近期,上海复旦大学附属华山医院(以下简称“华山医院”)成功完成了全国第三例、上海首例脑机接口临床试验植入手术,标志着我国在脑机接口领域取得了又一重要突破。瘫痪4年的患者小董,在术后仅两周便能通过脑控抓取矿泉水瓶实现自主喝水,这一突破性进展让“意念控制”具象化。
科技与人体的深度融合
脑机接口技术,就是通过采集、分析大脑产生的神经信号,并将其转化为可被外部设备识别的指令,或者将外部信息反馈给大脑,实现人与机器之间的直接交互。这一技术不仅能够帮助残障人士恢复功能,还有望在神经科学、医疗健康、人机交互等多个领域引发变革。
脑机接口技术按植入条件可分为非侵入式、半侵入式和侵入式三种。非侵入式技术主要通过头皮上的电极采集脑电信号,虽然操作简便、风险较低,但信号质量易受干扰;侵入式技术则需要将电极直接植入大脑内部,虽然信号质量高,但有一定的手术风险、恢复周期较长;而半侵入式技术则介于两者之间,既保证了较高的信号质量,又降低了手术风险,成为当前研究的热点。
从梦想走进现实
瘫痪4年的小董,接受的是上海首例半侵入式脑机接口产品NEO的植入手术。手术由华山医院神经外科团队主刀,得到了华山医院伦理委员会的批准,并按照国家的《医疗器械临床试验质量管理规范》和《科技伦理审查办法(试行)》的各项要求开展。
手术过程精细而复杂。医生先将患者的颅骨磨薄,嵌入硬币大小的脑机接口NEO;然后开骨窗,将两片电极置入硬脑膜外,再将骨窗封闭。手术用时仅1小时40分钟,大幅减少同类手术的时间并降低风险。该系统采用无线微创设计,不损伤脑细胞。
这款脑机接口产品NEO由博睿康医疗科技(上海)有限公司与清华大学生物医学工程学院洪波教授团队合作开发,采用了“里应外合”的设计思路,将电极植入大脑中央沟两端的运动区和感觉区,通过体外机对信号进行供电和解码,分析患者脑电信号意图,从而帮助患者恢复运动功能。
手术后仅一周,小董便顺利出院,开始进行康复训练。主刀医生、复旦大学附属华山医院院长毛颖教授表示:“可以用震撼两个字来形容,患者恢复过程非常顺利,改善十分明显!”
精准定位与高效康复
此次手术的成功,离不开“躯体感觉诱发电位+在线高频信号分析”这一双模精准功能定位技术的运用。该技术可在不唤醒患者的情况下,通过神经电生理“金标准”和高频脑电信号实时分析,优化电极位置,确保电极覆盖区域为患者手部激活的最佳区域。整个定位过程仅用3.3分钟就找到了最佳反馈区,误差不超过1毫米,展现了脑机接口技术在精准医疗方面的独特优势。
术后,患者还需借助气动手套等设备进行康复训练。这些设备能够根据患者的脑电信号意图,提供精准的辅助力量,帮助患者逐步恢复肌肉力量和运动协调性。可以预见的是,未来还将有更多高效、个性化的康复方案问世,为患者带来更好的治疗效果。
上海首例脑机接口临床试验植入手术的成功,不仅是对我国脑机接口技术的一次有力验证,更是对未来医疗发展的一次深刻启示。
随着人工智能技术更加成熟且应用场景不断拓展,特别是在神经疾病治疗方面,脑机接口有望为帕金森病、阿尔茨海默病等患者提供新的治疗途径。