植入脑机设备 5 年是种什么体验?
神译局是36氪旗下编译团队,关注科技、商业、职场、生活等领域,重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。
编者按:罗德尼·戈勒姆是植入Synchron脑机接口时间最长的人。现在,他仍在不断探索新的使用方式。本文来自编译,希望对您有所启发。
图片来源:ARSINEH HOUSPIAN
罗德尼・戈勒姆最近达成了一个少有人企及的里程碑:他体内植入的脑机接口,已经稳定使用了整整五年。
这款由初创公司 Synchron 研发的试验性植入设备,能让他仅靠意念就控制家里的电脑和其他数码设备。对于 65 岁的戈勒姆来说,它就是救命稻草,因为他患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS,渐冻症),已经无法行走、说话,也不能活动双手了。
Synchron 是多家致力于脑机接口商业化的公司之一,埃隆・马斯克的 Neuralink 也在其中,它们的目标都是帮助瘫痪人群。过去五年里,Synchron 的软硬件经历了多次迭代,戈勒姆全程参与,推动了这项技术的进化。
在 10 位接受 Synchron 植入的志愿者中,戈勒姆是使用时间最久的一位。2020 年 12 月,他在澳大利亚的一项试验中接受了植入。
(目前全球植入脑机接口时间最长的使用者是内森・科普兰,已超过 10 年,他脑中植入的是 Blackrock Neurotech 公司的 4 个研究级电极阵列。)
“我们和罗德尼一起做了大量试错,尝试各种功能,就是为了确定第一个核心使用场景,围绕它打造首款产品和临床试验。”Synchron 创始 CEO 汤姆・奥克斯利说,“在测试新型解码器、交互方式和应用集成时,他都起到了关键作用。”
Synchron 的首款产品名为Stentrode(血管支架式电极),是一根细小的网状导管,放置在大脑附近的血管内,用来采集神经信号。它从颈部下方的颈静脉植入,顺着血管一直到达大脑的运动皮层,这一区域负责控制自主运动。
医生会在患者胸腔内植入一个信号接收单元,接收大脑信号后,再传输到体外的接收器。公司正准备开展更大规模的关键临床试验,以获得监管机构批准。他们已在和美国食品药品监督管理局(FDA)沟通,确定试验的临床终点,也就是用来评估设备安全性和有效性的可量化指标。
比起直接治疗疾病的传统药物或器械,评估脑机接口的效果要复杂得多,这也是整个领域目前正在攻克的难题。脑机接口依靠解码算法,将大脑活动转化为用户想要执行的动作。
比如,人只要想象握拳或踮脚,就能在电脑屏幕上完成鼠标点击。
瘫痪者虽然无法真正做出握拳或踮脚的动作,但当他们尝试去做时,大脑神经元依然会发出独特的信号。解码器必须能稳定识别这些原始神经信号,脑机接口才能真正可用。
在澳大利亚墨尔本的家中,植入 Synchron Stentrode 已满 5 年的罗德尼・戈勒姆和他的狗狗派珀。
奥克斯利说,最开始,戈勒姆只能用意念完成单次点击。后来进阶到多次点击,最终实现了滑动控制,就像调节音量旋钮一样。现在他已经能操控电脑光标,实现二维控制,在平面内上下左右移动。
这些年里,戈勒姆已经尝试用植入设备操控各种装置。Synchron 的现场临床工程师扎法尔・法拉兹说,戈勒姆直接推动了苹果公司去年发布的全新辅助功能Switch Control的研发,这项功能让脑机接口用户可以用意念控制 iPhone、iPad 和 Vision Pro。
在去年加州圣何塞英伟达大会上播放的一段视频里,戈勒姆展示了用意念操控家中设备:播放智能音箱音乐、打开风扇、调节灯光、启动自动喂食器、运行扫地机器人。这一切都发生在他位于墨尔本的家中。
“罗德尼一直在突破这项技术的边界。” 法拉兹说。作为现场临床工程师,法拉兹每周去戈勒姆家两次,指导他使用脑机接口。他的工作是监测设备性能、排查故障,同时摸清戈勒姆用设备能做什么、不能做什么。
Synchron 正是依靠这些数据,不断提升系统的稳定性和易用性。
在和戈勒姆合作的这些年里,两人做了大量实验,探索设备的可能性。有一次,法拉兹让戈勒姆同时使用两台 iPad,一边玩游戏,一边切到另一台听音乐。还有一次,戈勒姆玩了一个电脑游戏,需要抓取架子上的方块。这个游戏直接连接了墨尔本大学的一台真实机械臂,距离戈勒姆家约 6 英里,而他能远程操控机械臂在实验室里移动真实的方块。
戈勒姆的妻子卡罗琳说,丈夫在 2016 年确诊渐冻症之前,曾是 IBM 的软件销售。他非常享受自己能在这项技术研发中扮演如此关键的角色。“这刚好契合他一生的技能,” 她说,“他在 IT 行业干了 30 年,和客户沟通,了解他们对软件的需求,再回头找技术人员开发。现在角色刚好反过来了。”
每次和法拉兹做完测试,戈勒姆都会笑得合不拢嘴。通过上门测试,Synchron 团队意识到必须改进系统结构。目前,用户胸口需要放置一根带信号板的导线,信号板接收从胸腔传出的大脑信号,再通过导线传到外部设备,转化为指令。
在第二代系统中,Synchron 将彻底去掉这根导线。“我们发现,如果可穿戴部件里有精密的通信层,就很容易出问题。” 奥克斯利说,“对于瘫痪患者来说,他们必须依赖别人来调整可穿戴设备,确保连接正常。这是我们学到的重要一课。”
如果想让患者长期使用,脑机接口必须让护理人员在家就能轻松安装和操作。
在参与 Synchron 试验的这些年里,戈勒姆的病情在缓慢加重。使用植入设备需要高度集中注意力,而他现在很容易疲惫。
他以前还能通过 WhatsApp 接受记者采访,而现在已经很难长时间打字了。
(本篇报道主要通过采访他的妻子卡罗琳、现场工程师法拉兹以及 CEO 奥克斯利完成。)
这给 Synchron 和其他公司提出了重大问题:这类设备对神经退行性疾病患者到底有多大实用价值?随着病情恶化,患者还能继续使用吗?保险会覆盖这种需要手术、使用寿命可能有限的昂贵设备吗?
渐冻症确诊后的平均生存期是 3~5 年,但也有很多人活得更久。自 2019 年 Synchron 完成首例手术以来,部分参与者已因病情自然进展离世。而病情相对稳定的瘫痪人群,比如脊髓损伤者,则有可能终身使用脑机接口。
不过,每天长时间操作设备,依然会让他们感到精神疲惫。
“在我看来,” 卡罗琳说,“这些公司必须更多地考虑人的因素,因为每个人都是不一样的。”
译者:Teresa