文/陈根
面对脑机接口的划时代技术突破,以及当前的资本狂潮,或许我们需要更冷静的思考。我们必须要从人体生理学与病理学的角度来审视,尤其是关于脑机接口(BCI)引发的深层病理风险,我们必须跳出单纯的“手术创伤”视角,进入到量子生物学、电磁生物学及系统免疫学的微观层面。
脑机接口不仅是物理植入,它是对人类演化了数亿年的碳基生物电信号系统的一次强力“入侵”。我们人类对于碳基生命的干预,以及试图的改变,是否已经具备了足够的能力?还是会面临非常大的不确定性呢?因此,我想跟大家就科技与其核心病理风险进行一些思考与探讨:
电极植入大脑后,最致命的并非即时损伤,而是长期存在的电子泄漏与电化学腐蚀。这也是目前最不确定的因素,即长期的影响因素,因为我们缺乏长期数据。但是已知的短期风险就已经暴露出来,并且是明确的,比如:
氧化应激风暴: 电极在导电过程中,会在电极-组织界面发生氧化还原反应,产生大量的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)。大脑是人体耗氧量最大的器官,对氧化损伤极度敏感。过量的自由基会像强酸一样腐蚀神经元的磷脂双分子层。
DNA加合物与癌症诱因: 长期慢性炎症环境下,自由基会攻击细胞核内的DNA,导致DNA双链断裂或碱基错配。由于大脑神经元不可再生,这种损伤的持续累积可能诱发星形胶质细胞的恶性增生,从病理机制上为原发性脑瘤(如胶质母细胞瘤)提供了土壤。
人体内的蛋白质、激素和代谢产物大多带有特定电荷。脑机接口的人为电流会干扰大脑微环境中的电动力学平衡。并且这种干扰带来的影响,目前也是一个不可知的黑箱问题。但是,已知的就有以下两方面:
代谢废物堆积: 大脑依靠胶质淋巴系统(Glymphatic System)在睡眠时清理类淀粉样蛋白。脑机接口的高频电信号会干扰胶质细胞膜上的水通道蛋白(AQP4)的极化,导致代谢废物排泄受阻。这可能导致患者在术后数年内,出现早发性阿尔兹海默症或帕金森综合征的病理特征。
信号转换的“损耗溢出”: 神经元之间的信息传递是电-化学转换。外源性电信号会产生“串扰”,强行改变突触间隙的离子浓度,导致神经元为了保护自己而主动关闭部分受体,这就是为什么长期使用后,信号转换效率会断崖式减退。
大脑虽有血脑屏障,但脑机接口的植入针尖实际上建立了一个永久性的物理漏洞。我们利用这种外源性的异物,强行侵入大脑这一神秘又精密的区域之后,影响了意识的情况下,会引发哪些不可控的免疫干扰风险,目前是不可知的。但是有两点的风险是明确的,比如:
外周免疫侵入: 正常情况下,外周免疫细胞(如中性粒细胞、T细胞)无法进入大脑。但植入物的存在维持了屏障的局部开启。这种长期的“非正常免疫动员”会导致大脑处于亚急性脑炎状态。
代偿机制的阈值耗尽: 人体能够通过调整神经环路来代偿局部的电子损伤,但这种代偿是有上限的。当由于信号转换减弱而不得不加大外部电流时,大脑的“冗余度”会被迅速耗尽,最终引发大规模的神经元凋亡(Excitotoxicity,兴奋性毒性)。
从病理生理学看,精神问题其实是电信号干扰了脑区间的“相位同步”。这个层面也非常复杂,尽管当前我们看到一些临床将脑机接口用于治疗抑郁症,通过电信号的干扰,获得了一定的疗效。
但是问题来了,这种电信号对大脑意识的干扰,未来会带来什么影响与风险,目前不可预知,很有可能会导致多重人格风险的增加。可能会导致,治疗了抑郁症,然后增加了精神病。但目前我们已经可以看到的临床风险,如下:
多巴胺与奖励回路的劫持: 如果接口涉及腹侧隔壁区等情感中枢,外源性刺激会直接劫持多巴胺分泌系统。这会导致患者出现不可控的、无理由的狂喜或抑郁,甚至诱发类似于物质成瘾的撤药反应。
本体感消失(Proprioception Loss): 当机器反馈信号与大脑本体感觉信号不一致时,会导致大脑前运动区的功能紊乱。患者可能在精神层面产生强烈的“身体丧失感”或“寄生感”,这种由于信号失调导致的精神分裂症状,是目前药物极难治愈的。
在脑机接口时代,我们在面对科技的同时,必须要尊重生理学的自然规律,以及人体生命的复杂性,要通过一些科学的健康管理来配合,尽量的减少科技带来的健康风险。因此,对于已经参与脑机接口技术的患者,或者是一些参与脑机接口的临床医生,需要重视以下三方面的考虑:
线粒体保护管理: 针对电信号干扰,需长期补充抗氧化剂,尤其要重视临床营养学的介入,以对冲电极产生的氧化应激。
脑淋巴系统促排: 配合物理疗法或特定的睡眠模式管理,增强脑部代谢废物的排泄。
电磁环境净化: 减少环境电磁辐射对接口信号的二次干扰,降低细胞受到的协同电磁压力。
——————————
最后,脑机接口是一把试图切开碳基生命极限的利刃,但每一个电荷的跳动都在挑战细胞代偿的底线。健康管理不是拒绝进步,而是通过深度的病理干预,确保我们在连接机器的同时,不至于在分子层面瓦解自身的生命基础。发展科技的同时,我们务必要敬畏生命。