密歇根大學(xué)首次使用無(wú)線(xiàn)植入物進(jìn)行人體腦部記錄

隨著(zhù)腦機接口技術(shù)領(lǐng)域從實(shí)驗演示轉向實(shí)際臨床應用，密歇根大學(xué)剛剛取得了里程碑式的成就，這可能使高性能無(wú)線(xiàn)腦機接口成為現實(shí)，幫助那些患有癱瘓、失語(yǔ)和其他挑戰性條件的人們。在一名人類(lèi)患者體內成功測試了完全植入式設備，標志著(zhù)神經(jīng)技術(shù)領(lǐng)域的新紀元，通過(guò)腦與計算機之間的通信恢復失去的功能正逐漸接近日常臨床應用。

在腦機接口（BCI）技術(shù)的一個(gè)重要進(jìn)展中，密歇根大學(xué)的研究團隊實(shí)現了首次人體記錄，使用了 Paradromics 的 Connexus 設備——這是一種無(wú)線(xiàn)、完全植入式的腦機接口設計 ，旨在幫助那些患有嚴重神經(jīng)系統疾病的人們恢復通信和運動(dòng)能力。

該手術(shù)于2025年5月14日進(jìn)行，在癲癇手術(shù)期間，該設備被暫時(shí)放置在患者負責處理聲音和記憶的顳葉上。這個(gè)機會(huì )使團隊能夠安全地測試設備捕捉神經(jīng)信號的能力，而不會(huì )給患者增加風(fēng)險，因為該手術(shù)已經(jīng)需要進(jìn)入大腦。

Connexus 因其緊湊的尺寸——小于一角硬幣——和高密度的 421 個(gè)微電極而脫穎而出，每個(gè)電極比人的頭發(fā)還要細。與許多早期的腦機接口不同，它們通常依賴(lài)于較少的電極并需要外部電線(xiàn)，Connexus 被設計為完全可植入。

該設備收集單個(gè)神經(jīng)元的電信號，通過(guò)一根細導線(xiàn)將其傳輸到胸部植入的收發(fā)器。然后，數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送到外部計算機，在那里人工智能算法解釋信號模式并將其轉換為動(dòng)作，例如移動(dòng)光標或生成合成語(yǔ)音。

這種高分辨率方法與其他從大腦表面甚至血管內部監測神經(jīng)元群體的 BCI 系統有所不同。Connexus 通過(guò)針對單個(gè)神經(jīng)元，旨在提供更精確和細致的大腦信號解碼，這對于恢復自然通信速度和提高設備性能至關(guān)重要。例如，BCI 技術(shù)的最新進(jìn)展已經(jīng)實(shí)現了接近每分鐘 78 個(gè)單詞的意圖語(yǔ)音解碼；然而，目標是達到自然對話(huà)的速度，即大約每分鐘 130 個(gè)單詞。

外科團隊使用了一種專(zhuān)門(mén)設計的、類(lèi)似 EpiPen 的儀器來(lái)植入設備，這表明該手術(shù)可以使用全世界神經(jīng)外科醫生熟悉的工具來(lái)執行。隨著(zhù)這項技術(shù)的成熟，預計這將有助于促進(jìn)更廣泛的采用和更安全的臨床實(shí)踐。

Paradromics 的重點(diǎn)不僅在于技術(shù)創(chuàng )新，還在于耐用性和長(cháng)期安全性。之前動(dòng)物研究表明，該設備可以在兩年半以上保持穩定的信號質(zhì)量而不退化。該公司現在正在準備臨床試驗，等待監管批準，該試驗將招募十名參與者，并監測設備的安全性、性能以及對患者生活的影響，為期一年。

Connexus 的潛在應用不僅限于恢復言語(yǔ)和運動(dòng)能力。通過(guò)在單個(gè)神經(jīng)元層面解碼神經(jīng)信號，這項技術(shù)有一天可能通過(guò)直接從大腦活動(dòng)中解讀情緒或不適來(lái)幫助解決心理健康問(wèn)題或慢性疼痛。

這種更廣泛的愿景反映了 BCI 領(lǐng)域日益增長(cháng)的勢頭，該領(lǐng)域吸引了超過(guò) 20 億美元的投資，并由 Neuralink 和 Synchron 等公司所挑戰，每家公司都在追求獨特的技術(shù)策略。

在密歇根大學(xué)，這一突破是開(kāi)發(fā)更可靠、侵入性更小、能夠為患者帶來(lái)長(cháng)期益處的下一代 BCI 的一項更大努力的一部分。該團隊的工作建立在數十年的 BCI 研究基礎上，超越了早期設備（如需要外部連接器且長(cháng)期使用可能導致組織損傷的猶他陣列）的限制。