摘要：隨著科技和醫(yī)療技術的發(fā)展，腦科學研究成為國際之間競逐的發(fā)展目標，從而帶動了腦控、控腦和仿腦等技術的快速發(fā)展。腦機接口可以實現(xiàn)大腦與外界直接雙向通訊的信息交互技術，不僅是大腦神經調控的重要工具，也成為腦控與控腦技術實現(xiàn)的基礎。本文將討論腦機接口技術在醫(yī)療領域的應用及其面臨的相關問題。

早年間，人們就有采集大腦思維的活動信號實現(xiàn)與控制外界設備或交互的想法。如1924年德國精神病學家伯格記錄了其子腦電信號，并于1929年發(fā)表了論文，這是最早的腦電圖理論。但由于當時人們對神經科學知之甚少，相關模式識別和信號處理等技術水平有限，當時人們認知水平還處于較為保守的階段，所以并沒有引起太大轟動，一直進展緩慢。從20世紀70年代開始，計算機技術飛速發(fā)展，人們對腦神經系統(tǒng)有了重新的認知，從而帶動了腦機接口技術的進步。目前腦機接口已然成為計算機和神經學技術領域的熱點研究方向。

腦機接口技術初步嘗試商業(yè)化應用

人類將腦機接口技術應用在醫(yī)療是在上世紀60年代，英國一位醫(yī)生使用當時非常前沿的腦電波技術幫助癲癇病人做了手術，在病人大腦內放入電極，使其貼近腦皮層，從而得到清晰的神經活動。之后美國公司Neural Signals為記錄人腦神經活動，開始嘗試對人腦中植入微電極記錄運動區(qū)的神經細胞放電;明尼蘇達州大學Bin He教授實驗室演示腦電遙控無人機飛行，利用人的意念控制無人機;2014年一位被截肢的殘疾人在巴西世界杯的開幕式上用腦機接口技術和機械外骨骼開出第一球，吸引了全世界的矚目。近年來，腦機接口一步步刷著存在感，也成為眾多資本大佬和科技公司看好的方向之一，越來越多的風險資本開始進入這個神秘的領域進行布局。

2017年火星狂人埃隆馬斯克宣布成立腦機接口公司Neuralink，同年，F(xiàn)acebook也宣布成立腦機接口研究團隊，開始研究“意念打字”項目。這些商業(yè)大咖入局原因是對未來科技的獨到判斷和人類對未知領域的挑戰(zhàn)欲望。不過即便入局者甚多，如何商業(yè)化是研究腦機接口公司面臨的最大難題。

對于腦機接口在醫(yī)療領域上的應用而言，患者如何快速的學習控制輪椅、假肢等都急需解決。而且除了技術、應用整體的解決方案之外，銷售渠道、產品的價格等也是決定商業(yè)化道路順暢的關鍵所在。美國Brain Co公司則率先踏出了第一步，其公司研發(fā)的產品Brain Co賦思頭環(huán)，早在2018年12月份就已經已經正式進入了商業(yè)化銷售階段。

腦機接口技術在醫(yī)療領域的應用前景

腦機接口技術在醫(yī)療方向的應用前景較為廣泛，它能夠幫助一些身體殘疾患者與建立一座與外界交互的橋梁，可以實現(xiàn)康復訓練、控制假肢和輪椅等功能。

康復訓練

據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前我國腦卒中患者接近3000萬，年均新增患者人數(shù)超過200萬，除卒中患者需要接受康復訓練以外，還有老年人、殘疾人，每年新增人數(shù)在500萬左右，可見市場潛力之大。而傳統(tǒng)的康復方式，大多比較被動，無法喚醒患者強烈的運動意念且容易產生疲勞，無法達到理想中的訓練效果，治愈率低于50%。

西安交通大學的研究團隊設計了一套名為“腦控人機交互及康復訓練系統(tǒng)”，系統(tǒng)利用腦機接口技術，是實現(xiàn)一種新型腦控康復方式。利用這套訓練系統(tǒng) ，可以幫助訓練人員更好的監(jiān)控訓練的強度及效果 ，根據(jù)反饋調整訓練計劃。此外 ，這種通過大腦運動想象的方式進行訓練也有助于神經功能的代償與恢復。臨床試驗表明，使用該腦控康復系統(tǒng)的患者康復效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)康復訓練患者。

智能假肢

對于現(xiàn)在的殘疾人來說，一般都會配備相應的假肢，但這些假肢大多具有固定結構，無法完全實現(xiàn)原有肢體的基本功能。腦機接口技術的出現(xiàn)有望改變這種現(xiàn)象，將假肢與患者的大腦連接起來，通過一段時間的訓練即可進行自主控制。哈佛研究團隊針對殘疾人智能假肢成立了BrainRobotics公益項目，該項目致力于幫助殘疾人實現(xiàn)用意念控制假肢，使其實現(xiàn)與原有肢體無異的功能。

其他應用

美國一家公司開發(fā)了一款用于治療神經障礙的植入式設備，該裝置能夠及時識別大腦活動，當發(fā)生異常時，該裝置會自動發(fā)送脈沖來抵消癲癇等神經障礙等疾病的發(fā)作。對于意識障礙的植物人，腦機接口技術可以幫助完成檢測意識，已完成輔助量表評估等任務。此外，將腦機接口系統(tǒng)集成在護理床、輪椅或家電中，能夠實現(xiàn)對外部設備的腦控，有效提高殘疾或老年人的自理能力。

腦機接口技術存在的問題

近年來腦機接口技術迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多醫(yī)療產品，但成型的產品都是非常基礎的，侵入式的先進產品大多處于實驗階段，距離臨床仍有許多問題亟需解決，主要包括技術、倫理和如何商業(yè)化等問題。

腦機接口主要面臨的技術問題是信號的采集和處理，非侵入方式獲取的腦電信號質量較差，容易受到外界干擾，而侵入方式獲取信號，容易引起免疫排斥現(xiàn)象，一旦植入芯片將不能隨意調整，現(xiàn)階段侵入式的進展都是在動物大腦完成的，在人腦上的效果還難以斷定。腦機接口技術應用發(fā)展的同時也帶來倫理問題，如果腦機接口設備探測到關于人們隱私的想法該如何保護，還有如果探測到一些傷害或對社會造成威脅的想法，即使沒有實施，是否該采取相應措施，未來我們是否要為自己的想法負責?商業(yè)化應用是我們未來的終極目標，但腦機接口的醫(yī)療設備是直接作用在人的身上，因此監(jiān)管部門對其上市的審批肯定會異常謹慎。

總結

現(xiàn)階段，腦機接口技術還處在初級階段，距離醫(yī)學上的臨床應用還需要解決許多問題，但隨著人們對大腦的了解與技術的進步，未來腦機接口在醫(yī)療領域的應用“錢景”巨大，相信未來一定很精彩。