撰稿人：Lia ／ 責任編輯：Zaphyra
2024年1月29日，伊隆・馬斯克（Elon Musk）旗下的神經科技公司 Neuralink 宣布，已成功為首位人類受試者植入其腦機介面（Brain-Computer Interface, BCI）晶片，此一消息迅速引發全球性的關注與討論。這項技術的進展，標誌著一個長期存在於科幻領域的構想－直接透過思想控制外部設備－正加速步入現實。儘管馬斯克對其技術的終極設想，是增強健康人類以應對未來先進人工智慧的挑戰，但當前整個 BCI 產業的發展重心，仍聚焦於一個更為迫切的醫療目標：為因中風、肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）、脊髓損傷或大腦性麻痺等疾病而失去運動能力的患者，重新建立與外界溝通和互動的橋樑，恢復他們的能動性與自主權。
當前的 BCI 領域，正沿著一條關鍵的技術軸線展開競爭與分化，其核心在於「侵入性」的程度。以 Neuralink 為代表的一派，選擇將高密度電極陣列直接植入或貼附於大腦皮層。這種方法的優勢在於能夠擷取高頻寬、高解析度的神經訊號，從而實現更為精確與複雜的指令控制。然而，此路徑無可避免地需要進行開顱手術，伴隨著較高的感染與腦組織損傷風險，對美國食品藥物管理局（FDA）的審批構成了嚴峻的挑戰。
另一條路徑則由 Synchron 等公司開拓，追求一種風險更低的微創或無創方案。Synchron 的核心技術「Stentrode」，是一種支架式電極陣列，可透過血管介入手術，將其放置於大腦運動皮層附近的血管中。此法巧妙地利用人體自身的血管網絡作為通道，避免了直接的開顱手術，大幅降低了手術風險。儘管其獲取的訊號精細度可能不及直接植入式設備，但其安全性優勢使其在臨床應用與監管審批上具備潛在的領先地位。目前 Synchron 已在臨床試驗中為10名患者植入了永久性設備。Precision Neuroscience 則採取介於兩者之間的策略，其電極陣列薄如膠帶，可透過在顱骨上製造一個微小切口滑入，平鋪於大腦表面，試圖在訊號品質與手術風險之間尋求平衡。
無論技術路徑如何，所有 BCI 公司都面臨著一條漫長而嚴苛的商業化道路。除了必須通過 FDA 對安全性與有效性的嚴格審查，還需要獲得整個醫療生態系統的認可，包括說服醫院採納新技術、培訓外科醫生執行手術，以及最關鍵的－讓保險公司同意為這項昂貴的技術提供給付。專家預測，首批醫療級 BCI 產品可能在未來十年內進入市場，但馬斯克關於增強健康人類的願景，則是一個更為遙遠且充滿倫理爭議的未來。
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Lia. Independent Media 台北報導
在醫學與科技交會的最前沿，一個古老的夢想正以驚人的速度化為現實。人類長久以來幻想著能以純粹的意念移動物體、與世界溝通，如今，這個夢想正透過一種名為「腦機介面」（Brain-Computer Interface, BCI）的技術，從理論的殿堂走進臨床試驗的手術室。2024年1月29日，當伊隆・馬斯克宣布其公司 Neuralink 已完成首例人腦晶片植入手術時，這項原本僅在專業圈內被密切關注的技術，瞬間成為全球矚目的焦點。
然而，在馬斯克所描繪的、關於人類與人工智慧共存的宏遠藍圖背後，一個更為質樸與迫切的人道主義目標，驅動著整個產業的發展。對於那些因疾病或意外而被禁錮在自己身體裡的人們而言，BCI 技術並非通往超人的階梯，而是重獲基本尊嚴與自主權的希望之光。這是一場重新連結大腦與世界的革命，而其核心的挑戰與競賽，正圍繞著一個關鍵詞展開－侵入性。
恢復自主權：BCI 技術的醫療核心使命
在深入探討技術路徑的差異之前，必須先理解 BCI 在當前階段所要解決的根本問題。想像一下，一個人的心智完全清晰，記憶與情感依舊鮮活，但其大腦發出的指令卻無法傳遞到身體的任何一個角落。這是許多罹患肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）、嚴重中風、肌肉萎縮症或高位脊髓損傷患者的日常。他們的處境，如同被「鎖在」自己的身體裡，完全依賴他人來進行最基本的互動。
BCI 技術的出現，為他們提供了一條繞過受損神經通路的數位化橋樑。透過在患者腦部植入微小的電極陣- -這些設備能夠偵測到與特定意圖相對應的腦電波活動。例如，當患者「想像」移動右手時，大腦運動皮層的特定區域會產生獨特的電訊號。BCI 系統捕捉這些訊號，經由植入體內的晶片進行處理，再無線傳輸到外部的電腦或智慧型裝置。電腦上的演算法會將這些訊號解碼，並將其轉化為實際的數位指令，例如移動滑鼠游標、點擊螢幕上的字母鍵盤，或是控制機械義肢。
這項技術的突破性意義，在於「恢復能動性」（restoration of agency）。總部位於紐約的 Synchron 公司，是這一領域的先行者之一。他們已經在臨床試驗中，成功為10名患者植入了永久性的 BCI 設備。這些患者透過思想，已經能夠獨立地發送電子郵件、瀏覽網頁、處理線上購物，這些看似平凡的日常活動，對他們而言卻是重獲獨立生活的巨大一步。這不僅僅是功能的恢復，更是心理層面的解放。
侵入性的光譜：一場關於風險與回報的技術賽局
儘管目標一致，但通往實現這一目標的技術路徑卻出現了顯著的分歧。目前，整個 BCI 產業的競爭格局，可以被理解為在一個「侵入性光譜」上的不同定位，這直接關係到技術的風險、數據的品質以及未來市場的可及性。
一端是 高侵入性、高頻寬 的路徑，以 Neuralink 為典型代表。其設備「N1 Implant」包含數千個微小的電極，需要透過精密的機器人手術，將這些電極線程直接植入到大日皮層的灰質中。這種方法的理論優勢極為明顯：電極與神經元直接接觸，能夠以極高的解析度捕捉單個或小群神經元的放電活動，從而獲得最豐富、最乾淨的數據。這意味著潛在的控制可以更為精細和快速，未來甚至可能實現複雜的運動控制或感覺反饋。然而，其代價是必須進行開顱手術，這不僅對患者是巨大的生理與心理負擔，更伴隨著感染、出血及對腦組織造成長期損傷的風險。對於監管機構如美國食品藥物管理局（FDA）而言，批准此類永久性植入物，需要極為詳盡且長期的安全性與有效性數據。
光譜的另一端，是 微創、血管介入 的路徑，由 Synchron 公司開創。其核心產品「Stentrode」是一個巧妙的設計，它將柔性的網狀電極陣列整合在一個與心臟支架類似的結構上。手術過程完全不需要打開顱骨，而是像進行血管造影一樣，從患者頸部的血管穿刺，將 Stentrode 導引至大腦運動皮層上方的主要靜脈中。到達預定位置後，支架會擴張並貼附在血管壁上，從血管內部偵測鄰近腦組織的電活動。這種「由內而外」的方法，極大地降低了手術的複雜性與風險，使得該技術有潛力觸及更廣泛的患者群體。其主要的權衡在於，隔著血管壁和腦膜，所能偵測到的訊號解析度會低於直接植入式設備，這可能會限制其在執行極度精細任務上的表現。
介於兩者之間的，還有像 Precision Neuroscience 這樣的公司。他們開發的「Layer 7 Cortical Interface」是一種比人類頭髮還細的薄膜電極陣列。它可以透過在顱骨上開一個硬幣大小的微小縫隙，像信紙一樣滑入並平鋪在大腦表面，無需穿透腦組織。這種方法試圖在手術創傷與訊號品質之間找到一個最佳的平衡點，既避免了直接插入腦組織的風險，又比血管內設備更貼近神經訊號的源頭。
漫長的審批與商業化之路
無論採取何種技術路徑，將一個 BCI 設備從實驗室推向市場，都是一條充滿挑戰的長征。首先，所有公司都必須通過 FDA 嚴格的多階段審查。這不僅要求證明設備在物理上對人體是安全的，沒有長期的排斥反應或毒性，更需要用臨床數據證明其「合理有效性」－即設備帶來的益處，必須顯著大於其潛在的風險。對於一個永久植入大腦的設備而言，這個標準極其嚴苛。
即便跨過了監管的高牆，商業化的挑戰才剛剛開始。一個成功的醫療設備，需要整個醫療體系的協同運作。醫院需要被說服，投資採購相關的手術設備並建立新的臨床流程。神經外科醫生需要接受專門的培訓，以確保手術的安全與精確。而其中最關鍵的一環，在於醫療保險的給付。BCI 設備及其植入手術的費用極為高昂，如果無法獲得保險公司或政府醫療保險（如 Medicare）的覆蓋，絕大多數患者將無力負擔。保險公司在做決定時，會進行嚴格的成本效益分析，這意味著 BCI 公司不僅要證明其技術有效，還要證明其在長期來看，能夠改善患者的生活品質，甚至可能減少長期的護理成本。
專家普遍預期，首批用於治療嚴重癱瘓的 BCI 產品，或許能在未來五到十年內進入市場。但這將是一個漸進的過程，而非一蹴可幾的革命。
分歧的未來：從治療到增強
當前的產業共識是專注於醫療應用，但以馬斯克為代表的聲音，已經將目光投向了一個更遙遠、也更具爭議的未來－增強健康的人類。馬斯克的論點是，隨著人工智慧的指數級發展，人類為了避免在智力上被遠遠拋離，最終需要透過 BCI 實現與機器的「共生」。這個願景將 BCI 從一種恢復性醫療工具，轉變為一種進化工具。
與此同時，另一些公司則在探索 BCI 在其他醫療領域的潛力。例如，Motif Neurotech 正在研究一種微創 BCI 技術，希望能用於治療重度憂鬱症等精神健康障礙。其原理是透過精確刺激大腦中與情緒調節相關的迴路，來校正功能失調的神經活動。
這預示著 BCI 市場的未來將會出現分化。一類公司，如 Neuralink，可能會繼續追求高頻寬的終極性能，專注於最嚴重的癱瘓病例，並保留其增強人類的長期目標。另一類公司，如 Synchron 和 Motif，則可能專注於微創技術，將應用擴展到更廣泛、風險承受度更低的患者群體，包括精神疾病患者。當前的市場格局，如同 Synchron 的執行長湯姆・奧克斯利（Tom Oxley）所言，仍有足夠的空間讓所有參與者去探索和尋找自己的定位。但隨著技術的成熟，不同路徑之間的競爭，勢必將重新定義神經科技的版圖。
資料來源
Reuters: Elon Musk's Neuralink implants brain chip in first human
https://www.reuters.com/technology/elon-musks-neuralink-implants-brain-chip-first-human-2024-01-29/
The Wall Street Journal: Elon Musk’s Neuralink Implants Brain-Computer Chip in First Human
https://www.wsj.com/health/elon-musk-neuralink-implants-brain-chip-human-24754162
The Guardian: Elon Musk’s Neuralink implants brain chip in first human
https://www.theguardian.com/technology/2024/jan/30/elon-musk-neuralink-brain-chip-implant-human
Associated Press: Elon Musk says his Neuralink company has implanted a brain chip in a human for the first time
https://apnews.com/article/elon-musk-neuralink-brain-chip-implant-bci-d822b3506e2a4b89a695e921ef455913
STAT News: A look inside the OR as a brain-computer interface is implanted — and what it means for the future of neurotech
https://www.statnews.com/2024/01/24/brain-computer-interface-precision-neuroscience-neurotech/
Bloomberg: Musk’s Neuralink Implants Brain Chip in First Human Patient
https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-01-29/musk-s-neuralink-implants-brain-chip-in-first-human-patient
Nature: Elon Musk’s Neuralink: what’s next for brain-implant company?
https://www.nature.com/articles/d41586-024-00304-4