Nature reviews bioengineering | 脑机接口的现实检验

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脑机接口 (BMIs) 有可能恢复神经系统疾病患者的功能，但它们面临着开发、伦理和实施方面的挑战。随着该领域的发展和临床转化，解决炒作、患者获取、以用户为中心的设计和长期支持等问题对于确保负责任地创新和采用脑机接口至关重要。

8月，Nature reviews bioengineering发表文章Reality check for brain–machine interfaces，简要介绍了脑机接口技术的开发挑战。

脑机接口 (BMIs) 已成为转化神经技术中最有前途的系统之一。这些设备可以与神经系统连接，解码神经信号（使用一系列非侵入性和侵入性皮层内阵列和探针），并将其转换为控制外部设备的命令——例如，帮助瘫痪者恢复运动^1－3或改善沟通功能⁴。正如 Shanechi及其团队所言，脑机接口还被用于诱导刺激疗法治疗神经精神疾病。然而，大多数脑机接口系统仍然受到笨重、侵入性硬件和复杂系统配置和操作的困扰。此外，它们缺乏强大的长期记录和解码稳定性，需要专家进行长时间和/或反复校准，并且神经数据的无线传输仍然具有挑战性，正如Schalk 及其同事讨论的那样。随着脑机接口接近广泛的临床应用，在本期中，我们旨在批判性地审视脑机接口技术的现状，讨论临床转化方面的问题，解决道德问题，并确保对脑机接口的热情不会超过负责任的开发和实施。

脑机接口开发中最具挑战性的方面之一是在快速创新、确保安全性和有效性的技术改进和技术发布之间取得适当的平衡（正如Herron 及其同事所强调的那样）。过早的转化可能会使人们面临不必要的风险，并可能破坏公众对该技术的信任⁵。然而，让人们尽早接触实验性脑机接口将使他们能够对自己的护理做出明智的选择，并可能从尖端治疗中受益。因此，鉴于所涉及的高风险，使用脑机接口的决定应该是患者、护理人员、开发人员和医疗保健提供者在彻底了解潜在利益和风险的基础上共同做出的。

随着脑机接口变得越来越复杂，它们也引发了一系列伦理问题，包括隐私、数据安全、个人身份、认知自由、增强、公平、责任和义务⁶。这些问题需要神经科学家、技术开发人员、伦理学家、政策制定者和公众之间的持续对话，理想情况下，它们应该从一开始就融入到设计和开发过程中，而不是事后才考虑。

脑机接口技术的实验场景（图源网络）

这些技术和伦理问题可以通过在脑机接口开发的所有阶段采用以用户为中心的方法来解决，即积极让患者和潜在用户参与（并激励他们），考虑他们的生活体验，并优先考虑能够有效改善生活质量的结果，例如日常活动中的独立性或改善沟通。此外，还应考虑设备的美观性和可定制性，以尽量减少耻辱感并提高可接受性。

为了使脑机接口履行改善生活的承诺，它们必须让最需要的人能够使用。这引发了有关医疗报销政策和医疗保健基础设施的重要问题。如果放弃或停止脑机接口的临床研究7，依赖这些设备的用户可能会陷入危险境地，不得不决定是移除设备还是在没有医疗监督和设备维护的情况下继续使用。因此，需要开源硬件和软件、标准化接口和监管框架来确保长期支持。此外，当商业实体退出时，可能需要公私合作伙伴关系和非营利组织参与进来，以支持关键的神经技术。

重要的是，夸大其词不仅会误导公众，还会导致资源分配不当，并为政策决策提供信息。因此，研究人员、临床医生和记者应致力于清晰、准确的科学传播和报道。这包括承认开发和改进所需的时间和精力，明确区分实验室演示和临床可行性应用，并诚实地提供有关潜在风险的信息。

通过促进公众对脑机接口更细致入微的理解，可以保持对该领域的合理热情，同时为其发展轨迹设定现实的期望，而不会冒着失望和对科学过程失去信任的风险。

Reality check for brain–machine interfaces. Nature Reviews Bioengineering August 2024, 2: 627 https://www.nature.com/articles/s44222-024-00230-0

*文章仅为分享医工交叉领域前沿技术及动态，无任何利益关系。如涉及版权问题，请联系我们删除。

▼参考资料

1. Losanno, E. et al. Neurotechnologies to restore hand functions. Nat. Rev. Bioeng. 1, 390–407 (2023).

2. Milekovic, T. et al. A spinal cord neuroprosthesis for locomotor deficits due to Parkinson’s disease. Nat. Med. 29, 2854–2865 (2023).

3. Shu, T. et al. Mechanoneural interfaces for bionic integration. Nat. Rev. Bioeng. 2, 374–391 (2024).

4. Moses, D. A. et al. Neuroprosthesis for decoding speech in a paralyzed person with anarthria. N. Engl. J. Med. 385, 217–227 (2021).

5. Striking the simplicity–complexity balance. Nat. Rev. Bioeng. 2, 531 (2024).

6. Yvert, B. & Fourneret, E. Neuromorphic brain interfacing and the challenge of human subjectivation. Nat. Rev. Bioeng. 1, 380–381 (2023).

7. Drew, L. Nature https://www.nature.com/immersive/d41586-022-03810-5/index.html (2022).