圖為2024服貿(mào)會上，工作人員在為參觀者講解使用非侵入式腦機接口技術的腦控神經(jīng)康復訓練機器人。記者 戚曉毅 攝
用意念控物，已邁出從科幻走向現(xiàn)實的堅實一步。近日，在國際腦機接口大會上，復旦大學附屬華山醫(yī)院院長毛穎透露，上海首例腦機接口產(chǎn)品臨床試驗植入手術的患者目前恢復過程順利，已經(jīng)可以通過氣囊手套輔助，自己用杯子喝水。
業(yè)界稱，腦機接口產(chǎn)業(yè)正在中國蓬勃發(fā)展，已有植入式產(chǎn)品進入創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序，未來癱瘓患者、中風患者、抑郁癥患者等，都將受益于這項技術。
“意念控物”走向現(xiàn)實
于2024年11月在上海華山醫(yī)院接受腦機接口產(chǎn)品植入手術的患者今年38歲，因車禍造成頸椎脊髓損傷，導致手部無法抓握、無法站立，且4年康復無改善。如今，他的人生因為科技徹底改變。
“我們只用了3.3分鐘就快速精準地定位了手部運動／感覺腦區(qū)，大大縮短了手術時間?！泵f介紹，此次手術首次采用了“在線時域空域腦功能定位系統(tǒng)”，定位偏差在毫米級精度范圍內(nèi)，無須術中喚醒患者，僅用時1小時40分鐘。
記者獲悉，該患者此次植入的是博?？滇t(yī)療科技（上海）有限公司與清華大學生物醫(yī)學工程學院洪波教授團隊合作開發(fā)的腦機接口產(chǎn)品。這也是博?？颠@款產(chǎn)品在全國的第三例臨床試驗植入手術。
前兩例患者的恢復進展同樣讓人振奮。洪波介紹說，第一例患者曾遭遇嚴重車禍導致四肢癱瘓14年，手術前，手部功能完全癱瘓，但實施手術半年后，現(xiàn)在可以靠自己腦信號的指揮，抓握勺子進食和喝水；第二例患者也因車禍引起脊髓損傷，如今“這名患者已經(jīng)能夠‘腦控’輪椅出門去逛超市，而且完全靠自己的意念控制輪椅拐彎與前行?！?/p>
據(jù)悉，2024年8月，博?？颠@款產(chǎn)品成為我國首款進入創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序的腦機接口產(chǎn)品。洪波稱：“明年，這臺我們自主研發(fā)的NEO腦機接口設備將在全國十個中心完成30至50例腦機接口植入的臨床試驗。未來，中西部地區(qū)同種病例患者也有機會參與臨床試驗?！?/p>
三大技術路線齊頭并進
作為一門未來產(chǎn)業(yè)，腦機接口技術近兩年在全球得到了蓬勃發(fā)展，創(chuàng)新成果頻出。
2024年1月30日，埃隆·馬斯克宣布其腦機接口公司Neuralink完成首例人類大腦設備植入手術。2024年2月20日，馬斯克在社交媒體上透露，Neuralink公司首位植入大腦芯片的人類患者成功地利用意念控制了電腦鼠標。與博?？诞a(chǎn)品技術路線不同，Neuralink采用的是“侵入式”腦機接口技術路線。
記者了解到，目前腦機接口“技術路線”可大概分為三種：侵入式、非侵入式以及半侵入式。
以博?？的X機接口設備為例，由電極、體內(nèi)機和體外機組成。其中，采集信號的電極放置在顱骨內(nèi)、硬腦膜外，可歸類于“半侵入式”，其特點在于微創(chuàng)。事實上，電極放置位置，也是不同技術路線最鮮明的區(qū)別所在。馬斯克Neuralink公司的技術路線則是將電極等信號記錄裝置植入硬腦膜下的大腦皮層，進行高通量的神經(jīng)信號采集，可歸為“侵入式”范疇。
國內(nèi)另外一家腦機接口新秀“腦虎科技”采用的技術路線，則是將其采集信號的電極放置在硬腦膜內(nèi)、大腦皮層外。記者獲悉，目前腦虎科技也已完成幾十余例臨床試驗，實現(xiàn)了漢語合成和運動重建。
此外，一些非侵入式腦機接口設備也相繼出現(xiàn)。2024年9月份，美國一家腦機接口初創(chuàng)公司Neurable發(fā)布了耳機款腦機接口設備，據(jù)稱可幫助提高注意力。
如何更好理解腦機接口不同技術路線之間的區(qū)別？中科院上海微系統(tǒng)所副所長、腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學家陶虎解釋稱，腦機接口作為未來產(chǎn)業(yè)和前沿技術，大家關注的技術方向區(qū)別很大?！安贿^這些技術方向并沒有優(yōu)劣之分。技術最終落地，取決于不同應用場景下的穩(wěn)妥選擇?！?/p>
“侵入式腦機接口，其優(yōu)勢是電極與大腦的神經(jīng)元近距離接觸，能進行高通量、高質(zhì)量的神經(jīng)信號采集，但組織損傷、炎癥反應等風險比另兩種技術路線高；非侵入式腦機接口技術風險很低，但能夠提取的大腦信號精度較低，能完成的功能受限。在腦機接口信號性能和病患創(chuàng)傷之間取得平衡，讓患者最大限度受益，可以說是這個行業(yè)的‘第一倫理’?！碧栈⒄f。
產(chǎn)業(yè)持續(xù)獲得突破
培育未來產(chǎn)業(yè)，是上海建設國際科創(chuàng)中心的重要內(nèi)容。兩年前發(fā)布的《上海打造未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地發(fā)展壯大未來產(chǎn)業(yè)集群行動方案》提出：要加速“非侵入式”腦機接口技術、腦機融合技術、類腦芯片技術、大腦計算神經(jīng)模型等領域突破，探索腦機接口技術在肢體運動障礙、慢性意識障礙、精神疾病等醫(yī)療康復領域的應用。
2020年，陳天橋雒芊芊研究院（TCCI）第一個腦科學前沿實驗室，在上海華山醫(yī)院虹橋院區(qū)落成投入使用。實驗室包括了腦機接口、睡眠夢境、認知評估、數(shù)字醫(yī)療等多項內(nèi)容，以國際化和產(chǎn)業(yè)化為核心特色，進一步支持腦科學研究。積極推進腦機接口前沿技術創(chuàng)新，上海已孵化落地博?？?、腦虎科技、階梯醫(yī)療等創(chuàng)新型企業(yè)。
腦機接口產(chǎn)業(yè)下一步怎么走？一線從業(yè)者給出了自己的看法。
洪波表示，腦機接口在神經(jīng)信號采集、無線供能和通訊方面，目前缺乏成熟的芯片解決方案，團隊正在與上海的高校和企業(yè)合作進行針對性的研究。他表示，希望在未來3-5年內(nèi)不斷迭代其植入腦機接口產(chǎn)品，“使它越變越小，通道數(shù)越來越大，最終成為連接大腦和外部設備的革命性界面。”
據(jù)陶虎介紹，目前腦虎公司自研的微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機接口系統(tǒng)，在部分領域打破了國外技術壟斷，且公司在柔性電極、生物材料、芯片設計、核心算法、數(shù)字腦庫、植入方式等諸多環(huán)節(jié)實現(xiàn)了突破。“未來我們希望推進高通量柔性腦機接口系統(tǒng)與人工智能技術的結合，更好賦能重大腦疾病診療，幫助漸凍癥、高位截癱等患者重建語言和運動功能?！?/p>
“我們希望經(jīng)過多次磨合，能為臨床與產(chǎn)業(yè)相互協(xié)調(diào)培養(yǎng)一支非常好的隊伍。后續(xù)隨著新型腦內(nèi)植入物不斷革新，大腦多個功能也將逐步被更好地理解。”毛穎認為，未來腦機接口會是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的一個重要發(fā)展方向。“有理由相信，在大量病例訓練和技術迭代基礎上，未來會有更好更適用的臨床場景。腦機接口主要是對‘腦’和‘機’進行研究，只有實現(xiàn)了‘腦’和‘機’的交互，才是真正的腦機接口，這一領域涉及非常前沿的產(chǎn)業(yè)集群，包括醫(yī)學、材料、集成電路等等，未來發(fā)展空間巨大?！保ǘ趴担?/p>
（責任編輯：蔡文斌）
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