【图1】Neuralink植入物
当前，脑机接口已成为科研界与产业界聚焦的核心领域，其对于人类的意义远超越了单纯的动作意念控制。2月20日，国际顶级科学期刊《Nature》发布了一篇题为“Mind-reading devices are revealing the brain’s secrets”的深度文章，详尽探讨了BCI技术的最新科研动态、其在瘫痪患者功能恢复方面的巨大潜能以及对大脑结构和功能理解产生的深远影响。
文中指出，BCI技术不仅能够帮助瘫痪患者操控假肢进行交流，更提供了一种前所未有的途径，让科学家深入研究大脑组织及其功能机制。通过实时记录并解析大脑活动信号，科研人员揭示了大脑运作方式的新见解，甚至颠覆了一些关于大脑解剖结构的传统认知，发现不同区域之间的边界和功能分工比之前设想的更为模糊。此外，《Nature》文章还深入分析了BCI技术如何在临床应用中助力患者功能恢复，尤其是通过改进解码器技术来减少错误率。例如，斯坦福大学神经科学家Frank Willett正致力于研发一种用于语音生成的脑机接口，他表示：“BCI使我们首次有机会直接记录大量特定大脑区域单个神经元的活动，这是以往无法企及的研究深度。”
加州大学旧金山分校的神经外科医生Edward Chang强调，相较于传统工具，BCI设备能够进行长期、持续的大脑活动监测，从而揭示学习、可塑性等需较长时间观察的现象。
从百年以前德国精神病学家Hans Berger首次记录到人脑电波，到如今植入式脑机接口的成功应用，这项技术经历了跨越世纪的演进。大约50名患者已经接受了BCI植入手术，其中AI、解码技术和硬件的快速发展起到了关键推动作用。特别是Neuralink公司今年初成功进行了首例人体植入试验，该无线连接的脑机接口装置能够捕捉单个神经元活动，且据马斯克披露，首位受试者已能凭借思维移动鼠标。
尽管BCI技术发展的主要目标是改善临床疗效，但其作为探索大脑奥秘的独特窗口也揭示了许多令人惊奇的秘密。例如，Willett团队在肌萎缩侧索硬化症患者中使用BCI时发现，原本被认为具有明确边界的运动控制区域实则复杂交错，神经元并未按照预期的目标肌肉分组。同时，在语言生成相关的布罗卡区，研究结果显示它在语音生成中的作用可能并不如先前所想。
另外，BCI技术也揭示了大脑思维和想象过程的神经模式，展示了即使身体无法做出反应，大脑仍保留着说话或运动的程序，这为理解大脑的可塑性提供了新的视角。在慢性中风患者的康复治疗中，利用非植入性BCI结合功能性电刺激（FES）的技术，研究人员观察到了参与者大脑运动区域之间连接性的增强，进一步证实了BCI诱导的大脑可塑性在康复治疗中的重要作用。
与此同时，科学家们开始更多地关注脑机接口使用过程中大脑活动的变化，以期优化解码器性能并防止错误解读。瑞士日内瓦大学的Silvia Marchesotti团队研究发现，健康参与者在接受为期五天的BCI语言生成训练后，大脑中与语言相关的频段活动显著增加，并变得更专注高效。
总结来说，脑机接口技术正逐步揭开大脑的神秘面纱，其在临床上的应用前景广阔，同时也为我们深化理解大脑功能带来了全新的机遇。尽管当前研究对象数量有限且主要集中于涉及运动功能的大脑区域，但随着科技的进步和研究的深入，未来将有越来越多的人群受益于BCI技术的发展。正如科学家Chang所言，基础研究与临床应用紧密结合，共同构成了驱动脑机接口领域不断前行的关键动力。
：Miryam Naddaf，自由科学记者，专注于报道神经科学、生物学以及英国/欧盟科学政策等领域。
