科学家分享人脑芯片研究进展

为了能打造出能聆听并回应人脑指令的晶片，以提供多样化的医疗应用，研究人员正在克服一系列相关挑战;在近日于美国旧金山举行的 2015年度国际固态电路会议(International Solid-State Circuits Conference，ISSCC)的一场座谈上，多位专家分享了他们在人脑介面技术方面的研究进展与争议。

各国政府都意识到了关注民众大脑健康 状态的重要性，该类问题光是在美国，一年对经济的耗损就高达数兆美元;虽然相关预算支出仍持续增加，仍有人认为不够。欧盟则是推动了一项15亿美元的计 画，投入国民大脑健康维护所需技术的研发，但却争议不断;对此瑞士苏黎世联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Engineering in Zurich)生物工程教授Andreas Hierlemann表示：“那听起来是很大一笔投资，但实际上没有那么多。”

Hierlemann，到目前为止，该欧盟计画在2.5年 内虽仅花费5,400万欧元，但仍在不断增加;大部分的预算需求来自超过50个计画夥伴成员，包括来自美国的;在此同时，该计画焦点似乎转向对于人脑的电 脑建模(modeling)，而不是人脑介面晶片的研发，这是一个备受争议的问题：“整个计画的走向目前还没有完全厘清。”

欧盟、美国政府皆有官方赞助人脑晶片研究计划

在另一方面，美国的研究人员已经开始着手进行三年前白宫所发起、资金补助相对规模较小的1亿美元人脑晶片研究计画;参与该计画的美国加州柏克莱大学研究人员 Jan Rabaey表示，美国国防部高等研究计画署(DARPA)已经转向为该计画提供资金，投入金额可能达1亿美元。此外美国国家卫生研究院 (National Institutes of Health)以及国家科学基金会(NSF)也开始征求相关研究提案，Rabaey认为：“虽然一切才刚起步，但该领域确实拥有商机。”

美国医疗技术大厂美敦力(Medtronic)核心技术资深总监Tim Denison表示，目前有三家公司拥有人脑植入装置;例如美敦力的Activa PC+S，在2009年首度使用于动物植入，目前则是收集了超过一年的部分病患资料。他指出：Activa嵌入了一种专门为聆听脑波所设计、像是示波器 (oscilloscope)的晶片：“因为以往的(脑波)纪录活动被限制在手术室内的数分钟或数小时，那是很不切实际的环境，而现在我们(对人脑)能有 更多的了解。”

Denison最近与两家同样有人脑植入装置的竞争对手NeuroPace与Cyberonics合作撰写了一篇文章;据了解，约有350位病患接受了 NeuroPace的人脑植入装置，能聆听即将发生的癫痫发作征兆并提供刺激以避免病发;而 Cyperonics则在欧洲提供患者一种迷走神经(Vagus nerve)刺激器，能以一种类似的闭路(closed-loop)方法聆听对生物征象并自动做出回应。

美敦力的Activa PC+S人脑植入装置

Denison 表示，未来的植入装置可望与腕戴式装置搭配使用，以预测病患的行动并提供刺激;他展示了一段动画，说明该类系统如何能协助帕金森氏症患者倒一杯咖啡。 Denison指出，前方仍有许多挑战，研究人员仍在尝试能以最小化方式布置电极、有效撷取脑波的方法，此外他们也在研究如何解译通常非常微弱的脑波讯 号，特别是在刺激器的讯号相对更明显的时候;理解这类电子刺激器如何搭配药物使用则是另一个需要克服的障碍。