革新便携式EEG技术，佩戴耳塞即可读取脑活动？

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大脑监测技术的挑战

科学发现常常是由科学发明驱动的。计算机的出现实现了对大脑的实时监控与测量，但哪怕是在技术进步的当下，人们要想看清楚活着的大脑，也绝非易事。

尽管我们有丰富的、用于大脑监测的技术，但它们离民用还有一大段距离。就成本而言，一台核磁共振仪需动辄3百万美金，即便是一个中等档次的脑电图（EEG）设备，也需要8万美金左右才能设置完全^[1]。且在超过24小时长时监测的情况下，一次EEG的价格可以轻易突破1000美元^[2]。就算抛开金额不谈，大脑监测的相关仪器操作的繁复也让人望而却步。EEG的测量需要将头部分成许多小区域，一个一个贴上电极。而这需要多名专业人员共同操作和分析。且为了贴合头皮，提高脑电记录的准确性，操作者常常需要往被测人员的头上抹难以清洁的导电凝胶^[3]。此外，EEG的使用还要求被测人员长时间保持静止状态，不能随意移动。由此，大脑监测技术本身的复杂性以及对人员和受试者的高要求，极大阻碍了它们在民间的推广。

即便如此，EEG仍是受到企业家欢迎的科技热点。因为EEG技术不仅仅可以用作医疗诊断，也能作为脑机接口的核心基础，用以创造依靠意识控制的电子设备 ^[4]。它也能用于长期的人体健康监测，帮助病患、高危或健康人群实时管理自己的情绪状态和体征^[5]。换言之，一旦能让EEG技术走进寻常百姓家中，它或将改写整个人类的历史。

企业家们显然不会放过这样的机遇。为了克服EEG的各种缺陷，满足在日常中使用的需求，一家新创公司NextSense突发奇想，“如果人们只需要佩戴一对耳塞，就能读取到大脑活动的脑电信号，那问题是否就迎刃而解了呢？”

“如果人们只需要佩戴一对耳塞，就能读取到大脑活动的脑电信号，那问题是否就迎刃而解了呢？”

CHRISTIE HEMM KLOK

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NextSense

NextSense成立于2020年，办公室位于加利福尼亚山景城，由一队规模为15人的小型创业团队组成。其创始人乔纳森·贝伦特（Jonathan Berent）毕业于斯坦福大学哲学系，自幼就对人类的睡眠有着浓厚的兴趣。在谷歌的登月工厂担任总监时，他带领了“超级充电睡眠（supercharge sleep）”的项目，随后与不同知名学府神经科学家进行深入合作。以此为契机，贝伦特产生了利用耳塞来收集大脑数据的想法。当谷歌X实验室决定不再孵化入耳式EEG项目时，贝伦特脱离了登月工厂，创立了NextSense。

就如早先人们只能在医院获取自己的健康状态，而今便能通过手机或其他便携仪器来定期监测自己的血压、胆固醇、呼吸与睡眠等生命体征一样，NextSense坚信人们对大脑的监测也将如此。

他们研发了一种能够收集纵向脑电数据的耳塞，希望通过它实时、快捷地评估和监测大脑活动，并辅以其他信息的收集与相关数据的分析，帮助医生识别诱发因素，诊断当下情形，并提供实时定制治疗和药物建议。虽然目前仅凭借两个电极的耳塞，还无法达到传统EEG的质量，但该耳塞在监测癫痫的发作上能取得不错的成绩。

一般对癫痫的监测，依赖于脑电数据的收集，此外还需要医疗工作者的视觉检测和手工标注。但癫痫发作时间和时长具有不确定性，从海量的脑电数据中读取发病期数据从而分析病情，工作繁琐且依赖于检查者的主观判断。如果需要对癫痫的进行监测，则需要患者在医院做长时间的观察，或是通过手术将电极植入大脑。这样的方法不仅价格昂贵，还不便操作，甚至给患者带来痛苦。而NextSense提供了一个简易的、无创的方法。它能够克服癫痫的不可预测性，在睡眠及其他时候，以舒适的方式实时记录大脑活动，反馈药物功效，预测癫痫发作，改善癫痫患者生活质量。

NextSense的耳塞

https://www.nextsense.io/

截至目前，NextSense的研发重点仍在居家型睡眠辅助及癫痫的治疗上。他们现有的耳塞产品需要个人定制。佩戴后，连接手机app，即可进行脑波监测。同时，NextSense还提供了丰富的软件支持。除了脑图监控，药物跟踪以外，它的应用程序还提供了多项认知评估和用户自我报告的工具，确保从多维度追踪分析使用者的活动。

此外，NextSense正积极与大学院校、医药公司等单位开展深度合作，并打算在今年内向美国食品药品监督管理局（FDA）提交公司第一项产品认证申请。国际医药公司大塚制药也表示，他们希望能通过这样的技术来监测研发药物的疗效，除了癫痫以外，他们还希望能用该设备来监测其它常见精神疾病，例如抑郁症^[3]。在早期风险投资（early stage VC），它获得了约600万美元的启动资金^[6]。

但在医疗设备领域，为确保产品功用与安全，产品的早期测试需要经历一个漫长的多阶段过程。尽管NextSense的耳塞已经进行了大量测试，但这些测试并没有得到公认。而今埃默里大学正进行与该设备相关的睡眠和清醒状态的效用评估^[7]；以及可行性研究^[8]。但前者完成时间预计在22年12月，后者更是需要在24年8月才能完成。因此，该耳塞的临床测试还处于早期阶段，离NextSense的正式发布还有很长的一段时间。

此外，部分专家认为，想用两个电极的耳塞来监测大脑电波简直是个奇迹。甚至可以说，对NextSense有效性的质疑才是常态。毕竟，仅仅是环境噪音、身体活动就已让传统的EEG困扰至今，更何况是随身佩戴的耳塞呢？但出于NextSense合作组织和机构的影响力，这个论调并不能将NextSense彻底定性，NextSense只是需要时间去证明。

NextSense创始人乔纳森·贝伦特

CHRISTIE HEMM KLOK

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NextSense的未来

贝伦特相信产品最终的发展目标是进入大众市场。他希望监测耳塞最终能成为一项集助听器、智能播放器、通讯器、监测器等多功能于一体的产品。如此一来，NextSense就可以收集到大量大脑活动的数据，在未来人工智能的帮助下快速解码。更进一步，他还想要借此跟踪脑电波，播放与之相配的音乐，协助人们进入更深的睡眠。

贝伦特不是第一个想到要将大脑信号变成商业化数据的人。生物伦理学家马塞洛·伊恩卡（Marcello Ienca）提出的“神经资本主义”（Neurocapitalism）一词，描述的正是这样一种现象。与工业资本主义相对应，神经资本主义主要指以认知体感为基础的经营，而非以传统物质生产为基础的经营。因此，任何直接作用于大脑的技术都可以被认为是神经资本主义经营的例子^[9]。

插图：nora boyle

类似的企业正在争分夺秒地抢占市场。Ceribell的头戴式EEG系统早在2017年就获得了FDA的许可，辅助医疗人员对癫痫发作的种类进行区分^[10]。先进大脑监测（Avanced Brain Monitoring）公司旗下也有多款EEG监测产品通过了FDA批准，总共发布了100余篇文献，收获了约150万名用户^[11]。其它主打脑机接口的技术公司也在不断改良和推出更新更轻盈的EEG监测设计^[12]。

而以舒适性为重、用耳塞监测大脑的NextSense，究竟能否革新行业，还得拭目以待。

参考文献

[1] Ledwidge, P., Foust, J., & Ramsey, A. (2018). Recommendations for Developing an EEG Laboratory at a Primarily Undergraduate Institution. Journal of undergraduate neuroscience education : JUNE : a publication of FUN, Faculty for Undergraduate Neuroscience, 17(1), A10–A19.
[2] How Much Does an EEG Cost? (2020). CostHelper. Retrieved June 17, 2022, from https://health.costhelper.com/eeg.html
[3] Levy, S. (2022, April 14). NextSense Wants to Get in Your Ears and Watch Your Brain. Wired. Retrieved June 17, 2022, from https://www.wired.com/story/nextsense-wants-to-get-in-your-ears-and-watch-your-brain/
[4] Fontanillo Lopez, C. A., Li, G., & Zhang, D. (2020). Beyond Technologies of Electroencephalography-Based Brain-Computer Interfaces: A Systematic Review From Commercial and Ethical Aspects. Frontiers in Neuroscience, 14. https://doi.org/10.3389/fnins.2020.611130
[5] Biondi, A., Laiou, P., Bruno, E., Viana, P. F., Schreuder, M., Hart, W., Nurse, E., Pal, D. K., & Richardson, M. P. (2021). Remote and Long-Term Self-Monitoring of Electroencephalographic and Noninvasive Measurable Variables at Home in Patients With Epilepsy (EEG@HOME): Protocol for an Observational Study. JMIR Research Protocols, 10(3), e25309. https://doi.org/10.2196/25309
[6] Nextsense (Diagnostic Equipment) Company Profile: Valuation & Investors. (2021). PitchBook. Retrieved June 17, 2022, from https://pitchbook.com/profiles/company/491190-94#overview
[7] https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT05066009
[8]https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT05257811
[9] di Biase, A. (2016, October 18). What Is Neurocapitalism and Why Are We Living In It? VICE. Retrieved June 17, 2022, from https://www.vice.com/en/article/qkjxaq/what-is-neurocapitalism-and-why-are-we-living-in-it
[10] Ceribell EEG. (2022, April 16). Ceribell EEG - FDA-cleared system to improve treatment of seizure patients. Ceribell. Retrieved June 17, 2022, from https://ceribell.com/
[11] Advanced Brain Monitoring: About Us. (2022). Advanced Brain Monitoring. Retrieved June 17, 2022, from https://www.advancedbrainmonitoring.com/
[12] 7 Leading Brain-Computer Interface Companies and their Current and Prospective Products. (2022, May 14). Ross Dawson. Retrieved June 17, 2022, from https://rossdawson.com/futurist/companies-creating-future/leading-brain-computer-interface-companies-bci/

作者：童宁聪

编辑：光影 | 排版：Sheryl