以下是植入大脑后手术室内的情景

以下是植入大脑后手术室内的情景

Precision Neuroscience 正在纽约市西奈山医疗系统测试其脑部植入物。CNBC 在手术室观察了一次手术过程。

当纽约西奈山医院手术室的灯光暗下来时,约书亚-贝德森博士准备创造历史。

西奈山医疗系统神经外科系主任贝德森对长时间在手术室工作并不陌生。这位曾经的体操运动员在其职业生涯中已经完成了 6500 多例手术,他说他把每一个手术的步骤都想象成是在排练一个动作。

四月的一个早晨,贝德森正在准备脑膜瘤切除手术,这意味着他将切除一个良性脑瘤。贝德森说,他的首要任务始终是照顾病人,但在某些情况下,他也能帮助推动科学发展。

这个程序就是这样一个案例。

当贝德森在手术室就座时,人群中聚集了一小部分人,他的身影在明亮的白光照射下闪闪发光,照在他面前的病人身上。医护人员、科学家和 CNBC 都向前伸长了脖子--有些人透过窗户窥视着--观看贝德森首次将精密神经科学公司生产的四个电极阵列放到病人的大脑表面。

电极是一种可以检测和传输电信号的小型传感器,而阵列则是电极的网格。神经外科医生在某些手术中使用电极来帮助监测和避开大脑的重要部位,如控制语言和运动的区域。

Precision 是一家成立三年的初创公司,正在开发一种脑机接口(BCI)。BCI 是一种解码神经信号并将其转化为外部技术指令的系统。该领域最知名的公司或许是特斯拉和 SpaceX 公司首席执行官埃隆-马斯克(Elon Musk)旗下的 Neuralink 公司。

Synchron 和 Paradromics 等其他公司也开发了 BCI 系统,但它们的目标和设计各不相同。据 Precision 网站介绍,该系统的首个应用领域是帮助重度瘫痪患者恢复语言和运动等功能。

Precision 的旗舰 BCI 被称为 "第 7 层皮层接口"。它是一个比头发丝还细的微电极阵列,就像一块黄色的胶带。每个阵列由 1,024 个电极组成,Precision 称它可以贴合大脑表面而不损伤任何组织。

据 Precision 公司称,贝德森在今年 4 月的手术中使用了该公司的四个阵列,创下了在大脑中实时放置电极数量的最高纪录。但也许更重要的是,这些阵列能够检测到病人每个手指的信号,这比标准电极所能捕捉到的细节要多得多。

西奈山伊坎医学院神经科学、神经外科和神经病学副教授伊格纳西奥-塞兹(Ignacio Saez)说,使用 Precision 的电极阵列就像把像素化的低分辨率图像变成了 4K 图像。Saez 和他的团队负责监督 Precision 与西奈山医院的合作。

塞兹在接受 CNBC 采访时说,你给我的不是 10 个电极,而是 1000 个电极。尽管它们以某种方式反映了相同的潜在神经活动,但你所获得的深度、分辨率和细节却完全不同。

贝德森说,获取这种程度的细节可以帮助医生在未来的手术和其他干预中更加精细。对于 Precision 公司来说,记录和解码单个手指信号的能力至关重要,因为该公司致力于最终帮助病人恢复精细运动控制能力。

这些数据是 Precision 公司的一个里程碑,但要实现一些更崇高的目标,还有很长的路要走。该公司仍在努力争取美国食品和药物管理局的批准,而且还没有为病人植入其技术的永久版本。

贝德森在接受 CNBC 采访时说,我认为这些都是朝着脑机接口最终目标迈出的小步。

贝德森 4 月份的手术并非 Precision 公司的首次尝试。事实上,这是该公司第 14 次在人类患者的大脑上安装阵列。

Precision 一直在与学术医疗中心和医疗系统合作,开展一系列首次人体临床研究。每项研究的目标各不相同,该公司于 3 月份宣布了与西奈山医院的合作。

在西奈山,Precision 正在探索其阵列在临床环境中的不同应用,比如如何在手术过程中帮助监测大脑。在这些手术中,像贝德森这样的外科医生会将 Precision 阵列暂时放置在因医学原因正在接受脑部手术的病人身上。

患者事先同意参与。

在这类手术中,神经外科医生通常会使用电极绘制大脑信号图。贝德森说,目前公认的做法是使用4到近100个电极,这与他准备测试的4096个电极相去甚远。

Precision 的阵列在这些手术中只使用了一小部分,因此 CNBC 在 4 月份手术开始后就加入了手术室。

这位要求匿名的病人当时正在熟睡。贝德森的团队已经切除了他们的部分头骨,留下了一个信用卡大小的开口。精密公司的四个阵列被小心翼翼地摆放在旁边的桌子上。

病人病情稳定后, Precision 的员工陆续进入手术室。他们帮助将阵列以弧形固定在病人头部的开口处,并在另一端将一束束蓝色长线连接到装满设备和监视器的推车上。

Precision 的联合创始人兼首席科学官本杰明-拉波波特博士静静地看着。每一个大型手术都存在一定的风险,但这位言语温和的神经外科医生从容不迫。他告诉 CNBC,每一个新病例都和上一个病例一样令人兴奋,尤其是公司仍在不断学习。

当精密的准备工作接近尾声时,贝德森走进了手术室。他帮助对手术室的布置进行了最后的调整,并关闭了手术室的顶灯。

正在进行的聊天安静了下来,变成了沙哑的窃窃私语。贝德森准备开始工作了。

他首先小心翼翼地拉回被称为硬脑膜的纤维膜,露出大脑表面。他将一个标准的电极条放在组织上几分钟,然后就到了测试 Precision 技术的时候了。

贝德森使用一把名为长卡口镊的黄色镊子,开始将 Precision 的四个电极阵列全部放入病人的大脑。他轻松地定位了前两个阵列,但事实证明,后两个阵列稍具挑战性。

贝德森使用的是一小部分脑组织,这意味着阵列需要有恰到好处的角度才能平放。作为参考,想象一下将四个独立卷尺的两端安排在一个面积大约为橡皮筋大小的表面区域内。这需要一点重新配置,但几分钟后,贝德森就做到了。

病人大脑活动的实时显示掠过精密公司手术室的监视器。所有四个阵列都在工作。

贝德森在手术后接受采访时说,同时放置四个阵列非常复杂,而且有点笨拙。他说,从设计角度来看,两个接触点多一倍的阵列或间距更大的长阵列会更有帮助。

贝德森把这些阵列比作意大利面条,形容得恰如其分。从 CNBC 观看的角度来看,很难说清一个在哪里停止,下一个在哪里开始。

一旦所有阵列都安装完毕并开始主动检测信号,Precision 公司的拉波波特就会和他的团队一起站在监视器旁,帮助监督数据收集工作。他说,这项研究是公司、医疗系统和病人真正团队合作的成果,而病人在现阶段往往无法看到技术带来的好处。

拉波波特说,这种事情需要全村人的努力才能取得进展。

当贝德森开始切除肿瘤时,CNBC 离开了手术室,但他说手术进行得很顺利。由于手术是在大脑的这个部位进行的,病人醒来后发现脚部有些无力,但贝德森说,他预计脚部将在三到四周左右恢复。

拉波波特因为在精准公司的工作而出席了这次特殊的手术,但他对西奈山的手术室非常熟悉。

拉波波特是一名执业外科医生,在西奈山伊坎医学院担任神经外科助理教授。拉波波特向贝德森汇报工作,贝德森说两人在拉波波特就读威尔康奈尔医学院住院医师时就已相识。

与之竞争的 BCI 公司 Synchron 的首席执行官托马斯-奥克斯利(Thomas Oxley)博士也是贝德森的教员。Synchron 公司制造了一种类似支架的 BCI,可以通过病人的血管植入。截至 2 月初,该公司已将其系统植入 10 名人类患者体内。该公司还在努力争取美国食品和药物管理局的批准。

贝德森持有 Synchron 的股份,但他告诉 CNBC,他没有意识到这对他参与 Synchron 团队的研究有多大影响。他在 Precision 没有任何金钱投资。

贝德森说,我真的不想在精密仪器上有任何经济利益,因为我认为它的未来同样充满希望,我想尽可能快地推动科学的发展。

拉波波特还在2017年帮助共同创建了马斯克的Neuralink公司,不过他在第二年就离开了这家公司。据《华尔街日报》周一报道,Neuralink公司正在制造一种可直接插入脑组织的BCI,该公司最近获准为第二名人类患者植入BCI。

贝德森说,随着生物识别(BCI)行业的升温,科学家们对大脑的了解将在未来几年内爆炸式增长。像 Precision 这样的公司才刚刚起步。

贝德森说,我真的觉得未来才是最激动人心的地方。

拉波波特说,Precision 希望在几个月内获得 FDA 对其有线版系统的批准。他说,CNBC 在手术室看到的这个版本将用于医院环境或监护病房,每次使用时间不超过 30 天。

Precision 的永久性植入物将以无线方式传输信号,并将通过美国食品和药物管理局的单独审批程序。

拉波波特说,Precision 公司希望在今年年底前为几十名患者植入有线版技术。他说,这些数据的收集将使公司对其实时解码运动和语言信号的能力充满信心。

拉波波特说,几年内,我们将推出更先进的技术版本。