在人體中植入設備，還是在設備中植入人體？

在過去的20年，醫學飛速發展，太多可植入設備已經廣泛應用於現代醫學。

最常用的當然是人工關節、脊柱螺釘、心臟支架、乳房和鼻樑的假體，已經廣泛用於現代醫學的各種手術，並不算新科技，早已是「常規操作」了。

然而，這些都是「死」的植入物，它們大都只是修補人類的某種結構，比如骨折了打釘子；關節壞了換關節；血管堵了放支架，還有那種整形美容的各種假體。

其實，還有一些「活」的植入物，它們不起到修補結構的作用，而是可以代替人體完成某些功能。

常見的是自帶電池，比如這張圖片上所描述的：

心臟起搏器：通過脈衝發生器發放由電池提供能量的電脈衝，通過導線電極的傳導，刺激電極所接觸的心肌，使心臟激動和收縮，從而治療心律失常。

胃起搏器：能使紊亂的胃電慢波節律恢復正常，從而恢復正常胃運動，治療胃輕癱綜合征。患者腹胞脹、噁心、發作性乾嘔、嘔吐，在起搏器的作用下可以正常進食。

人工耳蝸：外部處理器對聲音進行處理，通過頭件發送到皮下的線圈，通過電極刺激聽神經，進而產生聽覺。

腦起搏器：腦起搏器，又稱腦深部電刺激術 (DBS), 在腦內特定的神經核團植入電極 ,釋放高頻電刺激 ,抑製了這些因多巴胺能神經元減少而過度興奮的神經元的電衝動 ,減低了其過度興奮的狀態 ,從而減輕帕金森病癥狀。

胰島素泵：胰島素泵的小注射器扎入患者的皮下，將按照人體需要的劑量將胰島素持續地推注到使用者的皮下，保持全天血糖穩定，以達到控制糖尿病的目的。

足下垂功能性刺激儀：坐骨神經痛麻痹和腓總神經麻痹的患者，足不能屈曲，長期保持下垂的狀態，關節僵硬、無法行走，刺激器可以矯正患者的足部形態和行走功能。

植入設備有哪些品類?

第一類是 「電極植入類」。

比如心臟起搏器、腦起搏器、胃起搏器等等，這些產品的基礎就是神經電生理技術，也就是來源於對人體生物電的不斷理解。

還記得初中的生物課麽？

有一個青蛙和生物電的實驗，老師會讓學生用兩種金屬導體刺激蛙的坐骨神經——腓腸肌標本，看到肌肉的收縮，然後告訴同學們，這就是「生物電」！

然而，第一次做這個實驗的是義大利醫生伽爾瓦尼，時間是在1786年。

了解了生物電的特點以後，人們發現用電流刺激神經會有意想不到的效果。

通過外界電流的刺激可以治療疾病。

最常見的，當然是心臟起搏器，心臟不跳了，只要給予刺激，就可以重新跳動；而腦起搏器可以刺激大腦分泌重要物質；肌肉刺激器就是刺激神經保持活躍狀態。

第二類是「藥物泵」。

包括胰島素泵治療糖尿病，巴氯芬泵治療腦癱肌強直，都是通過植入設備給人體緩慢給葯，達到某種生理功能。

人體分泌某些激素是持續不斷的，無論哪種緩釋的方法，都不能避免藥量在人體內的劇烈波動。

除非把藥物放在泵裡，24小時持續不斷的給人體泵入，而且可以根據人體的作息和生物節律精確的調整藥量。比如吃飯的時候，胰島素就泵的快一些，不吃東西的時候，就泵的慢一些。

第三類是「腦機介面」。

包括人工耳蝸，人工視網膜，機械臂等等。

人工耳蝸，人工視網膜，就是將外部震動信號和光學信號，轉化為大腦可讀的電信號。而機械手臂是將人腦傳遞的電信號，轉化成機器的運動。兩者一種是輸入，一種是輸出。但是目前還沒有辦法做到輸入和輸出同步。

但是，真正能帶來飛躍的植入設備一定是「腦機介面」。不僅可以幫助人類用大腦直接控制「阿凡達」這樣的機器人，甚至可以完全顛覆人類的交流方式。

大膽的科學家早已經提出，人類的交流效率實在太低了，需要把想法說出來，再通過空氣的震動傳到另外一個人的耳朵裡，耳膜的震動轉化成電信號，電信號再傳到大腦裡，才能理解意思。

如果真的有這樣的介面，人類可以做到實時的傳遞信息。也許劉慈欣老師的「三體人」將是人類的未來。

馬斯克創辦了Neurallink神經科學公司，研究重點是創建可植入人腦的互動設備，希望在未來，人腦和計算機可以實現直接的高速互動。

植物設備是人類的未來麽？

1. 電池問題

心臟起搏器，由於要維持工作，就必須要依靠電力來驅動。但是傳統電池終有耗盡的時候，起搏器的電池壽命一般為5-10年。等到電池耗盡，患者就必須要承擔二次手術的痛苦來更換電池。植入腦起搏器的帕金森病人，電池耗盡的時候，全身僵硬，呼吸都變得困難，如果不能及時更換電池，生不如死。

到現在，越來越多的電子設備植入人體，要想實現對人體持續的健康監測，也需要持續的電力來維持，而有的設備則只能維持幾個月。

你不知道什麼時候電池就會用盡，一旦出現電量耗盡或者故障，後果不堪設想。

2.數據安全

2年前，我的同事們就完成了「手機App遠程調控帕金森病人腦起搏器」，並且被報導。

簡單的說，腦起搏器放入患者大腦之後，並不是立刻能取得最好的效果，而是需要反覆調節，找到最合適的刺激參數。手機遠程調控腦中植入電刺激器的參數，可以省去患者反覆的舟車勞頓，足不出戶就可以尋求最佳的治療效果。

我在朋友圈分享了這個新聞,但是一位在亞馬遜工作的朋友，看了朋友圈第一時間提到了遠程控制的安全性問題。

他的疑問是有道理的，未來世界的安全，其實就是網路安全。只要可以遠程控制，那麼想讓所有患者的起搏器停跳，並不是難事。

如果每個人身上都有這樣的植入設備，一旦遭遇「網路戰爭」或者「黑客攻擊」，毫無疑問會成為首選的攻擊對象。

3.設備依賴

人類的軀體實在是過於脆弱了。即使基因編輯技術，可以編輯出完美的人類。

但只要是血肉之軀，就會受傷、會疼痛、會衰老，人類的大腦會遺忘、會出錯、會憂鬱。如果有植入物可以改變這一切。

記憶的晶元，把你看見的東西都儲存在雲端，可能再也不會遺忘；人工智慧晶元可以幫助你做出選擇，不再為選擇恐懼症苦惱；人工的軀體，可以刀槍不入，不會受傷，不會疼痛；更重要的是，所有的植入設備可以不斷更新，不會衰老。

然而，普通人類的血肉之軀，在設備面前，顯得多麼渺小。

那麼，問題來了？

到了那一天，我們是在人體植入設備？還是在設備裡植入人體？

你真的能分清麽？

參考文獻：

1、Simeral, J. D., Kim, S. P., Black, M. J., Donoghue, J. P., and Hochberg, L. R. (2011) Neural control of cursor trajectory and click by a human with tetraplegia 1000 days after implant of an intracortical microelectrode array. Journal of neural engineering8, 025027.

2、Gollakota, Shyamnath, et al. "They can hear your heartbeats: non-invasive security for implantable medical devices." ACM SIGCOMM Computer Communication Review 41.4 (2011): 2-13.

3、Decoding electroencephalographic signals for direction in brain-computer interface using echo state network and Gaussian readouts.Kim HH, Jeong J.Comput Biol Med. 2019 Jun 1;110:254-264.

4、Burwell S, Sample M, Racine E,Ethical aspects of brain computer interfaces: a scoping review. BMC Med Ethics. 2017 Nov 9;18(1):60. doi: 10.1186/s12910-017-0220-y.

5、Rosenfeld JV, Wong YT.Neurobionics and the brain-computer interface: current applications and future horizons. Med J Aust. 2017 May 1;206(8):363-368.