ElMindA是世界经济论坛 2015年“技术先锋”之一。该公司配备传感器的头盔形似发网，可检测并绘制大脑活动模式。首席执行官罗嫩·加多特（Ronen Gadot）探讨了其在诊断和治疗脑部疾病、药物研发以及提升福祉方面的应用潜力。
ElMindA的方法与其他大脑测量方式（如功能性磁共振成像，即fMRI扫描）有何不同？
一个类比是：绘制道路地图与绘制道路上的车流状况，二者存在差异。例如，大致了解大脑中哪个区域与疼痛相关，并不能准确说明某个正在经历某种疼痛的个体大脑中究竟发生了什么。即便能够绘制该个体的大脑活动图，要使其足够稳健可靠、让医生有信心将结果用于日常临床实践，又是另一层挑战。这正是我们自2006年起一直在开发的大脑网络激活（BNA）技术的目标。
仔细想来，大脑是人体中医生在治疗时无法直接测量其功能的唯一器官。如果有人头部受到撞击，例如脑震荡，我们只能通过让其追随移动的手指等简单测试，或仅凭症状来判断伤情的严重程度。又或者，若有人患有抑郁症，我们会询问其症状和行为表现，并尝试用量表评估其问题的程度。这有点像让骨科医生不借助X光片，仅凭症状和触感来诊断骨折的手臂。
目标不仅在于帮助医生诊断问题，也在于治疗问题。例如，如果我们能够利用电极识别与特定患者的疼痛体验、注意力缺陷，甚至记忆丧失相关的大脑活动，那么能否使用同一电极对大脑施加电刺激，以调节或抵消这些功能失调的神经通路？我们就这一问题在严重慢性疼痛方面与哈佛医学院开展了概念验证研究，结果非常令人鼓舞：超过半数的严重纤维肌痛疼痛患者报告其疼痛程度至少减轻了一半，生活质量也得到了显著改善。
如果两个人遭受完全相同的损伤，他们各自的疼痛体验在BNA图谱中呈现出的相似性与差异性可能有多大？
脑研究面临的挑战之一在于大脑具有高度可塑性；它会随时间变化，因此不仅个体之间存在差异，同一个人在数年间也会出现变化。理想情况下，你会希望大约每年对特定个体进行一次基线测试，以绘制其个体大脑功能图谱；这样一来，若该人日后出现某种脑部问题，你就有了一个比较基准，可以了解其在当时人生阶段通常如何处理信息。
因此，理解个体差异和人际差异非常重要；但有趣的是，个体之间的大脑功能也存在足够多的相似之处，使我们即使没有某个个体的基线数据，也能做出推断。为此，我们需要一个涵盖不同年龄、性别和表型人群大脑功能的大型数据库。过去十年间，我们收集并分析了超过10,000人的数据，以了解其中的共性——例如，我们会研究20至24岁的女性，寻找共同特征，然后将其与同一年龄段的男性或年龄更大的女性进行比较。这使我们能够刻画这些相似性，并判断某个特定个体的BNA图谱是落在预期范围之内还是之外。
因此，你们最大的挑战不是开发测量脑电波的硬件，而是用于解读脑电波的软件？
完全正确。相对而言，硬件根本算不上什么大挑战——测量大脑发出的电场或磁场有很多方法。这些脑电波本质上反映的是大脑编码信息的方式，真正的挑战在于解码，即理解其含义。我们的核心能力在于软件，即复杂的算法和大数据分析，无论以何种方式测得脑电波，都能从中解码出有临床意义的信息。为了以具有临床意义的方式做到这一点，我们高度依赖与顶尖医疗中心、制药公司及其他行业参与者的合作。
目前BNA图谱正被用于哪些方面，以及有哪些在研应用？
头部损伤康复是我们最早看到的“唾手可得的果实”。在美国，它已成为运动员中的一个重大公共卫生问题，尤其是在高中和大学的美式橄榄球或冰球等身体接触类运动中；此外，还有一些备受关注的事件，例如今年早些时候国际足联女子世界杯比赛中德国队与美国队球员的头部碰撞。医生目前已在使用BNA图谱监测康复情况，并判断大脑功能是否已恢复正常以及何时恢复，而在无法直接观察损伤本身的情况下，这是一项颇具挑战性的任务。对尚未完全康复的大脑再次遭受撞击，可能导致不可逆的脑损伤和严重后果。
另一项已投入使用的应用是协助制药公司进行药物研发。在研究的极早期阶段，BNA图谱有助于判断一种新型分子是否以预期方式影响大脑。在后期阶段，BNA图谱可帮助回答诸如何种剂量水平最有利于优化治疗等问题。这有望节省临床试验中的数百万美元，并加快药物研发进程——将一种与大脑相关的药物推向市场平均需要10年时间和10亿美元。
至于未来的应用，据信多达20亿人患有某种脑部疾病：既包括自闭症或注意力缺陷多动障碍（ADHD）等儿童发育问题，也包括抑郁症、焦虑症或疼痛等神经和精神疾病，还包括帕金森病和阿尔茨海默病等与衰老相关的神经退行性疾病。就在不久前，我们为由产业界与学术界共同组建的联合体获得了一项重要资助，用于研究测量和治疗神经调控型抑郁症、帕金森病及ADHD的新方法。BNA图谱在改善我们对各类脑部问题的诊断和治疗方面，以及改变数十亿人的生活方面，拥有巨大的可能性。在这一领域，行善与成功兼得，潜力巨大。
除了应对功能障碍，它是否也有提升功能的潜力？
我们确实可以设想BNA图谱被用于健康类应用程序。你可以想象自己坐在家中，戴上一顶测量帽，测量负责创造力、注意力或记忆力的神经网络，然后施加某种神经调控，以增强这些特定网络的功能。与人们目前为管理心血管健康等方面所做的努力一样，与自身大脑互动的能力，可能会成为福祉中同样重要的一部分。
人脑是一个极其复杂的系统——约有1000亿个神经元，通过超过1万亿个连接相互连通，我们所做的一切都源于这些网络的电化学放电活动——但我们的认知正在迅速增长。正如诺贝尔奖得主、神经精神病学家埃里克·坎德尔（Eric Kandel）近期所言，过去五年我们所学到的，已超过截至目前的全部历史时期。而我们仍只触及冰山一角，仍有大量知识有待学习。
2015年全部“技术先锋”的详细信息 可在此处查看。
作者：罗嫩·加多特（Ronen Gadot），ElMindA首席执行官，世界经济论坛 “技术先锋”。
图片：一名女子经过患者“H.M.”脑切片的展示品，该展品位于马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院博物馆举办的“MIT 150”展览媒体预展上。该展览庆祝麻省理工学院150周年。拍摄于2011年1月7日。路透社/Brian Snyder
