7月6日，纽约西奈山医疗中心(Mount Sinai West medical center)的一名医生将一个由电线和电极组成的1.5英寸长的植入物插入一名ALS(肌萎缩性侧索硬化症)患者的脑部血管。人们希望，失去行动和说话能力的病人通过思维意念能够上网，通过电子邮件和文本进行交流——该设备将把他的想法转化为发送给电脑的命令。

该技术背后的初创公司 Synchron 已经将其设备植入澳大利亚的四名患者身上，这些患者没有出现副作用，并且能够执行发送网络消息和进行在线购物等任务。最近的手术是该公司在美国进行的第一次手术，使其领先于包括埃隆·马斯克的Neuralink公司在内的竞争对手。“这项手术的特殊之处在于其意义和巨大的潜力，”执行该手术的神经介入外科医生 Shahram Majidi 博士表示。

Synchron stentrode 设备的特写视图。来源：Synchron

Synchron公司成立于2016年，由于其被称为“支架”的设备可以插入大脑，而不会穿透头骨或损伤人体组织，因此引起了脑机接口(BCI)领域的关注。医生在病人的颈部做一个切口，通过颈静脉导管将支架送入位于运动皮层内的血管。当导管被移除时，支架——一个圆柱形的空心金属网——打开并开始与血管的外缘融合。据Majidi说，这个过程与植入冠状动脉支架非常相似，只需要几分钟。

然后，第二步手术将支架通过导线连接到植入患者胸部的计算设备上。要做到这一点，外科医生必须在病人的皮肤下为导线创建一个隧道，并为设备创建一个口袋，就像安装起搏器一样。当大脑神经元放电时，支架读取信号，计算设备放大这些信号，并通过蓝牙将它们发送到电脑或智能手机。

虽然这可能会让一些人感到恶心，但它比目前最先进的犹他阵列(Utah array)技术的侵入性要小得多。犹他阵列要求医生切开头皮，钻进头骨，在大脑中放置刚性针头。然后将它们连接到一个柠檬大小的装置上，该装置放置在一个人的头顶上。

犹他阵列允许重度残疾患者做一些了不起的事情，比如命令机械臂给他们端一杯水。但他们通常只在医院的监督下使用这些设备，而且随着时间的推移，大脑往往会在周围形成疤痕组织，削弱电子设备收集的信号。

Neuralink 一直致力于开发一种更小、更强大的植入物，可以通过机器人辅助的简化外科手术植入大脑。不过，它还需要切除患者的一大块头骨，而且该公司尚未获得人体试验的批准。

与澳大利亚相比，美国对这类程序的政策更为谨慎，Synchron 花了数年时间才获得食品和药物管理局的批准。这名美国患者是美国国立卫生研究院资助的、由卡内基梅隆大学机械工程教授Douglas Weber和西奈山康复创新中心主任David Putrino领导的六人临床试验中的第一个患者。该试验耗资1000万美元。

该技术仍处于开发的早期阶段，该试验旨在更多地关注人体对植入物的反应以及大脑信号的清晰程度，并非让人可以使用该设备执行的功能。

支架嵌入运动皮层，用16个电极监测大脑活动，并记录人思考时神经元的放电情况。随着时间的推移，信号强度会提高，因为该设备会深入血管并接近神经元。利用软件分析大脑数据的模式，并将它们与一个人试图实现的目标相匹配。

由于在BCI领域发展的历史中，人们经常用于炒作技术，最终导致这些技术受到限制，无法广泛使用。因此，这位美国患者要求匿名并拒绝讨论手术，以免在体验 Synchron 设备的利弊之前对其进行宣传。

stentrode 有限的计算能力意味着该设备无法翻译整个句子。相反，植入这种设备的病人会在屏幕上一个接一个地选择字母，然后该技术会将这些“是或否”的想法转化为命令。

尽管如此，医生和研究人员认为，Synchron 的技术可能会为重残疾人日常生活方式带来重大进步。Putrino说:“在过去20年里，大脑植入技术一直在试验，其中一个不为人知的秘密是，它们从未真正转化为独立的家庭使用。”与使用犹他阵列的人不同，Synchron公司的澳大利亚患者在自己家中使用这些设备。

Synchron 的联合创始人兼首席执行官 Tom Oxley 博士希望在未来一年植入多达16个支架，他的公司希望超越NIH的研究，并推进接受FDA审查的试验。虽然许多早期植入物将用于ALS患者，但人们认为，这项技术也应该惠及中风、脊髓损伤或多发性硬化症等疾病的患者。

Oxley 是一名拥有神经科学博士学位的医生，他在澳大利亚长大并在那里开发了这项技术，然后将他的公司搬到了布鲁克林。他希望通过这个手术来表明该手术与现有的围绕支架和起搏器的手术非常相似，可以由数千名医生定期进行手术。他说，“我觉得我们已经突破了这个障碍，人们可获得它。”

Synchron 已经筹集了超过 7000 万美元，投资者包括Khosla Ventures 和 Neuralink 前总裁 Max Hodak。知名BCI专家Thomas Reardon也是投资人，他曾在一家被Meta platform Inc.收购的初创公司开发相关技术。

该公司的非侵入性方法确实存在一些缺陷。由于支架被放置在血管中，它的电极不像Neuralink公司开发的植入物那样靠近神经元，这使得它的信号不那么清晰。

在未来的几个月或几年里，Synchron的目标是缩小设备的尺寸，同时提高它们的计算能力。如果成功，该公司将能够在每个患者大脑的不同部位放置大量的支架，让它们执行更多的功能。Oxley 预计，他的技术将有助于产生大量关于大脑如何工作的新数据和见解，并可能导致包括精神健康问题在内的一系列疾病的突破。“我觉得我们正处于大脑解码复兴的开端。”

参考：https://www.bloomberg.com/news/articles/2022-07-18/brain-computer-interface-company-implants-new-type-of-device