陈根：研究开发深度脑刺激设备，持久记录大脑活动

文/陈根

当前，可穿戴设备已经逐步走入人们的日常生活中，其往往是记录心率、血压等相对简单的健康指标，记录表面和深层大脑活动的可穿戴设备可谓寥寥。但记录大脑活动，在健康检测和疾病治疗中又发挥着重要的作用。

为此，科学家开发了一种可穿戴的深度脑刺激设备，其能够在非临床环境中，长时间地、无线地、直接地记录人脑深层和表层活动。

深度脑刺激（DBS）设备被美国食品和药物管理局批准用于管理帕金森病的症状，其通过植入一根细线或电极，将电信号送入大脑。2018年，加州大学旧金山分校医学博士Philip Starr的实验室开发了一种自适应版本的DBS，其能够在需要时根据记录的大脑活动调整刺激。

而在最新的研究中，科学家对该植入技术进行了一些额外的改进。植入的电极可以将记录的数据传输到病人佩戴的设备上，然后，这些数据会被无线传输到一个平板电脑上，再通过符合HIPAA安全要求的服务器上传到云端。

这是第一个允许在多个小时内对整个大脑信号进行连续和直接无线记录的设备。传统上的记录需要在在临床环境下进行，且记录时间较短，而该设备可以在日常生活中长时间记录。无疑，这种类型的记录意义是重大的。

值得一提的是，长时间记录可以为个别病人确定大脑活动的变化，以预测运动的障碍，这使得定制DBS治疗达到了以前不可能实现的水平。另外，科学家能为每个病人建立一个生物标志物库，根据病人的个人需求对每个DBS装置进行编程，其中包括个性化的刺激程序，随着病人需求在一天中的变化而调整。

虽然该设备对于识别帕金森病等问题的大脑活动模式卓有成效，但是随之而来的是伦理和隐私问题。尽管科学家表示，如果病人从事隐私活动，可以随时取下该设备，并关闭大脑记录。但是否仅仅通过取下设备、关闭记录就可以解决这些问题，还有待考究。

该设备可以长时间无线记录人类大脑表面活动和深层活动，是在非临床环境中进行的适应性深层脑刺激的演示。目前，相关研究成果已发表在《自然-生物技术》杂志上，未来，其在处理好相关挑战的基础上，或将带给人们更多新的惊喜。