如果手边唯一的工具是锤子，那么每个问题看起来都像钉子。这句话放在医学领域尤为贴切：医生几乎用药片治疗所有疾病，从抑郁症到高血压皆是如此。如果你的医生给你开的不是药片（假设你不需要手术），你可能会怀疑他是江湖郎中。但这种情况很快就会改变。医学正在发生根本性变革，而治疗疾病的诸多全新激进方法之一便是电。
为什么是电？因为你所做的一切，从走路到做梦，都受电信号控制或调节。这些微小的脉冲沿神经系统传递，传输信息并支持复杂决策的形成。电活动的中枢位于大脑，神经由此延伸至身体的各个角落。
这些电信号的重要性，体现在神经系统任何部位受损所产生的影响上，这类损伤往往会导致不可逆的瘫痪。最常见的创伤是脊髓损伤。全球范围内，脊髓损伤影响约250万人，每年新增约13万例年。
如果我们能够读取并写入这些电信号，换言之，理解神经系统的“语言”，我们就将拥有一个通往人体的数字接口。植入式装置便能够弥补脊髓损伤所造成的断联。
而且，从这类技术中获益的不仅是脊髓损伤患者。我们可以指令胰腺分泌更多胰岛素，或者在无需依赖药物的情况下提高或降低心率。从本质上讲，我们可以掌控人体。
跳舞的青蛙
路易吉·伽伐尼是最早意识到电可能参与生命正常运作的科学家之一。他于1791年在青蛙身上开展实验，通过电刺激使青蛙的腿部抽动，由此发现了这一点。一个世纪之后，人工心脏起搏器的构想首次被提出首次被提出。
如今，生物电子学是一个高度活跃的研究领域，然而，自伽伐尼让青蛙“跳舞”以来的两个世纪里，能够与神经系统连接的商用装置仍然寥寥无几。其中最常见的是心脏起搏器，该装置首次植入人体是在1958年。患者的寿命比发明它的外科医生和工程师都要长。
迷走神经是新型装置一个颇具前景的作用靶点。这条神经沿颈部两侧向下延伸，与众多器官相连，刺激该神经的装置有望治疗范围广泛的疾病，包括类风湿性关节炎和酒精中毒。
其中一项关键的成功案例，是用于治疗耐药性癫痫的装置。该装置由LivaNova公司制造，已有超过10万人使用。它通过在大脑内每天24小时、每日不间断地以固定间隔施加微弱电脉冲，帮助预防引发癫痫发作的异常电活动。这些脉冲沿迷走神经向上传导，最终抵达大脑。
植入该装置的患者中，超过40%的人发作次数减少了一半。然而，持续的刺激可能引发不良副作用，包括疼痛、头痛和呼吸急促。
相关进展正在取得
尽管用电刺激迷走神经显然有益，但这仍是相当粗糙的方法。刺激神经就像大声下达指令，而非参与对话。如果我们能够记录沿神经已经传递的信息，效果会强大得多。例如，这些信息可能提示癫痫发作即将开始，从而实现按需刺激，减轻当前系统带来的不良副作用。
然而，记录神经中的信号并非易事。迷走神经包含数以万计的神经元，每个电信号都极其微弱，难以检测。此外，肌肉产生的干扰信号往往比神经内的信号大100倍。
例如，为了检测即将发生的癫痫发作，植入式装置必须能够同时记录并区分彼此相距甚微的信号。这如同在摇滚音乐会现场，试图听清体育场另一端的谈话。
尽管存在这些挑战，科学家、医生和工程师的持续努力，正使生物电子医学的梦想逐步成为现实。电极技术、信号处理和植入装置设计的进步均发挥了关键作用。近期从迷走神经记录到的数据已解码出与呼吸相关的信息，这对于设计治疗呼吸系统疾病的装置可能至关重要。
在路易吉·伽伐尼让青蛙“跳舞”两百多年后，神经接口的真正潜力终于开始显现。而且，迷走神经并非唯一的作用靶点。英国的一项研究旨在通过记录骶神经信号，帮助脊髓损伤患者恢复膀胱控制能力；与此同时，全球范围内也在重新努力研发假肢，使其可直接由患者的意念控制。
电可能无法取代传统药物，但在不太遥远的将来，它必将与药物相辅相成。
