原標(biāo)題：禁忌殿堂：大腦植入電極的是非功過(guò)

大腦和電，這兩個(gè)詞結(jié)合到一起總會(huì)給人不好的聯(lián)想，比如“楊教授”之類(lèi)的。

然而如果我們平心靜氣地觀察一下醫(yī)學(xué)史，會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)不僅掌握了電擊大腦的正確使用方式，甚至更進(jìn)一步，開(kāi)始嘗試在人類(lèi)大腦中植入電極，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間放電。

從上世紀(jì)80年代末開(kāi)始，生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)用電流刺激腦組織，可以對(duì)人類(lèi)的各種心理、生理技能產(chǎn)生影響。肌體功能、意識(shí)、記憶，語(yǔ)言能力，甚至性格，都可能在腦垂體被電流刺激下發(fā)生某種改變。

這種現(xiàn)象到底是什么原理，至今也沒(méi)有完美的答案。而與粗暴的“戒網(wǎng)癮電擊”相比。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)開(kāi)顱手術(shù)在腦中植入電極，在大腦特殊部位激發(fā)1~5V的電流，將有可能在無(wú)明顯副作用的前提下完成手術(shù)般的“精準(zhǔn)電擊”。

之后，腦中電極逐步從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)走向臨床，在帕金森、癱瘓與癲癇等疾病中發(fā)揮難以替代的作用——與此同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)也伴隨著眾多爭(zhēng)議、瘋狂與奇妙發(fā)現(xiàn)。

讓我們先從這個(gè)領(lǐng)域最著名的“半機(jī)器人之父”說(shuō)起。

醫(yī)學(xué)之路

在大腦中植入電極放電，可以影響生物體的神經(jīng)中樞，這事早在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了。比如通過(guò)電極來(lái)影響獼猴的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)。

但是類(lèi)似科學(xué)實(shí)驗(yàn)有個(gè)重要的問(wèn)題，就是植入的電極會(huì)引發(fā)排異反應(yīng)，造成實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦損傷。

直到上世紀(jì)九十年代，著名神經(jīng)學(xué)家凱爾·肯尼迪發(fā)明了一種可以長(zhǎng)期放在大腦中的電極材料，他稱(chēng)之為“親神經(jīng)電極”。這個(gè)發(fā)明讓大腦植入電極開(kāi)始從只能做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始向醫(yī)學(xué)臨床邁出了極為關(guān)鍵的一步。而凱爾·肯尼迪也成為了這個(gè)領(lǐng)域最著名的科學(xué)家之一。

2017年，《連線》雜志專(zhuān)題報(bào)道了凱爾·肯尼迪的故事。這位科學(xué)家的一生，都與腦中植入電極這件事息息相關(guān)，甚至可謂榮辱與共。

1998年，獲得FDA許可之后，凱爾為一位中風(fēng)導(dǎo)致全身癱瘓、只能靠呼吸機(jī)維生、全身僅能眨眼的病患進(jìn)行了大腦植入電極手術(shù)。通過(guò)讀取病患腦中電極發(fā)射出的信號(hào)，這名癱瘓患者成功在電腦上完成了打字。

這個(gè)嘗試可謂跨時(shí)代的。這意味著癱瘓、漸凍癥等只有意識(shí)清醒，全身無(wú)法活動(dòng)的患者，多了一個(gè)重新與外界交流的可能。

然而好景不長(zhǎng)，嚴(yán)重的排異反應(yīng)以及顱內(nèi)手術(shù)難以愈合，讓腦中電極在長(zhǎng)達(dá)十幾年的時(shí)間中持續(xù)走入了低迷。FDA取消了類(lèi)似手術(shù)的許可，凱爾的學(xué)術(shù)資助也幾近枯竭。而讓他再次名揚(yáng)天下的事件，是2014年在已經(jīng)無(wú)法得到臨床實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，資金瀕臨匱乏的情況下，凱爾決定用自己當(dāng)“實(shí)驗(yàn)品”，為自己進(jìn)行了大腦電極植入手術(shù)。

手術(shù)引發(fā)了相當(dāng)嚴(yán)重的并發(fā)癥，凱爾有兩個(gè)月時(shí)間無(wú)法說(shuō)話，并且疼痛難忍。然而實(shí)驗(yàn)積累的數(shù)據(jù)，卻讓神經(jīng)學(xué)界再次看到了讓全身癱瘓患者開(kāi)口說(shuō)話的可能。

這個(gè)故事在媒體報(bào)道后廣為流傳，凱爾也被稱(chēng)為21世紀(jì)瘋狂科學(xué)家的代表。在這些用生命探索大腦真相的步伐之后，腦中電極在今天臨床醫(yī)學(xué)當(dāng)中逐漸成熟。

例如在癲癇病領(lǐng)域，在大腦中植入電極可以偵測(cè)電線發(fā)作信號(hào)，進(jìn)而發(fā)送脈沖阻斷這種信號(hào)，這種操作已經(jīng)有了臨床應(yīng)用可能。再比如脊髓炎和脊髓損傷的康復(fù)中，腦中電極可以放射增強(qiáng)信號(hào)，幫助患者更好完成持握、提拉等動(dòng)作。

在帕金森癥方面，腦中植入電極也開(kāi)始作為一種新的應(yīng)對(duì)方案，雖然還僅僅處在非常謹(jǐn)慎的早期探索周期。

在我國(guó)，通過(guò)開(kāi)顱手術(shù)進(jìn)行腦內(nèi)放電刺激，也開(kāi)始作為特定帕金森、神經(jīng)性厭食癥的治療方案之一。甚至已經(jīng)開(kāi)始嘗試腦中電極幫助戒毒的可能。

而在實(shí)驗(yàn)室中，腦中電極技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始由一種醫(yī)學(xué)手段逐漸進(jìn)化，向人類(lèi)大腦深處的某些秘密進(jìn)發(fā)。

記憶宮殿

神經(jīng)科學(xué)，尤其是對(duì)大腦的研究，經(jīng)常在不經(jīng)然間敲開(kāi)令人驚奇的大門(mén)。

2008年，加拿大一個(gè)腦中植入電極的案例中，竟然有了意外發(fā)現(xiàn)。這個(gè)案例中，一個(gè)肥胖癥患者嘗試腦中植入電極來(lái)干擾肥胖癥。結(jié)果科學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)，電極竟然顯著提升了患者的記憶能力。

這意味著，人類(lèi)的記憶宮殿，也是可以通過(guò)在腦皮層中特定領(lǐng)域進(jìn)行電擊來(lái)改變的。甚至記憶力這個(gè)東西，也可以被電擊下變得更好或者更糟。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)自誕生起就收獲了廣泛關(guān)注。被稱(chēng)為現(xiàn)實(shí)世界神盾局的美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA），就長(zhǎng)期資助了一項(xiàng)“恢復(fù)主動(dòng)記憶”的科研項(xiàng)目項(xiàng)目的一部分。這個(gè)項(xiàng)目希望通過(guò)在人腦中植入電極并進(jìn)行異常放電，幫助人類(lèi)恢復(fù)起已經(jīng)遺忘的記憶。

顯然，如果一個(gè)人擁有無(wú)限的記憶，那么對(duì)于情報(bào)、軍事等領(lǐng)域的影響是難以預(yù)料的。但是通過(guò)腦中電極來(lái)徹底解鎖記憶殿堂的密碼，今天還是為時(shí)尚早的一件事。

而這個(gè)角度真正值得期待的進(jìn)展還是在醫(yī)學(xué)上。比如說(shuō)賓夕法尼亞大學(xué)的一項(xiàng)研究表明，科研大腦中植入電極并發(fā)射特定脈沖的方式，來(lái)激發(fā)受試者的記憶。

于是老年癡呆、腦損傷等疾病帶來(lái)的失憶癥，也被納入了大腦電極的研究范疇。

禁忌魔盒

當(dāng)然，關(guān)于大腦電極，這幾年并不總是出現(xiàn)好消息。

比如另一項(xiàng)研究證明，大腦電極還可能有一個(gè)能力，就是通過(guò)腦中放電來(lái)讓生物體獲得快感。

2005年，美國(guó)神經(jīng)學(xué)家海倫·梅伯格團(tuán)隊(duì)發(fā)布了這樣一個(gè)研究：通過(guò)大腦植入電極，在特定腦垂體處放電，將可以有效治愈嚴(yán)重抑郁癥。對(duì)于藥物和心理治療完全沒(méi)有反應(yīng)的患者，卻通過(guò)大腦放電的方式重新找回了“快樂(lè)”。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)雖然也是醫(yī)學(xué)上的進(jìn)展，但卻隨之帶來(lái)了相當(dāng)強(qiáng)烈的爭(zhēng)議：假如快樂(lè)可以有一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制，按下電鈕人腦就能在放電中收獲快感，那么這一切跟毒品有什么區(qū)別？

進(jìn)行腦中電極快感實(shí)驗(yàn)的小白鼠，就被證明回不停地按動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)收獲快感，直到昏迷過(guò)去。假如這種能力在人類(lèi)當(dāng)中普及，那后果可能不堪設(shè)想。

想象一下，人類(lèi)可以在腦中安放一個(gè)電極裝置。按下開(kāi)關(guān)各種幸福感、快樂(lè)感、性刺激接踵而至，那么誰(shuí)還希望努力工作收獲現(xiàn)實(shí)的幸福呢？誰(shuí)又能阻止這些人從虛假的放電快感中停下？

大腦電極在治病救人的同時(shí)，同樣也打開(kāi)了一些禁忌。但有一點(diǎn)似乎可以肯定：通過(guò)腦中放電能夠帶給一個(gè)人的改變，可能遠(yuǎn)比我們想象中更多。

顱內(nèi)電極技術(shù)存在的問(wèn)題

聽(tīng)上去挺玄乎的腦中電極技術(shù)，好像已經(jīng)可以解決不少問(wèn)題。

但為什么我們?cè)谏钪羞€是很難看到大腦電極對(duì)癱瘓、帕金森患者的治療呢？

首先，大腦電極還處在非常原始的探索階段，人類(lèi)醫(yī)學(xué)還不能特定觀察出到底在什么區(qū)域、如何放電可以激發(fā)患者的特定能力。讓癱瘓患者通過(guò)腦電波交流，更僅僅是一個(gè)假設(shè)。所以截至目前，顱內(nèi)電極都只能是在機(jī)器嚴(yán)重的癲癇、癱瘓、腦損傷案例中，在實(shí)在沒(méi)有其他辦法的前提下才能使用。

人類(lèi)對(duì)腦中放電的認(rèn)識(shí)，還留有大片大片的空白。

而電極技術(shù)本身也有兩個(gè)問(wèn)題。首先是材料問(wèn)題，很多靈敏度高的電極材料，尤其是金屬材料，很容易在腦中引發(fā)排異反應(yīng)和顱內(nèi)出血，以及難以預(yù)料的腦損傷。然而親神經(jīng)性的材料，比如微電極束，又有著信號(hào)分辨率太差的問(wèn)題。無(wú)法高精度接受信號(hào)，讓腦中電極的精準(zhǔn)工作很難進(jìn)行。

魚(yú)和熊掌不可兼得，以及高危風(fēng)險(xiǎn)、倫理難題，讓腦中電極技術(shù)還停留在萬(wàn)不得已才會(huì)使用的階段。

當(dāng)然，改變也在醞釀當(dāng)中。

已經(jīng)顯現(xiàn)的改進(jìn)方案

目前，對(duì)于腦中電極手術(shù)的改進(jìn)主要集中在兩方面：

首先是對(duì)電極材料進(jìn)行優(yōu)化。凱爾·肯尼迪發(fā)明的親神經(jīng)材料，本質(zhì)上是給金屬電極進(jìn)行外包層，在金屬的導(dǎo)電性和人體排異中取得折中方案。

而在很多新的醫(yī)療材料研究中，導(dǎo)電性高同時(shí)不產(chǎn)生排異的方案已經(jīng)出爐。比如伊利諾伊大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，就研制了一種柔性技術(shù)材料，它能夠最大限度貼合腦組織，同時(shí)保留了金屬電極的導(dǎo)電精度。

另一種思路認(rèn)為，相對(duì)大腦深處進(jìn)行放電，也不一定非要進(jìn)行開(kāi)顱手術(shù)和人腦植入。2017年6月，麻省理工在權(quán)威科學(xué)期刊《細(xì)胞》上發(fā)布了最新的研究成果。研究者通過(guò)僅僅貼在頭皮上的外部電極，對(duì)小白鼠進(jìn)行了腦內(nèi)深度放電。甚至可以操縱小白鼠的耳朵、爪子、胡須按照指令活動(dòng)。

這項(xiàng)研究受到了廣泛的重視，如果能不開(kāi)顱進(jìn)行深度放電刺激，那么很多腦內(nèi)電極的負(fù)面風(fēng)險(xiǎn)將迎刃而解。當(dāng)然，到目前為止這還僅僅是個(gè)實(shí)驗(yàn)室研究。

回看一下， 在30多年的歷程里，腦內(nèi)植入電極逐漸成一種現(xiàn)象的偶然發(fā)現(xiàn)，變成了眾多重癥患者家屬的救命稻草，甚至成為了探索人類(lèi)大腦、記憶、快感的途徑，變成了一扇未來(lái)之門(mén)。

科學(xué)研究總是如此，危險(xiǎn)與收獲結(jié)伴而來(lái)。或許不要懼怕推開(kāi)任何潘多拉之門(mén)才是最好的解決方案。因?yàn)殛P(guān)在門(mén)里的秘密，才真正危險(xiǎn)。

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