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我们如何使植入脑机接口变得更容易?

贝莱德的神经端口阵列(犹他州阵列)植入。资料来源:贝莱德神经科技

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脑机接口(BCI)有可能彻底改变患有严重运动和神经系统障碍的人的生活。这些设备允许用户使用计算机进行交流,甚至可以移动外部设备,比如机械手,从而绕过神经损伤。但目前BCI技术的用户必须面对将设备植入大脑的障碍。

为了使这项技术更容易获得,BCI设计者
贝莱德Neurotech是否与神经外科解决方案提供商合作ClearPoint神经创造一种自动化手术解决方案,使BCI植入更容易。188金宝搏备用说话Florian Solzbacher教授贝莱德(Blackrock)联合创始人兼董事长戴维?

Ruairi Mackenzie (RM):目前如何在患者体内植入bci ?

弗洛里安·索尔茨巴赫(FS):
要澄清的是,当然也有很多努力去尝试和开发非植入式bci。至于可植入性脑机接口,迄今为止只有Blackrock NeuroPort Array (Utah Array)植入物,它也是植入受试者数量最多、记录植入时间最长的植入物,以及Synchron公司的Stentrode,它刚刚记录了前两名植入患者。后者基本上是基于植入大脑血管的支架,用于记录脑电图类型的数据(局部场电位(LFPs))。这是一种非常聪明的解决方案和手术方法,我相信它在一些不需要我们电极提供的高水平空间和时间分辨率的用例中有很大的潜力。我也很期待看到这款设备的长期表现。

我们的设备记录单个单元动作电位(即来自单个神经元的信号)和lfp,具有高时间和空间分辨率和高通道计数,允许神经组织的显著空间覆盖。它是由神经外科医生植入的,他做了一个小的开颅手术(即在头骨和硬脑膜上打开一个小洞),通过手动将设备放置在正确的区域,将设备插入先前确定的位置。外科医生使用我们的气动插入工具,以非常明确和可重复的方式将电极注射到组织中,同时防止血管损伤。外科医生适当地敷设电缆和底座连接器,将连接器拧入颅骨,并再次闭合硬脑膜和骨头以及上面的皮肤。


贝莱德(Blackrock)的神经端口阵列(Utah Array)植入物,图为其连接器旁边。资料来源:贝莱德神经科技


对于无线版本(目前还没有在患者身上),电极阵列(或阵列,在多个设备被植入的情况下)连接到一个小的钛或陶瓷外壳,很像一个起搏器或人工耳蜗,放置在皮肤下,但在闭合皮肤之前位于骨骼上方。

RM:自动化解决方案将如何使潜在的BCI用户受益?

FS:
自动化解决方案将在以下方面使BCI用户受益:(1)获取和传播速度:虽然我们有越来越多的诊所接受了该程序的培训,但拥有自动化解决方案将允许更快地传播到市场,因此即使不是一线研究型医院的诊所也可以迅速向需要的患者提供治疗和设备。(2)自动化的手术计划和执行应该会加快手术速度,减轻患者的一些负担,并可能降低成本,它应该会减少等待进入的时间。(3)希望自动化程序可以改善结果,因为提高了程序的可重复性和减少了通过个别操作员引入的程序可变性。但这还需要几年的时间才能在改善结果方面得到证明。

RM:使用脑机接口对神经系统疾病的临床试验有什么影响?

FS:
它应该允许更多的诊所和研究中心参与并参与临床试验,加快使用和实施以及新用例的开发。我们希望它可以改善对该程序的监管和报销支持,因为它有希望限制人为错误和变异,使该程序更具可重复性。

RM:近年来,BCI领域发生了一些巨大的变化。你认为这项技术的下一个重大变化是什么?

FS:
我预计,我们最初将看到用于少数特殊情况的设备,例如重度四肢瘫痪或渐冻症,用于商业医疗用途,随后将有越来越多的应用和使用案例涉及各种神经系统疾病,包括但不限于恢复听力、治疗或减轻疼痛、抑郁、记忆丧失和许多其他疾病。这项技术将继续缩小设备的尺寸,同时提高功能能力和性能。手术将变得(取决于用例)侵入性更小,速度更快,自动化程度更高,我们将看到更多的临床中心提供这些解决方案。

我们也希望,越来越多的用例将超越这些技术和设备帮助人类的毫无疑问的道德和伦理价值,并在人们重新获得更好地融入、贡献和参与社会的功能和能力,并恢复他们的独立性时,建立对支付者和保险提供商的经济价值,从而使其成为患者、临床医生和保险提供商的首选,而不是最后的手段。

我可以预见,在20-30年内,这些类型的植入物将像今天的心脏起搏器一样普遍和可接受。在商业方面,我预计我们将看到大量的新参与者,甚至可能是技术方法进入该领域,这将为技术用户创造更多的选择和机会。现在我们有点像莱特兄弟用小鹰号证明“我们能飞……”,但我们似乎正处于一个转折点,喷气式飞机的黄金时代可能即将到来。

Florian Solzbacher接受了技术网络高级科学作家Ruairi J Mackenzie的采访188金宝搏备用

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Ruairi J Mackenzie
Ruairi J Mackenzie
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