近日，北京在腦機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，實現(xiàn)腦機接口通信。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)換成計算機聽得懂的語言，實現(xiàn)大腦和計算機之間直接通信，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，通過植入腦機接口裝置，將內(nèi)機埋在顱骨內(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、智能手機打字等功能方面的臨床研究將進(jìn)一步開展。
