想要破解自己大脑语言的科学家


NeuroTimes | Jan. 27, 2016


Credits: DAN WINTERS


这是来自Wired的一个非常精彩的故事,故事主人公是以前介绍过的向自己脑内植入电极的科学家Phil Kennedy。

Phil Kennedy无疑是个头等geek,给健康的自己脑内植入电极的事情这世界上绝大多数人都干不出来,跟这个相比那些DIY TMS/tDCS的都算是小打小闹了。可是Phil Kennedy这么做其实也是有迫不得已的苦衷。

其实Phil Kennedy早就成名了,在上个世纪90年代就上过头条。因为他给闭锁综合征患者(Locked-in syndrome,意识清醒,但全身除眼睛外全部瘫痪)大脑植入电极,成功让患者通过思维控制电脑上的光标,成为世界上第一批“半机械人”。在80年代,植入电极其实已经开始,但最大的问题在于大脑是胶质状的,电极和大脑的相对位置就不那么稳固,这样记录的信号就很不稳定。Phil Kennedy当时抛弃了这种把裸露电线直接植入脑中的做法,改为把电线置入玻璃锥中,并同时插入一小片坐骨神经(人脑中则插入可以提供神经营养的化合物),诱导神经细胞生长在电极的周围并最终稳固电极。之后,Phil Kennedy放弃了在佐治亚理工的职位,开办了一家名为Neural Signals的公司,并在长期实验之后,通过了FDA的审核,可以在人脑内使用电极。

但之后的路程很不平坦,他们在ALS和闭锁综合征患者身上的实验屡屡失败,导致FDA撤回了对他们植入物的批准,除非他们再找到绝对安全的证据;同时,当时的科学界对纯脑内植入并没有那么感兴趣,美国国防部高级研究计划局(DARPA)的经费大多集中于机械控制假肢上。Phil Kennedy的喜好却与潮流不同,他更偏爱人类的语言,希望脑内植入的电极可以帮助解码语言。然而语言却比单纯的肢体运动复杂的多,不仅牵涉到大量的肌肉运动,还涉及脑内更高层次的信息处理。在他的尝试再次经历失败后,他面临了绝境:没有钱了,科研伙伴也去世了。

这才是他向自己脑内植入电极的由来。植入电极的过程也并非很顺利。手术倒是很成功,然而手术后的一段时间,他都处于无法说话的状态,想说但说不出口,想写但写出的是毫无意义的字母。在把自己和医生吓了好几天以后才开始慢慢恢复。于是他开始记录自己的信号,并于88天以后再次手术,取出了线圈和无线收发器,已经被固定的电极永远留在了脑中。这就有了SFN上的那一幕,speech motor cortex里植入电极的人在跟大家说话

如今,这种包埋电极的方法也已经不再主流,更多人偏爱脑皮层电流描记法(Electrocorticography ,ECoG)。导电高分子材料和parylene C薄膜制作成的柔软电极阵列,覆盖在皮层表面,记录脑活动,拥有不错的信噪比,伤害也更小。很少有人再愿意用植入皮层的电极。更重要的是,Phil Kennedy希望治疗的ALS和闭锁综合征患者也有了更多可以选择的方法,例如,如果手指能动,可以用手指敲摩尔斯电码,如果眼睛能动,可以用眼球追踪装置在屏幕上打字,有谁愿意为了获得一点点语言功能(未必好于手指和眼球),就去花10万美元植入电极?

Phil Kennedy是一个勇敢的科学家,近二十年来可以说没有顺着科研的潮流进行探索。但不得不承认,他是一个有理想又执着的科学家,这种个人英雄主义又有点悲情的故事……最适合拍电影了……




分享到


© 2014-2015 NeuroTimes