今天來聊聊侵入式腦機介面的種類跟遇到的困難，還有我的一些想法，希望可以讓你對這個領域有更加深入的了解
種類
其實侵入是腦機介面的種類也有很多，我們今天就介紹兩種比較常應用在實驗室裡的，還有一種也蠻常用於醫療的
Microelectrode array
目前美國食藥署（FDA）核准可以植入人體的的只有一種就是microelectrode array也叫Utah array，中文我也不知道叫什麼，微電極序列之類的吧。
他大概長這樣
這是他植入的示意圖
序列上會有很多針一樣的電極導線，大約落在100個左右，每一根粗大約是200~400微米，長約1~3毫米，訊號會藉由電線傳出被機器讀取，但在讀取的時候大概會有10％的電擊會讀不到訊號或是短路，因為為了要讓電線很細很薄，所以他隔絕的並不是很好。雖然我們之前說電極要靠近神經約10微米才會讀取到訊號，但以神經的密度來說，其實很容易就可以讀取到訊號。每一根電擊都會讀取到不同的訊號，這些電極會被導到一個接口，那個接口會被拴在頭蓋骨上，然後因為序列上的電極已經預先排好了，藉由一些程式的計算，我們就能運用這些訊號來做操作機械。以下是他的示範影片：
影片有點長，所以只要看一點點就好，很酷吧！影片中的女士其實已經癱瘓，她用她的腦操作機械手臂來抓取並餵自己吃巧克力。頭上的裝置就是接口的位置。我們雖然可以看出其實機械手臂並不如一般手臂那麼流暢，但可以達到這樣的境界已經算是非常厲害了。這項科技當然不是一移植進去就能使用的，中間要經過很長時間對使用者的訓練，跟對運算法做很多改善。事後他們有訪問那個女士說，在操作的時候，你在想什麼，那個女士反問你在動你的手的時候你在想什麼，意思是說其實這項科技的操作已經十分直覺了。
但他的缺點也很明顯，首先，在植入的前幾天會因為發炎現象讀不到訊號，大概過了兩週後，訊號才會慢慢被偵測到。再來是長達三個月很關鍵的修復期，這三個月內訊號都會很不穩定，因為在腦跟頭蓋骨的膜正在修復，而修復的方向決定了這項科技成不成功如果他往下長把序列推出來，那植入就失敗了，如果他長在他的上面，把序列往下壓固定住，這個植入就成功。當然在手術的時候會加入一些幫助組織生廠的物質來引導組織修復的方向。成功後，大概能維持四年，而大概只有第一年訊號的品質是最佳的。所以雖然說感覺可以用腦操控機械手臂很厲害，但是對於身體無殘缺的人來說，這項科技的代價太大，運用時間也太短。
記住，目前能美國FDA認證可以安裝在人體的就只有這項科技，所以你所有找到影片是人在操作的都是用Utah Array喔！記錄訊號的地方也如之前所講的一樣在運動跟感知皮層區域。
Michigan Probe
長這樣
他的尖端大概長這樣
是由很多的導線組成的，所以一根就可以記錄很多不同位置的電訊號，他的好處就是比Utah Array能記錄更深的訊號，但因為他目前還不能被運用在人體上，我對這方面也沒有太多的研究，我們就先不多作著墨。
腦皮層電圖（Electrocorticography,ECoG）
他大概長這樣
Blausen.com staff (2014). “Medical gallery of Blausen Medical 2014&”. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436.
他常常被定義為半侵入式，因為其實他就是一片電極貼片貼在腦的表面，他可以比腦外的監測更精準的紀錄腦的活動，但又不像其他侵入式的方式一樣範圍很小。算是一個折衷的方案？但是他的實質效用不高，首先，他並沒有前面的方法那麼精準，因為他只是在腦的表面沒有真的貼在神經上面，再來他也沒有非侵入式的好處，因為他還是需要打開顱骨，如果只是為了增加一點點的精確度有點得不償失，所以應用範圍很小，可能只有癲癇的患者有必要才會用到。
侵入式腦機介面的優點
在我們說困難之前，先帶來點好消息吧。
訊號比較精確
腦被保護在頭皮跟頭蓋骨內，他們起了物理保護的作用，而且讓內部的訊號傳不出去，但侵入式的好處就是可以直接貼近訊號源ー神經，取得非常精確的訊號
雜訊較少
所有的神經都會產生電訊號，肌肉的神經也不例外，非侵入式的電極貼在顱骨外，眨個眼的眼皮肌肉訊號或伸個懶腰的肌肉訊號，都會直接蓋過腦內電訊號，侵入式的腦機介面明顯地避開了這些煩惱
即時性很高
這可能有點多餘，但是你在看了非侵入式的腦機介面以後，可能就會覺得這個很重要，記錄到的電訊號可以馬上轉譯然後讓機器運作，所以使用者可以邊看機器的運作邊調整自己的操作，讓整體精確度大大的提升。
我能想到的優點雖然不多，但是這幾點都是非常重要的，如果沒有以下的缺點的話，侵入式的腦機介面一定會成為主流，因為這些優點實在太誘人，只要持續發展下去一定大有可為
遇到的困難
前面說的跟影片展示的都很美好，但實際上呢？我們就一個一個來說好了
腦一直在變動
大家可能以為序列插進去了就一勞永逸吧。錯了，腦是一個活的東西，隨時都在變動，尤其是他的連結，我們之所以可以記住事情、理解事情，很大一部分就是因為腦的連結一直在變化。如果他一直不變話你可能要擔心了，但這對侵入式腦機介面簡直就是一個噩夢。早上插進去的電極可能下午就要重新校正了，今天插進去的電極可能明天就記錄不到了，你可以把那些電極想像成漂在水上的船，神經就像下面的魚，雖然魚有很多，但是要一直看到同一隻魚是非常困難的。而且目前的科技，校正的時間很長，我不太記得確切時間，但是我記得大概是1個小時左右，想想看你裝了裝置以後，每天早上都要花一個小時校正他，你可能過一陣子就不想用了，但是他是侵入式的，要拿出來還要再動手術。
身體的免疫系統
不管電極的表面用了什麼材料，依目前的科技來說，都無法讓身體覺得他是自己的一員，插入電極的地方會因為組織被破壞而結痂，結痂以後神經就不在會長往那個地方，久而久之，電訊號會漸漸消失然後記錄不到，我記得看過一篇文章說每次植入大概就只能為幾星期的效用，雖然沒有確切來源，你們也聽聽就好，但我想表達的是，並不是植入以後就一勞永逸，至少以目前的科技來說辦不到。植入的地方也會導致發炎感染的可能性，這是腦部耶，最嚴重會到什麼程度沒有人能保證，而且有實驗證實發炎會導致慢性神經退化，所以整體的危險性還需要評估。
範圍較小
雖然microelectrode array有一百多個電極，但對於廣大的神經網絡來說，根本九是滄海一粟，而且就跟你看到的一樣，他的覆蓋面積真的很小，比一片指甲還小，沒有辦法了解整個腦的狀況。但這個缺點好像也還好，因為數大便是美，可能多幾個電極就可以解決。
缺點還有例如價位高、破壞身體組織等等一些比較基本的我就不提了，但以上這些就足以讓人望之卻步，雖然有著極精確的控制能力，但要普及到大眾都能使用的程度似乎還有很長的路要走。
有使用時間限制
雖然說所有的科技都有使用時間，例如手機可能用個兩三年，電腦用的四五年就都要換了，植入人體的像是人工心臟什麼的好像可以維持十年之類的，但對於一個放入人體的裝置來說，侵入是腦機介面的壽命有點過於短暫，冒著這麼多風險動了手術，卻只能維持四年，而且公用目前也只能控制機械手臂，我想以目前的技術來說，要普及到大眾的話還需要很長一段時間
我的觀點
我個人目前不是特別看好侵入式的腦機介面，一方面是他普及的困難度，不是所有人都願意將電極放入腦中的，再來就是上述的缺點，侵入式不是一勞永逸的方法，以現在的科技來說，很有可能最後演變成頭裡有一塊沒用的金屬。雖然我同意腦機介面最後的發展一定要是侵入式的這樣的觀點，因為他的精確度真的是所有非侵入式的腦機介面望塵莫及的，但就現在的科技來說，我們要到那一步可能還有很長的距離。但也不要灰心吧，我講的並不一定都對，畢竟世界上有這麼多的實驗室都在做實驗，如果我們在生醫材料方面有所突破，或是在神經科學上有驚人的發現的話，很有可能一夜之間侵入式變成最大贏家。
侵入式腦機介面的種類較少，所以我就只花了一篇的篇幅稍微介紹一下。但不代表他比較容易，背後訊號處理十分的複雜，我們就以後再慢慢說好了。
你有什麼想法或疑問呢，歡迎留言給我喔
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