腦機介面（BCI）是什麼？有哪些種類？

BCI是透過擷取腦部電訊號來控制外部裝置的技術。依侵入程度可分為：完全植入式無線裝置、腦部表面電極、及頭戴式電極帽。越貼近神經元訊號越好，但手術風險也越高。目前主要用於幫助癱瘓或ALS患者恢復溝通與行動能力。

全球目前有多少人接受了BCI植入手術？

根據荷蘭烏特勒支大學醫學中心研究員Mariska Vansteensel估計，目前全球已有超過150人接受腦部電極植入，較2023年底統計的67人增加逾一倍。其中Neuralink在過去兩年內已植入21人。

BCI仍屬實驗性技術，主要挑戰包括：裝置長期耐用性未知、對ALS等疾病的效益尚不明確，甚至有部分案例顯示裝置最終失效但原因不明。此外，侵入性手術本身也存在併發症風險，需要更多臨床試驗與志願者參與才能釐清。

罹患肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）的Casey Harrell，被研究團隊稱為腦部植入裝置的「首位進階使用者」。他因病癱瘓、無法正常說話，卻在腦機介面（Brain-Computer Interface，BCI）的協助下，幾乎恢復了獨立生活的能力。

自2023年7月接受手術植入裝置以來，Harrell已連續使用這套BCI系統近三年。這套系統讓他得以「開口說話」、瀏覽網頁，並繼續從事氣候倡議工作，維持收入、重新與親友聯繫，甚至能夠為女兒朗讀繪本。

加州大學戴維斯分校（UC Davis）的研究團隊持續與他合作，不斷優化裝置功能，例如提升語音辨識準確率，並新增「隱私模式」與「過濾粗口」設定，讓Harrell與女兒對話時不必擔心意外說出不雅詞語。

Harrell表示，這套裝置對他而言「簡直是革命性的突破！」

Harrell使用的裝置，是將一組電極嵌入腦部，以捕捉與說話相關的電訊號；電極連接至頭頂兩個外接埠，可插入電腦進行訊號處理。電腦上搭載的軟體，能將腦部訊號解碼成語音單位（音素），預測他想說的內容，再透過眼球追蹤器修正後播放出聲——輸出的聲音甚至是依據他過去錄音製作的「聲音複製版本」。

然而BCI並非只有一種形式：

整體而言，越貼近目標神經元，訊號越清晰；但手術侵入性越高，併發症風險也相應增加。

2024年，休士頓大學的Michelle Patrick-Krueger及其同事發表了一份回顧研究，統計了1998年至2023年底所有BCI臨床試驗，發現共有21個研究團隊在合計67名志願者身上進行了BCI測試——1998年被認為是首例裝置植入的時間。

荷蘭烏特勒支大學醫學中心BCI研究員Mariska Vansteensel表示：「從那之後，這個數字大幅增加。」她目前估計，全球接受腦部電極植入的人數已超過150人，較2023年底的67人增加逾一倍。

目前多家機構正積極推動BCI發展：

在政策層面，中國今年成為全球首個批准BCI用於醫療用途的國家，具有重要的里程碑意義。

儘管進展令人振奮，BCI仍屬實驗性技術，尚有諸多未解之謎。目前大多數植入者為脊髓損傷患者，對ALS等其他疾病的效益仍所知有限。部分案例顯示，BCI起初對ALS患者（甚至完全閉鎖症候群患者）有效，但最終卻失去作用，科學家對此尚無定論。

UC Davis研究團隊首席研究員、為Harrell執行電極植入手術的David Brandman指出，唯有持續研究、以及更多像Harrell這樣願意「為科學做出貢獻，同時獲得個人益處」的志願者參與，才能找到答案。

本文首發於《MIT科技評論》（MIT Technology Review）每週生技電子報《The Checkup》。

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