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      用于腦機接口研究的猴子訓練成本非常高,不可能出現虐待的情況

      2022-04-29 20:44
      海外星云 2022年7期
      關鍵詞:接口技術腦機電極

      在Neuralink臨床試驗消息到來之前,該公司曾經的腦機接口猴子實驗再次引起廣泛的關注和熱議。

      近日,Neuralink的腦機接口動物實驗合作方加州大學戴維斯靈長類動物中心(UC Davis)因涉嫌虐待猴子,被責任醫師協會(PCRM)起訴至美國農業部(USDA)?,F在,PCRM已將下圖置于其官網首頁,并在附文中提到,“請馬斯克結束這些殘酷的實驗”、“請停止在大腦實驗中使用動物”。

      PCRM官網提到,他們在其提交的指控文件中指出,2017年以來,Neuralink的腦機接口動物實驗中對老鼠、羊、豬、猴進行了侵入性、通常致命的大腦實驗。

      其中以猴為例,UC Davis在Neuralink的大腦芯片植入實驗中使用了23只猴子,僅有7只存活,其余15只被迫實施了安樂死;實驗過程中,工作人員移除了猴子一部分頭骨,將電極植入到大腦中;對猴子使用了未經批準用于該實驗且對神經組織具有毒性的藥物、工作人員未能為垂死的猴子提供足夠護理、大腦芯片植入后猴子發作癲癇、植入部位反復感染等,違反《動物福利法》中的9條規定。

      面對該項指控,Neuralink發文回應表示,在動物實驗過程中,存在對實驗猴實施安樂死的情況,但并不存在虐待動物的行為。目前,所有新型的醫療設備和治療方法都必須先在動物身上進行測試,并非Neuralink特有。此外,Neuralink提到,公司正在建設用來飼養實驗動物的動物園,內部設施配備完成后,將把在UC Davis的Neuralink項目實驗動物接到這里。

      PCRM此次指控的UC Davis,是美國衛生與公共服務部下屬的國家級七大靈長類研究中心之一,已經有60年靈長類動物飼養繁育和研究經驗,目前保有各種靈長類動物4000余只,也是美國實驗動物標準的制定單位之一,“我個人對UC Davis的靈長類動物實驗符合標準非常有信心”。

      中國科學院深圳先進技術研究院的鄧春山博士進一步表示,“無論是在國內還是在國際上,對于動物實驗的審評和監管都是有清晰的法律法規作為依據的,并且會有實驗動物管理委員會對動物實驗進行把關,以確保動物實驗的必要性、動物福利和實驗動物免受不必要的痛苦”。

      “做腦機接口實驗的猴子是非常金貴的,就像研究人員的孩子一樣”,中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所正高級工程師、博士生導師李驍健告訴生輝。

      01“在實驗動物產業中,用在腦機接口實驗中的猴子數量很少,甚至可以忽略不計”

      在關愛動物的同時,不可忽略的是,侵入式腦機接口技術已經具備了造福人類的能力。大腦是人體結構、功能最為復雜的器官之一,由這一復雜器官異常引發的疾病也是醫學中的難題。因此,對于大腦的研究與探索,全球多個國家都在積極布局。腦機接口是指人或動物大腦與外界設備直接連接,以實現信息交換的通道,基于腦機接口的技術被認為是實現終極元宇宙的基礎。

      腦機接口概念早在幾十年前提出,因新晉入局這一領域的“自帶流量”馬斯克的宣傳之下,這一技術在近幾年為更多人所知?,F在,經過了多年的探索,在生物科學與電子信息技術的深入研究與發展之下,腦機接口技術的應用已經從科幻小說中的情景越來越多地出現在現實生活中。

      2004,FDA首次批準猶他陣列電極可植入人類大腦,用于調控人體受損的神經;2014年,國內首例ECoG腦機接口電極植入患者顱內,實現解碼大腦信號,實時控制機械臂完成“石頭、剪刀、布”動作;2020年,國內首例猶他電極陣列植入高位截癱患者大腦,通過意念控制機械手臂,完成了喝可樂以及吃油條動作……

      有資料顯示,作為腦機接口猶他電極陣列植入的先驅者,Blackrock Neurotech的腦機接口設備已經在31例臨床研究中完成植入,為全球范圍內最多的公司。

      與藥物、三類醫療器械用于人體前需在動物身上進行驗證一樣,腦機接口技術用于人體之前,不可避免的,要在動物身上的驗證。

      站在腦機接口領域研究者的角度,李驍健進一步表示,“其實,猴子作為實驗動物的主要用途并不是做腦機接口研究。腦機接口研究用到猴子是因為做腦機接口功能驗證的實驗動物對智力要求較高,比如它要替代人去做腦控功能的探索,就必須要足夠聰明才能學會任務;而且能用作腦機接口功能研究的實驗猴需要先進行長期耐心的訓練才能配合,訓練成本非常高,不可能存在虐待的情況?!?/p>

      雖然,現在已有類器官、器官芯片等新型模型用于疾病模擬、藥物篩選中,但對于腦機接口這一技術的測試,在像猴子這樣聰明的、與人體大腦相似的動物身上進行測試是必不可少的。如Neuralink在其回應此次被指虐猴事件中回應的一樣,“我們也期待,醫學研究不再需要動物?!?h3>2植入式腦機接口技術瓶頸仍存

      從Blackrock Neurotech猶他電極的患者植入病例可以看出,近20年完成的植入數量并不多。

      這就表明,植入式腦機接口研究領域還是存在一定的技術瓶頸,另外一位未透露姓名的腦機接口領域研究者表示,“生物相容性、信號記錄穩定性始終是植入式腦機接口的技術瓶頸所在?!鄙鲜龉J的應用難點,也是多年來科學家著力攻克的技術難題。

      大腦與顱骨之間具有相對運動,傳統的硬質猶他電極植入大腦后,顱骨、大腦、電極三者之間的相對運動將使大腦處于微感染狀態,形成瘢痕包裹電極,致使電極失去“連接”大腦的作用。

      對此,研究人員正在從多個角度出發探索解決方案。一方面,在物理界面角度,柔性電極、生物材料電極成為近幾年的研究重點,提高生物相容性的基礎上,長期、穩定的信號傳輸;另一方面,在神經信號處理上,高通量、多維度神經信息的記錄、傳輸也是通過獲取電極植入者大腦信號、解碼信號、實現高精度動作完成的基礎。

      相比較而言,基于ECoG電極的腦電信號采集技術更為成熟,在臨床當中的應用相對廣泛。

      “ECoG電極的好處是,只在病人的頭皮和頭骨上進行一些手術,看起來手術面積大,但電極本身不需要刺入到大腦皮質里面.所以對大腦本身沒有明顯損傷?!鄙鲜鲅芯空哒J為,從某種角度上來看,目前要做長期、穩定的腦電記錄,可以說發展高性能的ECoG技術是一個非常好的選擇。

      該研究者表示,相信未來幾年,將有越來越多的ECoG腦機接口技術的臨床研究開展,而植入式腦機接口在臨床當中的大規模使用,則需要更長一段時間。(摘自美《深科技》)(編輯/諾伊克)

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