@ 2015.11.12 , 13:30

为研究大脑,这位医生拿自己做实验

Phil Kennedy没有别的办法来获得研究所需的数据了,最终只好选择让一位神经外科医师锯开他头骨的顶部。

去年,67岁的神经外科医师和发明家Kennedy选择用自己做史无前例的试验。他花了2.5万美元雇佣中美洲一位外科医师给他的大脑中植入电极以便在他大脑的运动皮层和一台电脑之间建立联系。

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一起经历过这种试验的还有少数先驱。20世纪90年代Kennedy研发了“侵入式”人脑-计算机接口,即在大脑中植入线路并将其与电脑连接,并且他曾经让一位因患有闭锁综合征(维基)而严重瘫痪的病人利用她的大脑控制电脑中的光标而广受信任。甚至有杂志称他为“半机器人之父”。

Kennedy的科研目的是为了建造一个语音解码器,即一种能够将想象说话时产生的神经信号翻译出来并利用语音合成器说出来的软件。但由他的小公司Neural Signals承担的这一工作却停滞不前。他没办法找到研究对象,赞助资金也近乎于无,更加雪上加霜的是他失去了美国食品与药物管理局(FDA)的支持。

因此2014年6月,他决定来当研究对象。他说:“到目前为止这一整个研究已经进行了29年,如果我不做点什么,那么我之前所有的努力都付诸东流了。我不希望它夭折,因此我决定冒险一试。”

今年秋天,Kennedy在芝加哥美国神经科学学会上呈现了利用他自己的大脑研究出来的结果,他的同仁为他的举动感到敬畏又担忧。以科学的名义在健康人身上做这种试验(且试验对象是他自己)违背了Kennedy的医德。加州大学的Eddie Chang最近做的研究对Kennedy的预测有帮助,Chang表示:“我很高兴他现在身体健康。我希望他真的收集到了一些珍之又珍的数据。”

FDA的麻烦

Kennedy出生在爱尔兰,他还年轻的时候就对大脑很着迷,因此身为医师的他又回到学校拿到了神经科学的博士学位。20世纪80年代,他在乔治亚理工学院运营着一个实验室,研发出一种由一对包裹在小玻璃锥里的金线组成的电极,并获得专利。电极里的专利生长因子能够诱导附近的神经元变成设备。

1996年,在动物身上做过测试之后,FDA允许Kennedy将电极植入无法说话或者移动的闭锁综合征患者体内。他的第一位志愿者是一名特教老师,名为Marjory或者“MH”,她在生命快要走到尽头的时候同意做实验。Marjory患有ALS(俗称渐冻症)但她能通过思考打开并关上开关。然而她的身体实在太虚弱以至于在手术过后76天,她去世了。接着,在1998年,53岁的越战老兵Johnny Ray成为了第二名志愿者,他从昏迷中醒来之后意识清醒但没办法移动除了眼皮以外的身体部位。

Kennedy认为电极试验至少需要5名试验对象,他的团队研究结果也显示病人在移动电脑屏幕上的光标并通过挑选菜单上的单词或字母与人交流时,参与进来的只有少数几个神经元。

2004年,Kennedy将电极植入Erik Ramsey的大脑中,这位志愿者因车祸导致脑干中风,年仅16岁。感谢Ramsey贡献的数据,Kennedy与合作者得以发表高调的研究结果。在他发表的两个研究结果中,其中一个向世人展示了软件如何挑选Ramsey想象的声音并允许他发出有限的几个单词的读音。最后,Ramsey因病重导致无法参与研究。

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当时,FDA撤回了Kennedy继续在任何病人身上使用该设备的许可。FDA开始要求Kennedy提供更多安全数据,包括他用来诱导神经元生长的神经营养因子。但Kennedy拿不出数据,FDA也因此拒绝提供许可证。

Kennedy并没有因FDA撤离支持而放弃试验。他与残疾人一起工作时也遇到了很多麻烦。闭锁综合征患者不能交流,只能时不时地发出咕哝声或者眨眼,这使得他的实验充满了混淆性。当某个给定的神经元熄灭之后,他就再也无法确定病人想的是什么。

Kennedy确信只要能找到一位还能说话的志愿者,那么他的实验就能继续下去。他花了几乎一年时间寻找还能说话的ALS志愿者,希望能带着病人去别的国家做手术。他说:“我找不到这样的志愿者。因此再三思索之后我决定自己来,我想了很久了。”

手术于2014年6月在伯利兹市立医院13床进行,这里是FDA管不到的地方。在登机前,Kennedy做好了所有的准备。他选好了电极将要植入的大脑部位,留好了手术失败后能让他撑几个月的钱并确保他的大儿子能掌握他的身处地。

亲身上阵

在伯利兹市,手术进行得并不顺利。只要他的颅骨被锯开,他随时都有可能与世隔绝(虽然几率很小)。从第一场手术中醒来之后,Kennedy失去了说话的能力。医生随后解释说在历时12小时的手术中他的血压激增,导致大脑肿胀,Kennedy暂时瘫痪了。Kennedy表示:“我一点也不害怕。我知道发生了什么事情,是我设计了这场手术。”

副作用很严重,但Kennedy恢复了,并在几个月后做了历时十小时的第二场手术,医师在第二场手术中给他植入了电极,这样他就能从自己的大脑中收集数据。

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Kennedy的壮举令他以前的病人敬佩不已。然而对于某些研究人员来说,Kennedy的决定算不上明智,甚至有些不道德。当然医疗科学界也有一些在自己身上做实验做得很值得的例子。1984年,澳大利亚医生Barry Marshall为了证明细菌会引起胃溃疡,自己喝了一大杯含有细菌的水,后来他获得了诺贝尔奖。纽约瓦兹沃斯中心脑机界面研究员Jonathan Wolpaw表示:“医疗科学家在自己身上做实验的传统由来已久,有时候有人得到了好结果,而有人得到了不好的结果。在不知道结果的情况下我只能这么说。”

回到乔治亚州德卢斯之后,Jonathan Wolpaw独自一人在语音实验室里工作,他在自己大声重复29个音素(比如e、eh、a、o、u和ch、j之类的辅音)时记下神经元数据,之后他又默默地想象这些音素,再次记下相关神经元数据。在重复接下来的290个短单词(比如Dale和plum)中,他做了同样的事情。他还说了一些类似于“Hello, world” “Which private firm” 和 “The joy of a jog makes a boy say wow”之类的短语。

Kennedy表示他的早期发现非常鼓舞人。他决定将他发出特定声音时亮起的65个神经元组合起来,当他默想这些声音的时候这些神经元也亮了起来,这可能是研发思维语音解码器的关键。在美国加州大学旧金山分校,Chang说Kennedy可能已经发现了某些新的东西。

唯一令人失望的是,Kennedy原本设想电极能在他的大脑中多待几年,但由于他头骨的裂缝并未完全闭合,导致他随时都面临着危险。收集了几周数据之后,2015年1月Kennedy不得不要求医生将植入物取出,这花费了他9.4万美元。Kennedy将账单提交到保险公司要求索赔,保险公司给了他1.5万美元。

Kennedy将此次试验受挫归咎于他将电极做大并将电极以不同寻常的角度植入大脑的决定,他认为这个决定是个错误。他说:“我侥幸成功了,所以我还是很开心。手术过后我的头上有一些皮外伤,但我收集到了为期四周的数据。这些数据够我研究一阵子的了。”

本文译自 Technologyreview,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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