要點:
2021年，Synchron的創辦人發現患者Philip通過植入腦機介面成功用意念輸入訊息，部分恢復了溝通能力，並且在某些方面領先於Neuralink。Synchron的腦機介面不需要腦部手術，通過血管植入，已獲FDA認證並展示出改善癱瘓患者生活質量的潛力。
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2021年12月，開發腦機介面/BCI的新創公司Synchron的創辦人兼執行長Tom Oxley在Twitter上看到一條來自患者Philip的推文。Philip患有肌萎縮側索硬化症/ALS，這是一種讓他逐漸失去肌肉控制的疾病。大約兩年前，Philip植入了腦機介面，這讓他能夠用意念輸入訊息，部分恢復了與外界的溝通能力。當腦機介面出現在媒體上時，人們通常會聯想到馬斯克/Elon Musk的Neuralink。但其實，Synchron在某些方面可能領先於Neuralink。
Synchron成立於2012年，比Neuralink早了四年，並且獲得了比爾·蓋茲和傑夫·貝佐斯的投資。Synchron已經啟動了兩個試驗，一個在澳大利亞，另一個在美國。
與今年早些時候進行首次人類實驗的Neuralink不同，Neuralink是直接將裝置植入大腦皮層，而Synchron的腦機介面最大的優勢是，它不需要做腦部手術，直接通過血管將設備植入，這樣就避免了穿透頭骨的成本和風險。
2020年8月，FDA將Synchron的腦機介面/BCI認定為突破性設備，並表示它有潛力改善衰弱或改變生活質量，這為臨床試驗鋪平了道路。到目前為止，結果顯示這項技術是有希望的Synchron的首席技術長Riki Banerjee在麻省理工學院主辦的EmTech 2024會議中提到，美國有800萬人患有各種形式的癱瘓。這些人不僅無法與他人互動，還無法控制自己的環境，例如調節恆溫器或保證家庭安全。他們希望通過BCI技術來恢復這些失去的能力。
Synchron的BCI運作原理
在加入Synchron之前，Banerjee花了15年研究神經調節，這是通過電流和化學物質來刺激神經活動的技術。神經調節和腦機介面技術源自起搏器技術，這一領域從20世紀50年代就開始發展，那時大腦植入技術還屬於科幻內容。Banerjee表示，這個領域近幾年取得了顯著的進展，最早的研究集中在強迫症、憂鬱症和失眠等精神疾病，之後才轉向癱瘓等疾病。她解釋道，神經科技不僅僅是針對大腦，而是整個神經系統，包括周圍神經。
Synchron決定開發可以通過靜脈輸送的腦機介面/BCI，是因為他們意識到大腦手術的風險和複雜性。Banerjee提到，進行大腦手術是個非常專業且困難的過程，只有大約1000到2000名神經外科醫生能夠執行這些手術。即使這些手術已經被用來治療帕金森症或癲癇等疾病，對很多人來說，這仍然是個很大的障礙。
為了使BCI能夠正常運行，Synchron意識到必須克服顱骨的阻礙，因為顱骨會削弱腦波信號。為了解決這個問題，Synchron的BCI通過頸部的靜脈插入導管，這條靜脈會將信號傳送到大腦。導管到達大腦後，會釋放一個由鎳鈦諾合金製成的自膨脹裝置，這種材料生物相容性好、耐腐蝕，通常用於擴寬動脈。這個植入的BCI可以檢測腦電波並將其發送到胸部的接收器。對癱瘓患者來說，這個系統可以幫助他們控制外部設備，比如手機、電視遙控器或Alexa，讓他們在無需語音或雙手的情況下使用這些設備。
Banerjee表示，這些設備是設計來長期植入人體的，並且可以多年使用。在澳大利亞，已有一位患者的植入物已經使用了四年多。儘管大腦植入物無法被移除，但由於設備周圍的組織生長，胸部的部件可以被取出並更換。如果設備出現故障，還可以通過外部更新軟體進行修復。
挑戰與承諾
Synchron的BCI技術有兩個主要優勢。首先，它的非侵入性植入方式使手術更加簡單，患者恢復也較快，雖然有些患者可能因為之前的健康狀況需要更長的恢復時間。其次，這種植入方式可能使裝置能更容易接觸大腦的不同區域。Banerjee解釋說，儘管大多數人認為要重建語言功能就應該針對語言區，但研究發現語言也和運動功能有關。因此，將重點放在運動區域上，了解嘴巴和舌頭的運動模式，也能幫助實現語言功能。
Synchron的早期實驗結果非常正面。第一項試驗在澳大利亞的皇家墨爾本醫院和墨爾本大學進行，涉及四名嚴重癱瘓的患者。研究結果顯示，植入物能長期穩定地傳輸大腦血管的神經信號，且沒有嚴重的不良事件。12個月的追蹤也證實，患者沒有神經功能缺失、血栓或裝置移位的情況。此外，他們還能使用植入物發送簡訊、寫電子郵件、管理網路銀行，最重要的是，能夠向照護者表達需求。
第二項試驗在紐約西奈山衛生系統、布法羅大學、匹茲堡大學醫學中心和卡內基美隆大學進行，涉及六名對傳統療法無反應的癱瘓患者。研究中，沒有發現與設備有關的不良事件。根據公司的報告，所有植入物都精確部署，成功覆蓋了每位患者大腦中的目標運動皮層。研究的首席研究員認為這項試驗是醫學的重要突破，並表示這種低侵入性方法可能幫助數百萬癱瘓和其他運動障礙的患者。
試驗的重點放在BCI如何改善患者生活。例如，2023年8月，64歲的ALS患者Mark接受了BCI植入，並能夠控制像Alexa這樣的設備，即使不使用語音。此外，Synchron還成功將Mark的BCI與Apple Vision Pro混合現實耳機連接，讓他能夠通過思維控制遊戲中的游標，並玩像“Solitaire”這樣的電腦遊戲。
展望未來
雖然這些試驗結果很有希望，但試驗時間太短、參與者人數太少，無法得出確定的結論。不過，每次新測試都有助於Synchron更好地了解大腦植入物的長期挑戰，並改進設備。
該公司計劃在2025年啟動第三次試驗，這次將使用商用系統。除了提升腦機介面的處理速度外，Synchron還希望能夠用植入物來治療更多與大腦和神經系統有關的疾病。現在的系統需要在胸部安裝設備來提供電力和通信，但下一代系統將配備可充電電池，這樣患者就能隨時使用，甚至在半夜醒來也能使用。
Synchron的首席技術長Riki Banerjee希望她的工作能改變大家對大腦植入物的負面看法和不信任。她說，“最大的誤解是我們能直接讀取人們的想法。其實，我們只是在研究小信號，比如點擊滑鼠的動作，這些只是簡單的開/關操作。我們把這些信號轉換成螢幕或電腦上的動作，並不會讀取人們的想法。關於隱私的擔憂，實際上，手機、信用卡和應用程式泄露的信息比這些植入物更多。”
Synchron的腦機介面技術不僅突破了傳統的手術方式，還開創了一條更加安全和可行的道路。通過無需腦部手術的方式，將設備直接通過血管植入大腦，這不僅減少了手術的風險，也為更多患有癱瘓和神經疾病的患者帶來了希望。這項技術的發展，使得大腦與外界的互動方式更加靈活，為患者恢復基本的生活自理能力提供了新的可能性。
隨著Synchron技術的成熟，它有望在未來改變整個神經科技領域，並成為改善患者生活質量的重要工具。這不僅是一項醫學突破，更是對人類與科技邊界的挑戰。面對腦機介面技術的迅速發展，我們期待它能在全球範圍內開花結果，並帶來更多實際的變革，最終實現幫助數百萬患者重拾希望、恢復生活的理想。
