一个世纪以来,专家们正在回顾人脑活动首次记录的重要性,并概述他们对未来的愿景和优先事项。
自1924年7月进行的开创性记录以来,脑电图(EEG)在推动我们对脑功能和功能障碍的理解方面至关重要。最值得注意的是,它使癫痫的临床诊断发生了转变,允许将其视为一种大脑活动障碍,而不仅仅是个性问题。
现在,百年过去,来自世界各地的500多位专家被邀请考虑这一革命性技术对该领域的影响,并讨论未来的挑战和目标。
在利兹大学的学者协调的一项调查中,参与者共有6685年的经验,分享了他们对EEG潜在未来发展的看法,评估范围从“对进展至关重要”到“不太可能”,并预测这些创新的时间框架。调查结果于2024年8月22日在《自然人类行为》期刊上发布。
未来创新
调查包括一系列令人兴奋的创新,这些创新有可能在下一代中实现。这些进展包括利用EEG改善心理表现、早期识别学习障碍、作为谎言检测工具,以及作为严重身体残疾或昏厥综合症个体的主要通讯方式。
专家们认为,在未来10到14年内获取实时诊断脑部异常(如癫痫发作或肿瘤)可能是可实现的。然而,有些人认为,通过EEG技术解读梦境或回忆长期记忆的能力还需要超过50年的时间,而另一些人则认为这更像是科幻而非可行的未来。
有趣的是,调查显示,在一代人内,我们可能都会拥有自己的便携式EEG设备。
共同作者、利兹大学的研究员Dominik Welke表示:“这些设备可能会像智能手机一样普遍,为个人提供关于他们生理状态的每日见解,从而改善他们的生活。”
他进一步指出:“EEG的一个有前景的应用可能是监测司机或飞行员的警觉水平,作为一种安全系统,检测疲劳并触发提醒或警报给副驾驶接手。”
值得注意的是,自心理学家Hans Berger于1924年7月6日首次使用EEG以来,EEG使用的设备基本没有改变。然而,我们分析和利用数字记录数据的方式却发生了显著变化。
EEG系统由电极和放大器组成,正在变得更加实惠和用户友好,同时其无创特性使其越来越能够接触到更广泛的受众。
减少健康不平等
预计EEG在游戏和虚拟现实中的使用将在约20年内上升,这让游戏玩家感到兴奋,但科学家和医疗专业人士更重要的前景在于,如何将更广泛的可及性与通常缺乏参与EEG研究的社区联系起来,特别是在无法投资先进成像技术的低收入国家。
此外,预计人工智能技术的进步将提高数据分析的效率和速度。
Welke博士评论道:“展望未来,硬件相对容易且便宜制造,借助新计算技术,我们有能力将EEG的使用扩展到更大的人群。”
“与其他成像方法(如MRI或侵入性工具)不同,EEG能够为全球人群民主化神经成像。”
首席作者、利兹大学认知科学专家以及沉浸式技术中心主任Faisal Mushtaq教授指出:“我们目前掌握的关于人脑的数据大多来自一个有限的群体。”
他补充道:“这种限制阻碍了我们概括结果和改善全球脑健康的能力。EEG是一种非常具有成本效益和后勤可行的神经成像工具,适用于多种环境。它可以帮助创造一个更具包容性和代表性的神经科学社区。”
Mushtaq教授还提到:“我们在全球脑联盟的合作伙伴正在为更广泛的参与铺平道路,这可能会导致关于大脑功能的突破性发现。”
伦理问题
尽管人们对EEG的新市场和技术机会感到乐观,但专家们也表达了对遵循既定标准以及新商业用途和“神经增强”诱惑所引发的伦理考量的关注。
Welke博士警告称:“跨国科技公司很可能会对EEG和其他神经成像技术收集关于用户偏好和情感的广泛信息的潜力感兴趣。但我们应该允许这样的应用吗?”
他继续说道:“在认知自主和心理隐私方面存在重大担忧,这突显了责任的重要性,因为新技术应用通常会带来新的伦理困境。”
调查还旨在确定EEG研究社区的优先事项,以指导未来的倡议。参与者评估了与其工作相关的不同EEG研究潜在进展的重要性。
Mushtaq教授反思道:“我认为,当EEG与人工智能和虚拟现实等技术结合时,它可能会彻底改变我们与机器的互动,最终在未来一个世纪内发挥关键作用,实现科学和社会的进步。”
他强调:“要实现这一潜力,神经科学社区——涵盖学术界、临床实践和工业——必须致力于推进伦理、包容和可持续的实践。”
该项目涉及90多位贡献者,从新兴研究人员到该领域的知名领导者,被统称为EEG100联盟。
它源于#EEGManyLabs的合作,这是一个国际网络,评估著名EEG实验的可靠性,以及全球脑联盟,一个关注实现全球健康结果改善的多元化联盟。
最后一作者Pedro Antonio Valdés-Sosa,领导着中国电子科技大学/古巴神经科学中心的中国古巴神经技术实验室,评论道:“在包括古巴在内的几个国家,我们已经证明EEG可以在群体水平上方便地进行特定神经系统疾病的大规模筛查。”
他指出:“该技术在资源匮乏时特别合适,这种情况在全球边缘化社区中经常发生。”
负责资助研究的生物技术与生物科学研究委员会(BBSRC)健康战略生物科学主管Sadhana Sharma博士表示:“EEG技术有可能重塑我们未来的日常活动方式,以及诊断和治疗神经系统疾病的方法,使对脑健康的重要见解能够获得全球不同人群的访问。”
她总结道:“当我们迎接生物科学的进步时,我们的重点仍然是促进跨学科合作,以推动全球脑科学的伦理、公平和有影响力的进步。”