近年來，大腦刺激技術（Brain stimulation technologies）正受到越來越多的關注。作為人體最重要的器官，大腦肩負著調節(jié)機體功能的重任，同時也是意識、精神、語言、學習、記憶和智能等高級神經活動的物質基礎。在探索大腦奧秘的過程中，科學家們不僅僅是停留在了解大腦的結構和功能層面上，而是更進一步，希望借助相關技術改變大腦的神經活動。

相關歷史記錄顯示，在公元47年左右的美索不達米亞就有人使用電鰻的生物電來調節(jié)疼痛以及治療關節(jié)炎、頭疼等；而第一例記錄在案的為病人實施的腦部電流刺激，是美國醫(yī)生Roberts Bartholow在1874年進行一場開顱手術時，對病人大腦皮質進行了電刺激并誘發(fā)了癲癇。

經過百余年的發(fā)展，大腦刺激技術已不是陌生事物，同時，隨著技術的發(fā)展，一些新的可能性也正在被激發(fā)。近期，在英國倫敦的一場科學會議上，包括神經科學家、腦外科醫(yī)生、精神病學家和倫理學家等，都在熱烈討論利用磁脈沖或電脈沖改變大腦運作方式的最新技術。

這項技術其中一類工具的工作原理是將一個裝置放在人的頭上，另一類方法包括切割人的頭骨，將針狀電極插入大腦深處。在這兩個極端之間還有很多方法，科學家們仍在了解它們的運作方式，以及如何更好地使用它們。與此同時，一些人正在生成關于個人大腦的大量數據，這些數據有可能在法庭上被用來“對付”他們。

圖：pixabay

我們已經知道，大腦刺激可以幫助一些對藥物沒有反應的帕金森病和抑郁癥患者。但這次會議上的科學家們正在突破界限，他們中的一些人正在探索大腦刺激治療強迫癥、酒精和物質使用障礙、中風恢復，甚至長期新冠肺炎。而另一些人正在研究如何增強健康大腦的工作方式，無論是通過改善我們的記憶力，還是幫助我們變得更警覺或更擅長數學。

大腦刺激技術正在迅速發(fā)展，而且我們已經做好了準備，在未來幾年里，至少有一些形式會成為醫(yī)學的主流。一些新近的技術評論文章介紹了相關技術的進展，其中一個是記錄和分析人們大腦中大量數據的能力。曾幾何時，這項技術的實現幾乎是無法想象的，到了現在，對于患有嚴重或無法治愈的癲癇的患者來說，在他們的大腦中植入電極一周或更長時間是非常常規(guī)的操作。這使得醫(yī)生能夠找出他們的癲癇發(fā)作從大腦的哪個部位開始，因此外科醫(yī)生可以切除那部分腦組織并停止癲癇發(fā)作。

如今，神經科學家還可以使用基于AI的工具來幫助理解收集的其他數據。例如，這可能有助于我們弄清楚當我們休息、聊天或吃飯時大腦在做什么。一個團隊的研究數據顯示，大腦似乎在相對穩(wěn)定和混亂的時期之間循環(huán)。

將電極植入大腦也可以幫助我們理解其他疾病。以抑郁癥為例，多個研究團隊正在調查大腦深層刺激是否能幫助那些嚴重癥狀的人，這些癥狀不能用典型的抗抑郁藥治療，甚至不能用電驚厥療法等最后手段來治療。最尖端的方法涉及所謂的“閉環(huán)”設備。這些設備的設計目的是記錄大腦中發(fā)生的事情，然后只有當人們看起來可能會變得更糟時，才會發(fā)出一股電流。

還有一種趨勢是遠程大腦刺激療法，可以在給在家中的人們提供治療，同時將他們的大腦記錄發(fā)送到醫(yī)生的辦公室。不過，這兩種方法都涉及收集、存儲和共享大腦數據，這些數據可能會揭示大腦在任何給定時間的狀態(tài)，并提示人們當時正在做什么或感覺什么。

圖：pixabay

“這會成為一個問題嗎？”在加拿大渥太華大學神經科學研究法律、倫理和政策問題的詹妮弗·錢德勒說道，“這取決于如何使用這項技術。”

錢德勒強調了羅斯·康普頓的案件，他在2016年被控燒毀俄亥俄州的家時，使用了自己的心臟數據?？灯疹D聲稱，他半夜醒來時發(fā)現自己的房子著火了，匆忙抓起幾件物品，打碎了一扇窗戶，然后逃走了。

但在當局在他的衣服和鞋子上發(fā)現汽油痕跡后，他們發(fā)布了搜查令，允許執(zhí)法部門扣押他的心臟起搏器收集的數據。一位心臟病專家作證說，鑒于康普頓的心臟健康狀況，他不太可能迅速將物品運出家門。

錢德勒警告說，從一個人的大腦中提取的記錄也可以使用在類似的途徑。她回憶說，去年夏天，一家制造大腦設備的公司的人告訴她，執(zhí)法部門要求從癲癇患者大腦內的植入物中獲取錄音。這個人被指控襲擊了一名警察，但大腦數據證明，當時他只是癲癇發(fā)作。

雖然數據為那個人解除了控訴，但類似的數據記錄也可以很容易地被用來“對付”其他人。例如，神經記錄甚至可以表明，車禍中的駕駛員是否警覺或專注于道路。

目前還不清楚未來刑事司法系統(tǒng)將如何使用這些記錄數據。但鑒于我們在該領域看到的研究和技術進步的爆炸式增長，現在就開始思考其用途以及如何保護大腦數據非常重要。

大腦刺激技術包括超侵入性（腦外科醫(yī)生將電極插入大腦）到非侵入性（磁鐵穿過顱骨）等。但即使是非侵入性的形式，也能引起大腦以及我們的思維和感覺的某種變化。所以它們可能比我們想象的更具侵略性。

一種“記憶假體”植入物似乎可以改善腦損傷患者的記憶力。該設備的設計目的是模仿我們大腦通常在海馬狀結構中形成記憶的方式。正如去年的一個報道，一種非侵入性的大腦刺激方式，通過一個游泳帽的電極發(fā)出柔和的電脈沖，似乎可以改善老年人的記憶力。

植入抑郁癥患者大腦的電極有助于我們更好地理解和治療抑郁癥。一個團隊使用了一組電極來開發(fā)一種“情緒解碼器”，該解碼器被設計用來判斷一個人何時進入抑郁狀態(tài)并幫助扭轉抑郁狀態(tài)。

當然，技術快速發(fā)展的同時，我們也應該有所警惕，因為這些大腦數據如果落入錯誤的人手中，也將帶來不可估量的危險。但不管怎樣，這些技術的發(fā)展總是能讓腦科學界為之振奮。

在過去一個多世紀里，多項諾貝爾獎涉及腦科學和神經科學的相關技術。目前全球多個主要國家也都推出了腦研究計劃。毫無疑問，腦科學在21世紀甚至22世紀都會是最前沿的科學領域之一。在認識大腦、維持大腦健康、發(fā)展類腦智能這三大方向上，也涌現出很多科學成果，這一點從歷年的《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術”評選就能看出。

2006年入選“全球十大突破性技術”的“彌散張量成像”(DTI) 技術通過追蹤大腦中水分子擴散的方向來繪制其中軸突的分布和走向，讓我們得以一窺大腦中神經元之間傳輸電信號的腦白質的真容，這一大腦成像技術的重大進展加深了我們對大腦運作方式的認知。

2008年入選“全球十大突破性技術”的“神經連接組學”則是通過熒光蛋白等技術給大腦的神經網絡進行染色，從而嘗試為神經系統(tǒng)中收集、處理和存儲信息的錯綜復雜的神經回路創(chuàng)建物理映射，方便直接觀察。這一技術大大提高了科學家觀察大腦的“圖像分辨率”，使得他們可以在“大腦線路圖”中一目了然地觀測信息是如何在大腦的不同區(qū)域、不同神經元以及不同突觸之間傳輸的，進而研究各種發(fā)生機制，以及精神類疾病、神經系統(tǒng)疾病究竟是哪些線路出錯導致的缺陷。

2014年入選的“大腦圖譜”則是受益于偏振光成像技術的發(fā)展而產生的腦神經科學突破。同樣是在歐洲的人類大腦計劃 (HBP) 的資助下，一個由德國和加拿大科學家領導的研究小組花了十年的時間制作了一個大腦的三維圖集，構建了一個支持在其中自由游走、放大、縮小以查看細節(jié)的高精度“數字大腦”，可以讓科學家非常清晰地看到完整腦組織內細胞和神經纖維的排列以及神經元、神經回路的空間結構，其分辨率達到了此前這類圖集的50倍。

在過去20余年里，《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術”榜單收錄了包括腦科學在內的多項前沿科學技術，如今榜單也已伴隨我們走過22載光陰，超200項的突破性技術正如一部前沿科技發(fā)展史，記錄了時間長河中那些閃閃發(fā)光的技術靈感和科技突破。

2022年，《麻省理工科技評論》攜手DeepTech推出圖書《科技之巔：全球突破性技術創(chuàng)新與未來趨勢（20周年珍藏版）》，該書系統(tǒng)性地梳理、總結了過去20年來由《麻省理工科技評論》發(fā)布的200余項“全球十大突破性技術”，按照“生命科學、信息工程、資源與能源、工程制造、智慧生活”五大領域分別進行剖析，同時邀請學術、產業(yè)、資本界權威對一些領域技術的特點、產業(yè)應用現狀、未來發(fā)展趨勢以及投資潛力進行了深度解讀和專業(yè)點評，以期為各界人士提供了解各學科領域、洞察科技發(fā)展、發(fā)掘投資商機的最佳途徑。

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原文作者：杰西卡·哈姆澤魯

原文標題：How your brain data could be used against you

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網址: 大腦刺激技術如何獲取你腦中的“秘密”？ http://www.gysdgmq.cn/newsview497997.html