近日，上海首例脑机接口产品临床试验植入手术引发广泛关注，这也是我国第三例脑机接口植入手术。
38岁的小董四年前遭遇不幸，由于车祸导致颈椎脊髓受损，手部无法抓握，难以站立。
上个月，瘫痪4年的患者小董在华山医院完成脑机接口产品植入手术，术后3天便能下床坐轮椅，术后一周，小董顺利出院。经过两周的康复训练，小董已能通过脑控抓取矿泉水瓶实现自主喝水。
12月6日，主刀医生、复旦大学附属华山医院院长毛颖教授首度公开患者术后康复情况，“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！”
“我们只用了3.3分钟，就快速精准地定位了手部运动/感觉脑区，大大缩短了手术时间。”毛颖解释，“我们应用了自主研发的新型定位技术——在线时域空域脑功能定位系统，其定位偏差在毫米级精度范围内，且无须术中唤醒患者。这就使得整个手术定位更加精准便捷、手术精准匹配度更贴切，速度与准确率均大幅提高。
“半侵入式”技术优势明显
就目前来看，脑机接口“技术路线”总体分为几种：侵入式、非侵入式以及半侵入式。
马斯克Neuralink公司的技术路线是侵入式脑机接口，即通过神经外科手术，将电极等信号记录装置植入硬脑膜（一层附着于颅骨内面的结缔组织膜）下的大脑皮层，进行高通量的神经信号采集。
侵入式脑机接口，其优势是电极与大脑的神经元近距离接触，能进行高通量、高质量的神经信号采集；但其风险比另两种技术路线高，存在神经外科手术、植入物放置所引发的长短期安全风险，包括手术过程中和手术后的组织损伤、感染风险，以及脑损伤、炎症反应、骨骼异常生长、电磁辐射等长期风险。
非侵入式脑机接口技术风险很低，但功能有限。其产品形态通常是穿戴式设备，将采集脑电信号的电极附着在头皮上，提取神经元活动混合并经过颅骨衰减后的信号，精度较低。
植入小董大脑里的产品则与二者都不同。源于博睿康医疗科技（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的NEO脑机接口产品采用的则是第三种技术路线——“半侵入式”微创技术。NEO系统采用无线微创设计，体内机埋在颅骨内，电极覆盖在硬膜外（硬膜位于颅骨和大脑皮层之间，起到保护神经组织作用），不损伤大脑细胞。
居家使用时，体外机隔着头皮给体内机供电，并接收脑内的神经信号，传送到电脑或者手机上，借助解码算法实现脑机接口通信。通过长期动物试验已验证，NEO脑机接口既不会破坏神经组织，采集到的信号强度和分辨率也较高，由于采用近场无线供电和通信技术，患者体内也无需装电池。科学家为记者比喻，“脑机接口的植入就像买了一台全自动洗衣机，经过工程师指导后，患者和家属完全可以居家自己操作。”
脑机接口前沿研究正在推进
据悉，上海持续深化研究脑机接口前沿技术创新与未来产业培育，聚焦侵入式、半侵入式赛道，重点推进脑机接口产品化、建设共性技术研发服务平台、推动临床试验与应用示范、健全产品标准与检测体系、培育产业生态。同时，支持非侵入式脑机接口产品进一步提升技术水平和应用规模。力争2027年，脑机接口产品在国内率先实现临床应用，帮助瘫痪、失语、神经性疾病等患者极大改善生活质量，创新生态初步构建。
脑机接口除了在神经病学领域广泛拓展，也越来越多地被应用到精神、情绪相关邻域地临床研究中。
上海交通大学计算机科学与工程系教授、零唯一思首席科学家吕宝粮透露，在数据采集上，脑机接口公司零唯一思以便携式眼动追踪设备获取的高质量眼动信号作为补充。
“我们正在开发一种基于嗅觉的情绪诱发范式，希望通过多感觉的情绪诱发和多模态的数据分析，实现更精准的情绪解码，以寻找抑郁症客观评估的生物标志物。”吕宝粮说。目前，公司自主研发的7台多模态抑郁症评估原型机和零唯数据采集系统已在3家三甲医院精神科完成部署，实现4500余人次的患者抑郁状态评估与健康受试者的多模态数据采集。
未来，研究员将通过脑机接口采集并解析语言解码、语言重建、意识理解、意识恢复等多个脑功能，将采集到的大脑指令传输到相关机器上，并由机器完成大脑的指令，真正做到“随心所欲”。
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来源 | 解放日报、文汇报等
编辑 | 木白
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