猜一猜：這個未來植入醫(yī)療部件適合用在人體哪個部位？

上圖中是目前日本正在面向未來醫(yī)療用途研發(fā)的一種儀器的關(guān)鍵部件，其基礎(chǔ)是一片手掌大的硅片，上面配置了很多白金電極，從各個電極伸出涂有瓷釉的極細(xì)的不銹鋼導(dǎo)線，這些細(xì)線最終匯集于一點(diǎn)。

這個部件是植入人體內(nèi)使用的。由硅等與人體親和性較好的材料構(gòu)成也是出于這個原因。

硅是美容等領(lǐng)域經(jīng)常使用的材料。但是，此次的用途卻是救死扶傷的醫(yī)療領(lǐng)域。據(jù)推算，作為這種儀器救治對象的患者數(shù)量達(dá)到了數(shù)百萬，如果將來能夠?qū)嵱没?，社會意義非常重大【注：預(yù)計(jì)實(shí)用化還需要5年以上的時間。】

那么，這個部件到底是安裝在人體的什么部位呢？

答案是大腦表面

“想讓手部彎曲”、“想拿東西”、“想用語言表達(dá)自己的想法”……對于因肌肉萎縮性側(cè)面硬化?。ˋLS）、脊髓損傷及中風(fēng)等疾病而導(dǎo)致肢體麻痹無法運(yùn)動的患者而言，這些健康人能夠輕松做到的動作都無法如愿完成。比如，在ALS患者的病例中，腦部能夠正常發(fā)揮功能，身體卻無法活動，而且說話也有障礙的情況就很多。

此次介紹的體內(nèi)嵌入式無線大腦皮層腦波測量儀非常適合這樣的患者使用（圖1）。正在研發(fā)這種儀器的是大阪大學(xué)醫(yī)學(xué)部腦神經(jīng)外科的研究小組。具體使用時，首先要將上圖所示的部件（電極薄膜）放在患者腦部表面測量腦波。利用安裝在鈦制頭蓋骨形狀的外殼上的大腦皮層腦波放大電路將測量到的腦波放大，再通過與鈦殼有線連接的無線通信控制器將腦波信號發(fā)送給外部的計(jì)算機(jī)。然后由計(jì)算機(jī)推斷測量到的腦波的意思，根據(jù)其結(jié)果，讓機(jī)器人等外部設(shè)備作出相應(yīng)動作。這樣的話，患者想抓住眼前的物品時，就能讓機(jī)器人代勞了（圖2）。

圖1：體內(nèi)植入式無線大腦皮層腦波測量儀。利用配置在腦部表面的電極片來測量腦波，通過與大腦皮層腦波放大電路有線連接的無線通信控制器發(fā)送至外部的計(jì)算機(jī)。由計(jì)算機(jī)推斷測得的腦波信號的意思，并根據(jù)其結(jié)果操作機(jī)器人等外部設(shè)備。通過Wi-Fi與外部交換信號的無線通信控制器內(nèi)置于人的腹部。無線通信控制器背面安裝了無線充電的受電器，不必?fù)?dān)心電池用完。

圖2：大阪大學(xué)在為治療癲癇等疾病而暫時在腦部表面放置電極的患者的協(xié)助下，成功實(shí)施了根據(jù)腦波實(shí)時控制機(jī)器人手臂的實(shí)驗(yàn)。圖：大阪大學(xué)

目前，根據(jù)從人腦獲得的信息讓機(jī)器人等做出動作的技術(shù)的開發(fā)正在火熱展開。除了像此次介紹的技術(shù)那樣在人腦部表面配置電極的“侵入型”技術(shù)以外，業(yè)界還在開發(fā)通過佩戴裝有電極的頭戴式裝置來讀取腦波的“非侵入型”技術(shù)。

非侵入型技術(shù)沒有損傷腦部的危險(xiǎn)，而且實(shí)用化技術(shù)的門檻較低，但存在的課題是，“有時從患者用腦思考到機(jī)器人開始做動作需要長達(dá)一分鐘左右的時間，而且很難細(xì)致地判斷患者在想什么（比如如何讓手部動作等）”。不可否認(rèn)，非侵入型技術(shù)在性能上還不足以代替肢體麻痹患者失去的神經(jīng)功能。

而大阪大學(xué)此次研發(fā)的技術(shù)“幾乎可以將患者的意圖實(shí)時傳達(dá)給機(jī)器人，還可以通過機(jī)器人實(shí)現(xiàn)患者作出細(xì)小動作的愿望”（大阪大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)系研究專業(yè)腦神經(jīng)外科學(xué)講座兼功能診斷科學(xué)講座特聘副教授平田雅之）【注：為了降低侵入型技術(shù)的課題之一——損傷腦部的風(fēng)險(xiǎn)，大阪大學(xué)采取了多項(xiàng)措施。包括，利用醫(yī)用圖像（MRI圖像）將電極片的形狀針對每位患者的腦部形狀進(jìn)行了優(yōu)化，以減輕對腦部的壓迫；為了避免電極片損傷腦部，由腦外科醫(yī)生直接安裝】。