首例無線微創(chuàng)腦機接口臨床試驗成功

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 董魯皖龍）腦機接口通過記錄和解讀大腦信號，實現(xiàn)大腦和計算機之間直接通信。一方面可以幫助漸凍癥、脊髓損傷、癲癇等腦疾病患者康復(fù)；另一方面有望實現(xiàn)腦機融合智能，直接拓展人腦信息處理能力。

2023年10月24日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授洪波帶領(lǐng)團隊設(shè)計研發(fā)的無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO（Neural Electronic Opportunity），在宣武醫(yī)院成功進行首例臨床植入試驗。宣武醫(yī)院趙國光院長、單永治主任團隊主持手術(shù)規(guī)劃及植入手術(shù)。

2024年1月29日，聯(lián)合團隊召開臨床試驗階段總結(jié)會，宣布首例患者腦機接口康復(fù)取得突破性進展。洪波介紹，兩枚硬幣大小的腦機接口處理器植入高位截癱患者顱骨中，成功采集感覺運動腦區(qū)神經(jīng)信號。首例患者是因車禍引起的頸椎處脊髓完全性損傷（ASIA評分A級），處于四肢癱瘓狀態(tài)已經(jīng)14年。該系統(tǒng)采用無線微創(chuàng)設(shè)計，體內(nèi)機埋在顱骨內(nèi)，電極覆蓋在硬膜外（硬膜位于顱骨和大腦皮層之間，起到保護神經(jīng)組織作用），不損傷大腦細胞，手術(shù)后10天患者出院回家。

居家使用時，體外機隔著頭皮給體內(nèi)機供電，并接收腦內(nèi)的神經(jīng)信號，傳送到電腦或者手機上，借助解碼算法實現(xiàn)腦機接口通信。系統(tǒng)采用了近場無線供電和通信技術(shù)，植入顱骨的體內(nèi)機無需電池，患者可以終生使用。

經(jīng)過3個月的居家腦機接口康復(fù)訓(xùn)練，患者可以通過腦電活動驅(qū)動氣動手套，實現(xiàn)自主喝水等腦控功能，抓握解碼準確率超過90%；患者脊髓損傷的ASIA臨床評分和感覺誘發(fā)電位響應(yīng)均有顯著改善。

“與馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的Neuralink腦機接口不同，無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO把電極放在大腦硬膜外，通過長期動物試驗研制，不會破壞神經(jīng)組織；采用了近場無線供電和傳輸信號，體內(nèi)無需電池。”洪波說。

此次臨床應(yīng)用的NEO系統(tǒng)軟硬件由清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授團隊與博?？悼萍己献鏖_發(fā)，臨床合作單位包括宣武醫(yī)院、天壇醫(yī)院。第二例脊髓損傷患者植入已于2023年12月19日在天壇醫(yī)院成功進行，賈旺教授團隊主持手術(shù)，信號接收正常，患者居家康復(fù)訓(xùn)練中。

據(jù)悉，清華醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系腦機接口研究團隊長期開展腦機接口原理、算法和臨床轉(zhuǎn)化研究。2015年高小榕、高上凱教授團隊在頭皮腦電穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位腦機接口中，達到319比特/分鐘的信息傳輸率；2021年洪波教授團隊在無線微創(chuàng)腦機接口臨床前研究中，每個電極等效信息傳輸率達到20比特/分鐘，均超過當(dāng)時國際同類腦機接口最高水平。