近日,《Nature Biomedical Engineering》期刊发表了一篇题为“An application-based taxonomy for brain–computer interfaces”的评论文章。文章由来自美国、英国、法国、加拿大和瑞士等多国的神经科学、生物医学工程和神经技术领域的专家共同撰写,提出了一种基于应用的脑机接口(BCI)分类体系。该体系旨在为神经技术的评估、监管、政策制定以及临床应用提供更清晰的指导。按照脑机接口的预期应用进行分类,将有助于利益相关者评估神经技术的益处与风险。
论文链接:https://doi.org/10.1038/s41551-024-01326-z
背景
近年来,“脑机接口”(BCI)这个词越来越常见,但即使是专业人士,有时也会对它到底是什么感到困惑。这种模糊性可能会带来很多问题:比如让监管规则变得混乱,让投资者摸不着头脑,影响医保政策的制定,甚至让患者更难了解临床试验中的机会。
为此,我们提出了一个新的分类方法,目的是让大众对BCI技术有一个清晰一致的理解,并帮助监管机构、医疗服务提供者、患者以及其他相关人士。我们的目标是开发一个描述BCI的分类体系,并希望专业学会和监管机构根据他们的需求和视角,将其进一步完善为更精确的定义。
当前术语的局限性
大家通常用“Brain-computer interface”(BCI)和“Brain-machine interface”(BMI)这两个词来描述那些能解码大脑信号的技术。一般来说,BCI指的是那些不需要植入身体的设备,而BMI则是指需要植入大脑的技术。但这种叫法其实挺混乱的。
首先,“computer”(计算机)和“machine”(机器)在这些技术里其实是一回事,只是说法不同而已。而且,这两个词并没有清楚地说明技术是不是要动手术,或者它们到底能干啥。另外,“非侵入性”和“侵入性”这种说法也很模糊,没法准确地反映出不同脑机接口技术可能带来的真正风险,或者人们心里觉得的风险到底有多大。
基于应用的分类体系
我们建议把“BCI”定义为:任何能记录大脑活动并在电子设备上处理这些信号的技术,或者通过电子设备的计算来刺激大脑的技术。不管这个技术是不是植入身体,都可以叫BCI。我们还建议根据BCI的主要用途来分类,主要分为两大类:
1. 通信与运动BCI(Communication and movement BCIs)
这些设备主要用于在大脑和数字设备(比如电脑)或物理设备(比如假肢)之间传输信息。比如,用大脑信号来控制鼠标、键盘,或者帮助瘫痪患者控制机械手臂。这一类也可以叫“神经假肢”,包括帮助感知、运动和说话的BCI。
2. 治疗性BCI(Therapeutic BCIs)
这些设备主要用于通过改变大脑活动来治疗疾病。比如,癫痫BCI可以帮助控制癫痫发作,精神BCI可以用于治疗抑郁症等精神疾病,康复BCI则可以帮助大脑功能恢复。这一类还包括一些传统技术,比如深脑刺激器,但前提是这些设备需要通过电子设备的计算来工作。如果是简单的、没有计算步骤的设备(比如传统的“开环”神经调节设备),则不算在内。
3. 关于“植入式BCI”
不管是什么用途,只要这个BCI设备是植入皮肤以下的,或者需要手术才能接触到大脑信号,就叫“植入式BCI”。比如,有些设备的电极放在头皮下,或者直接植入大脑内部。这些设备的定义是由一个叫iBCI协作社区的组织提出的,他们的网站是https://www.ibci-cc.org,有兴趣的可以去了解更多细节。
分类体系的合理性
现在,越来越多的技术都被叫做“Brain-computer interface”(BCI),但很多人其实分不清它和“Brain-machine interface”(BMI)有什么区别。如果继续用“BMI”或者其他让人困惑的名字,只会让事情更乱。我们觉得,应该根据BCI的实际用途,以及它是不是需要植入身体(很多时候还需要手术)来分类。这样,大家最关心的两个问题“好处”和“风险”就能一目了然。
这种分类方法还有一个好处,就是它不会纠结于那些复杂的技术细节,而是直接从实际用途出发。这样,监管部门和医保机构等就能根据不同的BCI技术类型,更清楚地制定规则和政策。而且,这种分类方式还能很方便地接纳新技术。
不过,我们也要说明一点:我们提出的这个分类框架只是一个大的方向,不可能涵盖所有具体的情况。我们相信,各个专业机构会根据自己的需求,进一步完善这个分类体系。但不管怎样,这种以用途为基础的分类思路,肯定能帮助大家更好地实现各自的目标。
翻译:潘家辉