近日，北京在腦機(jī)接口輔助疾病治療領(lǐng)域再添關(guān)鍵新成果。首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院趙國光教授團(tuán)隊、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授團(tuán)隊近期召開無線微創(chuàng)腦機(jī)接口臨床試驗階段進(jìn)展總結(jié)會，宣布全球首例植入式硬膜外電極腦機(jī)接口輔助治療頸髓損傷引起的四肢截癱患者行為能力取得突破性進(jìn)展。該患者接受腦機(jī)接口處理器植入腦硬膜外治療后，可實現(xiàn)自主喝水等腦控功能，用“意念”控制癱瘓的身體成為現(xiàn)實。北京青年報記者采訪了團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，揭秘了這項技術(shù)背后的原理和應(yīng)用前景。
首例患者已實現(xiàn)自主喝水
勇敢擁抱新技術(shù)，54歲的患者老楊是本次“第一個吃螃蟹的人”。14年前，老楊不幸因車禍導(dǎo)致頸椎C3-C4截斷，脊髓損傷ASIA評分為A級，屬頸椎處脊髓完全性損傷，長期處于四肢癱瘓狀態(tài)。2023年10月24日，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院趙國光教授團(tuán)隊、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授團(tuán)隊共同為老楊完成了無線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口NEO（Neural Electronic Opportunity）首例臨床植入試驗，通過神經(jīng)外科醫(yī)生的精準(zhǔn)操作，兩枚硬幣大小的腦機(jī)接口處理器被植入老楊的顱骨中，并成功采集感覺運動腦區(qū)的顱內(nèi)神經(jīng)信號。
手術(shù)后10天，老楊順利出院回家。在居家使用時，體外機(jī)隔著頭皮給體內(nèi)機(jī)供電，并接收腦內(nèi)的神經(jīng)信號，傳送到電腦或者手機(jī)上，實現(xiàn)腦機(jī)接口通信。經(jīng)過三個月的居家康復(fù)訓(xùn)練，目前，老楊可以通過腦電活動驅(qū)動戴在手上的氣動手套，實現(xiàn)自主喝水等腦控功能，抓握準(zhǔn)確率超過90%。經(jīng)過一段時期的跟蹤評估，老楊脊髓損傷的ASIA臨床評分和感覺誘發(fā)電位測量均有改善。
用一個意念實現(xiàn)一個場景
如何理解這種腦機(jī)接口技術(shù)？首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院院長、北京學(xué)者趙國光介紹，人體的動作源自大腦意念產(chǎn)生腦電波，就像指揮部發(fā)出調(diào)集連隊的信號。患者因為神經(jīng)系統(tǒng)受損，“指揮部”和“連隊”之間的“通信”受阻，腦機(jī)接口就是幫助重新打通這個鏈路。
以老楊為例，手術(shù)前，老楊表示希望能夠恢復(fù)右手功能，于是醫(yī)生在術(shù)中通過精準(zhǔn)的手術(shù)導(dǎo)航，定位到老楊大腦中支配右手活動的腦區(qū)，再將電極放置在區(qū)域上，一共有8個接觸點，用于采集大腦活動信號。同時，所搜集的信號會實時傳輸?shù)诫娔X上，通過解碼、數(shù)據(jù)分析，轉(zhuǎn)換成計算機(jī)聽得懂的語言，實現(xiàn)大腦和計算機(jī)之間直接通信，再通過連接患者身上的驅(qū)動裝置，即氣動手套，幫助老楊進(jìn)行抓握、抬手等動作，真正實現(xiàn)“用一個意念實現(xiàn)一個場景”。
從全球范圍來看，針對腦機(jī)接口相關(guān)技術(shù)的研究已經(jīng)開展了幾十年，目前有不少國家在從事相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，技術(shù)路徑各有不同。
本次開展的首例植入式硬膜外電極腦機(jī)接口輔助治療案例與既往技術(shù)有何區(qū)別？趙國光介紹，本項目在無線微創(chuàng)方面實現(xiàn)了兩大突破，一方面，通過植入腦機(jī)接口裝置，將內(nèi)機(jī)埋在顱骨內(nèi)，電極覆蓋在硬膜外，在保證顱內(nèi)信號質(zhì)量的同時，不破壞神經(jīng)組織；另一方面它采用了近場無線供電和傳輸信號，植入顱骨的體內(nèi)機(jī)無需電池。
未來有望幫助癲癇等患者康復(fù)
該項無線微創(chuàng)腦機(jī)接口的臨床試驗分別于2023年4月通過宣武醫(yī)院審查，10月開展了首例手術(shù)，并進(jìn)行了國際和國內(nèi)植入醫(yī)療器械臨床試驗注冊（NCT05920174、滬械臨備20230175）。
該項目的安全性如何？國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心科研轉(zhuǎn)化部副主任魏鵬虎表示，植入電極的材質(zhì)都是經(jīng)過長期實踐檢驗的，可以保證患者的安全性。加上既往癲癇腦機(jī)閉環(huán)神經(jīng)電刺激項目，以及本次新推進(jìn)的項目，近40個案例中沒有出現(xiàn)明顯的副作用和并發(fā)癥。
該技術(shù)的出現(xiàn)能給患者帶來哪些改變？具備哪些應(yīng)用前景？趙國光表示，該技術(shù)將有望幫助漸凍癥、脊髓損傷、癲癇等腦疾病患者康復(fù)，一些精神性疾病患者，如抑郁癥、自閉癥等也都是潛在的接受腦機(jī)接口輔助治療的人群。此外，在輔助進(jìn)食、智能輪椅、智能手機(jī)打字等功能方面的臨床研究將進(jìn)一步開展。
