我国自研脑机接口植入人脑获新突破“北脑一号”助失语者重建交流能力
2025-03-21
2025年03月21日 深圳特区报 版次:A08 新华社记者 张漫子 侠克
脑机接口的广泛应用将带来巨大的潜在市场。视觉中国
半侵入式脑机接口“北脑一号”。 新华社发
“半侵入式脑机接口‘北脑一号’成功帮助因渐冻症导致失语的患者重建交流能力。临床实践显示,其单字解码时延小于100毫秒,处于领先水平。”20日在京召开的“北脑一号”人体植入新闻发布会上,首都医科大学宣武医院院长赵国光介绍。
据了解,我国自主研发的“北脑一号”第3例人体植入手术20日在天坛医院成功完成,此前在北大第一医院、首都医科大学宣武医院分别进行了临床试验。目前,3例患者状态良好。这意味着我国自研无线皮层脑机接口植入人脑实现新突破。
把薄如蝉翼的柔性电极贴在患者的硬脑膜上,瘫痪者术后可获得精细运动能力、失语者的心里话可以被“听见”……这样的场景正变为现实。
从技术到产品再到临床,这一技术的突破是科学家、企业、医院、患者共同努力的结果。科学家承担了柔性电极研发、解码算法开发等工作,企业进行了产品测试、技术迭代等工作,医院寻找适配患者,负责临床方案的设计与实施,并把产品安全、可靠地植入患者体内。患者也需要相当的勇气同意手术、允许电极植入。
“作为人机交互技术,脑机接口是医学领域新质生产力的典型代表。”神经外科专家、中国科学院院士赵继宗说,我国技术研发能力不断增强,部分技术加速进入临床。
脑机接口,是大脑与外界设备沟通交流的“信息高速公路”。“简言之,就是捕捉大脑电信号的微妙变化,解码大脑意图,实现‘意念’控制‘动作’,不动手也能隔空操控机器。”北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏说。
发展现状 脑机接口技术 应用领域在扩大
近年来,随着神经科学、计算电子、医学等技术不断发展,脑机接口作为一项人机交互的前沿技术,已成为引领新一轮科技革命和产业变革的重要力量。
全球目前有近40个国家和地区开展脑机接口技术创新,相关科研项目的投入和产出持续增长,发明专利申请持续活跃,而近八成的成果出现在近10年。中国是开展脑机接口科研项目最多的国家之一,科研产出规模大且增速快,中国企业发明专利申请占比超过全球一半。
目前,脑机接口可广泛适用于多种场景并与安全帽、轮椅、外骨骼等多种外部设备结合,实现多种功能。其中,医疗应用仍为主流,脑机接口技术可辅助疾病诊断、预警发病、疾病治疗和功能增强,为癫痫、帕金森、抑郁症、瘫痪等神经相关疾病诊治带来新的解决方案。
“近20年来,脑机接口技术飞速发展,应用领域也在逐渐扩大。”神经外科学专家、中国科学院院士赵继宗说,而脑机接口为脑神经系统疾病的治疗开辟了新路径。
前景展望 在医疗健康领域 应用前景广阔
业界人士表示,脑机接口的广泛应用将带来巨大的潜在市场。据麦肯锡预测,仅在医疗领域,2030年至2040年全球潜在市场规模可达400亿美元。此外,脑机接口在神经药物的替代、睡眠、康养、消费娱乐等市场的应用也潜力无限。
如何利用这项前沿技术造福更多民众,带动相关产业发展?业内人士认为,脑机接口技术创新、丰富的临床资源和脑疾病治疗的巨大需求等成为中国脑机接口产业发展的优势所在。
“脑机接口技术可帮助解决脑疾病方面的系列问题。”清华大学人工智能研究院副院长、医学院教授洪波表示。
“脑机接口为脑功能损伤患者康复带来福音,在医疗健康领域的应用前景广阔。”赵继宗认为,未来发展仍需加强政、产、学、研、医的通力协作,进一步促进脑机接口技术发展和创新应用,让更多使用者受益。
名词解释 何为脑机接口技术
脑机接口技术是一种在脑与外部设备之间建立通讯和控制通道,用脑的生物电信号直接操控外部设备,或以外部刺激调控脑的活动,从而增强、改善和延伸大脑功能的技术。
该技术探索始于20世纪70年代。近50年来,全球不少高校、研究机构、企业等纷纷布局脑机接口,从科学原理、技术优化、临床转化、商业应用等方面快速推进。
脑机接口之所以令众多研究者孜孜以求,在于它被认为既是神经修复最有效的工具,是目前解决瘫痪、中风、帕金森病等患者神经功能受损的有效手段,此外它还是全面解析认识大脑的核心关键技术,是国际脑科学最前沿研究的重要工具。
众所周知,大脑是人体最复杂的器官,也是理解自然和人类本身的“终极疆域”。大脑中,1000多亿个神经元形成100多万亿个神经元连接,让“读懂”大脑成为世界性难题。
脑机接口的目的之一,即是读取,乃至“读懂”大脑信息。
据了解,脑机接口的技术流程主要分为采集和解读脑电波两步,解读脑电波是搭建脑机接口系统的关键环节。
通常而言,侵入式脑机接口获取的信号质量较高,信号解读更为精准。21世纪以来,随着神经科学、计算科学、材料科学的进步,侵入式脑机接口技术成为全球研究的热点和难点。(据新华社)
(责任编辑 黄燕如)