腦機接口初創公司Paradromics今日宣佈重大突破,外科醫生成功將該公司的腦植入設備Connexus植入患者體內,並在約10分鐘後安全取出。這標誌着該公司在人腦直接連接計算機領域邁出關鍵一步,也爲激烈競爭的腦機接口市場注入新的動力。

首次人體試驗:藉助癲癇手術的"黃金機會"

這次歷史性的手術於5月14日在密歇根大學進行,對象是一位正在接受腦部手術治療癲癇的患者。患者同意將Connexus設備暫時植入其顳葉,該區域負責處理聽覺信息和編碼記憶。

Paradromics首席執行官馬特·安格爾解釋了選擇這一時機的戰略考量:"當一個人正在接受重大神經外科手術時,這是一個非常難得的機會。他們的頭骨會被打開,一部分大腦即將被切除。在這種情況下,測試腦植入物的邊際風險實際上非常低。"

外科醫生使用Paradromics開發的類似EpiPen的專用儀器完成植入,研究人員隨後成功驗證了設備記錄患者大腦電信號的能力。

未來 科幻 腦機接口

技術優勢:420根微針追求"最高質量信號"

Paradromics的植入物比一角硬幣還小,但卻集成了420根微小的突出針頭,可以直接插入腦組織。這些針頭充當記錄單個神經元信號的電極,這一設計理念與埃隆·馬斯克的Neuralink相似,後者擁有超過1000個電極分佈在64根細而靈活的線上。

"通過接近單個神經元,你可以獲得最高質量的信號,"安格爾強調。這種高分辨率信號對於準確解碼一個人想要表達的言語至關重要,這正是Paradromics的核心競爭優勢。

相比之下,其他腦機接口公司採用侵入性較小的方法。Precision Neuroscience正在測試放置在大腦表面的植入物,而Synchron開發了進入血管並靠在大腦上的裝置,但這些方法只能收集來自神經元羣的信號,精度相對較低。

應用前景:讓癱瘓患者重獲"聲音"

Paradromics希望通過Connexus幫助脊髓損傷、中風或肌萎縮側索硬化症(ALS)患者恢復言語和交流能力。該設備旨在將神經信號轉換爲合成語音、文本和光標控制。

腦機接口的工作原理並非直接"讀取"私人想法,而是通過解讀與運動意圖相關的神經信號。即使癱瘓患者無法移動嘴巴,仍然可以嘗試做出說話時的面部動作,這會在大腦中產生獨特的神經信號,隨後被解碼成語音。

2023年,斯坦福大學和加州大學舊金山分校的研究團隊報告了重大進展,腦植入物能夠以每分鐘62個和78個單詞的速度解碼兩名癱瘓女性的預期語音,相比人類正常說話速度(每分鐘130個單詞)已相當接近。

行業競爭:挑戰傳統猶他陣列

過去20年,名爲猶他陣列的植入物一直是腦機接口研究的支柱。這種形似微型發刷、內置100個尖刺狀電極的設備已幫助癱瘓患者控制機械臂、移動電腦光標併產生合成語音。

然而,猶他陣列存在明顯侷限:需要頭頂基座連接外部設備,且會隨時間退化並損害腦組織。Paradromics、Neuralink等公司正嘗試用更耐用的材料、更簡潔的設計和更多電極來改進這一早期技術。

密歇根大學神經外科醫生馬特·威爾西指出,更多電極可以讓腦機接口具有更好的性能和更多功能。

未來規劃:從單設備到四設備組合

安格爾透露,公司最終計劃研究在大腦中植入最多四臺設備的可行性,這將意味着更強大的記錄能力。但首先必須確定單臺Connexus設備在長期研究中的안全性。

Paradromics計劃在今年年底前針對癱瘓患者啓動正式臨牀試驗,參與者將長期植入該裝置。

巴特爾神經技術研究員賈斯汀·桑切斯評價道:"將一種新的醫療設備推向市場非常困難,尤其是像他們正在設計的這種完全可植入的大腦設備。在監管流程的早期階段,你想把它植入人腦,並確保它能接收到應該接收的信號。"

匹茲堡大學腦機接口研究員詹妮弗·科林格將此次試驗描述爲"一次很棒的彩排",爲後續更長期的研究奠定了基礎。

成立於2015年、總部位於奧斯汀的Paradromics過去幾年一直在綿羊身上測試其植入物,此次人體試驗的成功標誌着公司向商業化應用邁出重要一步。