直接接触大脑皮层，仅通过头皮采集脑电信号。但以这种方式采集到的信号纯度不高，而且还会伴有大量的噪音。

　　第三种是介入式脑机接口，这种方式相较于上面两种，是一个比较新颖的接口方式，将血管穿刺小口，通过微创手术实现脑机连接，这种方式对人体的创伤小于侵入式，信号质量大于非侵入式。

　　目前来说，介入式脑机接口是最安全、稳定的接口方式。

　　2016年，马斯克联合成立了一家公司，名为Neuralink，主要研究脑机接口，研发出超高带宽的脑机接口系统，从而实现人类与人工智能的共存。

　　Neuralink公司在开发一种微芯片，该芯片可植入人类大脑记录并刺激大脑活动，将被用于医学领域。马斯克声称，该芯片将用于治疗脊髓损伤、帕金森氏症等脑部疾病和神经系统疾病。

　　2019年，Neuralink首次推出了植入物的设计，在大脑中找到一块区域，植入1024根微小的电线，倾听脑电波的电波，并发送自己的电波。

　　2020年8月29日，马斯克在活猪身上演示了“脑机接口”技术Neuralink。该装置实现了对猪行为轨迹的精准预测。

　　2021年4月9日，Neuralink展示猴子用意念玩模拟乒乓球游戏《Pong》。这只猴子大脑中已经事先成功植入脑机接口，通过脑电波来控制球拍，大脑中的设备记录了猴子玩游戏时神经元放电的信息，学习预测它将做出的动作。

　　值得注意的是，马斯克采用的是侵入式脑机接口，也就是说，在2021年，马斯克的侵入式脑机接口已经试验成功，并且运行良好，在多次测试之后，已确认为最安全可靠的方式。

　　对此马斯克表示，希望在不久后可以应用在人类身上，目标人群是那些有严重脊髓损伤，如四肢瘫痪的人身上。

　　应用Neuralink装置，植入了Neuralink大脑芯片的人，只需用大脑就能向电脑下达指令。

　　但由于多次进行试验，Neuralink公司因为涉嫌虐待动物，可能违反动物福利原则，被美国联邦部门调查，调查显示，Neuralink公司自2018年以来，共杀死约1500只动物，包括280多只羊、猪和猴子。

　　最新消息，2023年3月，Neuralin公司脑机人体试验申请遭到美国监管部门FDA（美国食品药品监督管理局）的拒绝。