拥有脑机接口五年是什么体验

没有人能比罗德尼·格雷厄姆(Rodney Gorham)使用Synchron的脑机接口更久了。他现在仍在发现使用它的新方法。

这款由脑机接口公司Synchron制造的实验性植入物让他能够仅通过思维控制电脑和家中的其他数字设备。对于65岁的格雷厄姆来说，这是他的人生新阶段。他患有肌萎缩侧索硬化症（ALS），无法行走、说话或移动双手。

Synchron是多家致力于将脑机接口商业化的公司之一。在过去五年中，Synchron的软硬件经历了多次迭代，格雷厄姆帮助了这项技术的演进。在10名接受Synchron植入物的志愿者中，格雷厄姆的使用时间最长。他于2020年12月在澳大利亚的一项试验中接受了植入手术。（史上使用植入式脑机接口时间最长的是Nathan Copeland，他已经使用了超过10年。他的大脑中有四个由Blackrock Neurotech制造的研究级阵列。）

Rodney Gorham最近达成了一个很少有人达到的里程碑：他植入脑机接口已经五年了。

"我们和Rodney进行了大量的试错，尝试不同的方案，以确定我们应该围绕哪个首个使用案例来构建第一个产品和临床试验，"Synchron创始人兼首席执行官Tom Oxley表示，"他在帮助我们测试新的解码器、新的交互方法和应用程序集成方面发挥了关键作用。"

Synchron的首款产品名为Stentrode，是一个微小的网状管，放置在脑血管中紧贴大脑，收集神经信号。它从颈部底部的颈静脉插入，沿着血管穿入运动皮层——大脑中负责自主运动的区域。胸部手术植入的装置接收大脑信号，然后将其传出体外发送到外部接收器。

该公司正准备在更大规模的所谓关键试验中测试Stentrode，这是获得监管批准所需的试验。它一直在与FDA讨论，以确定试验的临床终点——用于评估设备安全性和有效性的可测量结果。确定脑机接口的有效性比直接治疗疾病的传统药物或设备要棘手一些，这是该领域目前正在努力解决的问题。

脑机接口依靠解码算法将大脑活动转化为用户的预期动作。例如，一个人可能想象握拳或轻敲脚来执行电脑屏幕上的鼠标点击。瘫痪患者可能无法实际握拳或轻敲脚，但当他们试图这样做时，大脑中的神经元仍会以独特的模式放电。解码器必须能够持续识别这种原始神经信号，脑机接口才有用。

最初，格雷厄姆使用脑机接口进行单击操作，然后他开始进行多点击操作，最终实现了滑动控制，类似于调节音量旋钮。现在他可以移动电脑光标，这是二维控制的例子——在二维平面内进行水平和垂直移动。

多年来，格雷厄姆一直在尝试使用植入物控制不同的设备。Synchron的临床工程师Zafar Faraz表示，格雷厄姆直接为Switch Control的开发做出了贡献——这是苹果去年宣布的一项新的无障碍功能，允许脑机接口用户用思维控制iPhone、iPad和Vision Pro。

罗德尼·格雷厄姆（Rodney Gorham）五年前植入了Synchron公司的支架电极，图中是他和他的爱犬Piper在澳大利亚墨尔本的家中。照片：Arsineh Houspian

在去年加州圣何塞举行的Nvidia会议上播放的一段视频中，格雷厄姆演示了如何使用他的植入物在家中播放智能音箱的音乐、打开风扇、调节灯光、激活自动宠物喂食器和运行扫地机器人。

格雷厄姆一直在突破可能的边界。

临床工程师Faraz每周会安排两次去格雷厄姆的家中，指导他使用脑机接口。Faraz的工作是监控设备性能、排除故障，并了解格雷厄姆能用它做什么和不能做什么。Synchron依靠这些数据来提高系统的可靠性和用户友好性。

在与格雷厄姆合作的这些年里，两人进行了大量实验，以了解植入物的可能性。Faraz说，有一次，他让格雷厄姆并行使用两台iPad，在玩游戏和听音乐之间切换。另一次，格雷厄姆玩了一款电脑游戏，他必须从架子上抓取积木。这款游戏与墨尔本大学的一个实际机械臂相连——距离格雷厄姆家约六英里——该机械臂在实验室中远程移动真实的积木。

格雷厄姆在2016年被诊断出患有ALS之前曾是IBM的软件销售员，他的妻子Caroline说，他很享受成为这项技术发展的关键部分。

"这符合Rodney的生活技能，"他说，"他在IT行业工作了30年，与客户交谈，了解他们需要什么软件，然后回去与技术人员一起开发客户需要的产品。现在情况正好相反。"与Faraz的一次会面后，格雷厄姆经常会笑得合不拢嘴。

通过访问，Synchron团队意识到需要改变系统的设置。目前，一根线缆的一端需要放置在用户的胸部上方。该端口收集从胸部传出的脑信号，并通过线缆将其传输到外部单元，外部单元将这些信号转化为命令。在第二代系统中，Synchron将去除这根线缆。

"如果你有一个可穿戴组件，其中存在脆弱的通信层，我们了解到这是个问题，"Oxley说，"对于瘫痪人群，你必须依赖某人来修改可穿戴组件并确保连接正常工作。这对我们来说是一个巨大的经验教训。"

如果患者要定期使用脑机接口，它们需要便于护理人员在家中设置。

在格雷厄姆参与Synchron试验的这些年里，他的病情在缓慢变化。使用植入物需要高度集中注意力，他现在很容易疲劳。他过去常常通过即时通讯工具接受记者的采访，但现在长时间发短信对他来说很困难。（本文依赖对他妻子Caroline、临床工程师Faraz和Oxley的采访。）

这为Synchron和其他公司提出了关于这些设备对神经退行性疾病患者实用性的大问题。随着病情恶化，患者还能继续使用这些设备吗？保险会覆盖需要手术且使用寿命可能有限的昂贵设备吗？ALS诊断后的预期寿命为三至五年，但许多人活得更长。（自2019年Synchron进行首次手术以来，一些参与者因ALS的自然进展而去世。）

遭受更严重瘫痪的患者——例如因脊髓损伤导致的——可能能够在余生中使用脑机接口。不过，他们可能仍会因每天操作设备数小时而经历精神疲劳。

"从我的角度来看，"Caroline说，"我认为公司必须更多地考虑人的因素，因为每个人都是不同的。"

来源：wired

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