要点:
2021年，Synchron的创办人发现患者Philip通过植入脑机介面成功用意念输入讯息，部分恢复了沟通能力，并且在某些方面领先于Neuralink。 Synchron的脑机介面不需要脑部手术，通过血管植入，已获FDA认证并展示出改善瘫痪患者生活质量的潜力。
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2021年12月，开发脑机介面/BCI的新创公司Synchron的创办人兼执行长Tom Oxley在Twitter上看到一条来自患者Philip的推文。 Philip患有肌萎缩侧索硬化症/ALS，这是一种让他逐渐失去肌肉控制的疾病。大约两年前，Philip植入了脑机介面，这让他能够用意念输入讯息，部分恢复了与外界的沟通能力。当脑机介面出现在媒体上时，人们通常会联想到马斯克/Elon Musk的Neuralink。但其实，Synchron在某些方面可能领先于Neuralink。
Synchron成立于2012年，比Neuralink早了四年，并且获得了比尔·盖兹和杰夫·贝佐斯的投资。 Synchron已经启动了两个试验，一个在澳大利亚，另一个在美国。
与今年早些时候进行首次人类实验的Neuralink不同，Neuralink是直接将装置植入大脑皮层，而Synchron的脑机介面最大的优势是，它不需要做脑部手术，直接通过血管将设备植入，这样就避免了穿透头骨的成本和风险。
2020年8月，FDA将Synchron的脑机介面/BCI认定为突破性设备，并表示它有潜力改善衰弱或改变生活质量，这为临床试验铺平了道路。到目前为止，结果显示这项技术是有希望的Synchron的首席技术长Riki Banerjee在麻省理工学院主办的EmTech 2024会议中提到，美国有800万人患有各种形式的瘫痪。这些人不仅无法与他人互动，还无法控制自己的环境，例如调节恒温器或保证家庭安全。他们希望通过BCI技术来恢复这些失去的能力。
Synchron的BCI运作原理
在加入Synchron之前，Banerjee花了15年研究神经调节，这是通过电流和化学物质来刺激神经活动的技术。神经调节和脑机介面技术源自起搏器技术，这一领域从20世纪50年代就开始发展，那时大脑植入技术还属于科幻内容。 Banerjee表示，这个领域近几年取得了显著的进展，最早的研究集中在强迫症、忧郁症和失眠等精神疾病，之后才转向瘫痪等疾病。她解释道，神经科技不仅仅是针对大脑，而是整个神经系统，包括周围神经。
Synchron决定开发可以通过静脉输送的脑机介面/BCI，是因为他们意识到大脑手术的风险和复杂性。 Banerjee提到，进行大脑手术是个非常专业且困难的过程，只有大约1000到2000名神经外科医生能够执行这些手术。即使这些手术已经被用来治疗帕金森症或癫痫等疾病，对很多人来说，这仍然是个很大的障碍。
为了使BCI能够正常运行，Synchron意识到必须克服颅骨的阻碍，因为颅骨会削弱脑波信号。为了解决这个问题，Synchron的BCI通过颈部的静脉插入导管，这条静脉会将信号传送到大脑。导管到达大脑后，会释放一个由镍钛诺合金制成的自膨胀装置，这种材料生物相容性好、耐腐蚀，通常用于扩宽动脉。这个植入的BCI可以检测脑电波并将其发送到胸部的接收器。对瘫痪患者来说，这个系统可以帮助他们控制外部设备，比如手机、电视遥控器或Alexa，让他们在无需语音或双手的情况下使用这些设备。
Banerjee表示，这些设备是设计来长期植入人体的，并且可以多年使用。在澳大利亚，已有一位患者的植入物已经使用了四年多。尽管大脑植入物无法被移除，但由于设备周围的组织生长，胸部的部件可以被取出并更换。如果设备出现故障，还可以通过外部更新软体进行修复。
挑战与承诺
Synchron的BCI技术有两个主要优势。首先，它的非侵入性植入方式使手术更加简单，患者恢复也较快，虽然有些患者可能因为之前的健康状况需要更长的恢复时间。其次，这种植入方式可能使装置能更容易接触大脑的不同区域。 Banerjee解释说，尽管大多数人认为要重建语言功能就应该针对语言区，但研究发现语言也和运动功能有关。因此，将重点放在运动区域上，了解嘴巴和舌头的运动模式，也能帮助实现语言功能。
Synchron的早期实验结果非常正面。第一项试验在澳大利亚的皇家墨尔本医院和墨尔本大学进行，涉及四名严重瘫痪的患者。研究结果显示，植入物能长期稳定地传输大脑血管的神经信号，且没有严重的不良事件。 12个月的追踪也证实，患者没有神经功能缺失、血栓或装置移位的情况。此外，他们还能使用植入物发送简讯、写电子邮件、管理网路银行，最重要的是，能够向照护者表达需求。
第二项试验在纽约西奈山卫生系统、布法罗大学、匹兹堡大学医学中心和卡内基美隆大学进行，涉及六名对传统疗法无反应的瘫痪患者。研究中，没有发现与设备有关的不良事件。根据公司的报告，所有植入物都精确部署，成功覆盖了每位患者大脑中的目标运动皮层。研究的首席研究员认为这项试验是医学的重要突破，并表示这种低侵入性方法可能帮助数百万瘫痪和其他运动障碍的患者。
试验的重点放在BCI如何改善患者生活。例如，2023年8月，64岁的ALS患者Mark接受了BCI植入，并能够控制像Alexa这样的设备，即使不使用语音。此外，Synchron还成功将Mark的BCI与Apple Vision Pro混合现实耳机连接，让他能够通过思维控制游戏中的游标，并玩像“Solitaire”这样的电脑游戏。
展望未来
虽然这些试验结果很有希望，但试验时间太短、参与者人数太少，无法得出确定的结论。不过，每次新测试都有助于Synchron更好地了解大脑植入物的长期挑战，并改进设备。
该公司计划在2025年启动第三次试验，这次将使用商用系统。除了提升脑机介面的处理速度外，Synchron还希望能够用植入物来治疗更多与大脑和神经系统有关的疾病。现在的系统需要在胸部安装设备来提供电力和通信，但下一代系统将配备可充电电池，这样患者就能随时使用，甚至在半夜醒来也能使用。
Synchron的首席技术长Riki Banerjee希望她的工作能改变大家对大脑植入物的负面看法和不信任。她说，“最大的误解是我们能直接读取人们的想法。其实，我们只是在研究小信号，比如点击滑鼠的动作，这些只是简单的开/关操作。我们把这些信号转换成萤幕或电脑上的动作，并不会读取人们的想法。关于隐私的担忧，实际上，手机、信用卡和应用程式泄露的信息比这些植入物更多。”
Synchron的脑机介面技术不仅突破了传统的手术方式，还开创了一条更加安全和可行的道路。通过无需脑部手术的方式，将设备直接通过血管植入大脑，这不仅减少了手术的风险，也为更多患有瘫痪和神经疾病的患者带来了希望。这项技术的发展，使得大脑与外界的互动方式更加灵活，为患者恢复基本的生活自理能力提供了新的可能性。
随着Synchron技术的成熟，它有望在未来改变整个神经科技领域，并成为改善患者生活质量的重要工具。这不仅是一项医学突破，更是对人类与科技边界的挑战。面对脑机介面技术的迅速发展，我们期待它能在全球范围内开花结果，并带来更多实际的变革，最终实现帮助数百万患者重拾希望、恢复生活的理想。
