腦機接口 離我們還有多遠
重慶搶抓風口開展探索研究 已在醫學領域實施臨床應用
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三月二十三日,重醫附二院,患者通過腦機接口主動康復系統進行康復訓練。記者 張春曉 攝\視覺重慶
用意念就能操控無法自主運動的手,這些曾在銀幕上震撼人心的場景,通過腦機接口技術正在變成現實。
3月23日,重醫附二院神經中心的西南地區首個腦機接口臨床研究型病房裡,當康復治療師的指令下達后,左側肢體癱瘓的患者在氣動手套助力下,左手緩緩完成一次握拳動作。幫助他左手完成這個動作的,正是腦機接口主動康復系統,他是該院第100例接受這項康復訓練的癱瘓患者。
今年全國兩會期間,腦機接口首次被寫入政府工作報告,在“十五五”規劃綱要草案中,它與量子科技、具身智能、6G等一同被納入前瞻布局重點。
到底什麼是腦機接口?它會給普通人帶來什麼?近日,記者圍繞相關話題進行了採訪。
什麼是腦機接口
直接讀取和解析腦電信號,實現大腦與外部設備之間信息交互
“接了腦機接口,癱了的人就和正常人一樣了?”“醫生,我老伴可以做腦機接口不?”
近期,無論是在門診還是在病房,重醫附一院神經外科主任楊剛時常被患者追問這樣的問題。
究竟什麼是腦機接口?
“腦機接口其實是一種技術。”楊剛稱,它是一種通過直接讀取和解析腦電信號,實現大腦與外部設備之間信息交互的技術。大腦是一台高度復雜的“生物電計算機”,當人產生思考、運動或感覺時,大腦會產生腦電信號,腦機接口就是採集這些信號,並通過算法進行解碼,從而理解人的意圖,再將其轉化為可驅動外部設備或調控大腦功能的指令,從而實現腦機交互,幫助功能障礙患者重新建立大腦與身體之間的功能。
“事實上,重慶已經在腦機接口領域發力了。”重慶醫科大學科研處處長趙敬介紹,重慶啟動了智慧醫療裝備“雙十”攻堅行動,並把侵入式腦機接口列入前沿技術攻關范圍﹔2025年底,我市還出台《重慶市智慧醫療裝備產業創新發展行動計劃(2025—2027年)》,把腦機接口納入全市重點培育的高端治療裝備賽道。
“我們學校也提早在腦機接口領域布局,成功研制了全球首台套雙頻球形經顱聚焦超聲治療監控一體化恆河猴原理樣機等儀器,在重大腦疾病的臨床前研究中驗証了超聲調控寫入技術在疾病干預與功能修復中的安全有效性,並在2024年獲得了國家重大儀器專項資助。”趙敬說。
腦機接口帶來了什麼
從“掰手指”到“想一下”
記者調查發現,目前腦機接口在醫學領域主要針對的是神經功能障礙患者,它的出現,讓癱瘓、重度失語、癲癇、帕金森病等疾病患者看到了希望。
前不久,楊剛團隊為一名60多歲的帕金森病患者實施了基於腦機接口的可感知腦起搏器植入手術。醫生在患者腦內精准植入電極,並在其胸口植入脈沖發生器。“與傳統的腦起搏器植入不同,電極能實時採集患者的腦電信號,我們通過分析和轉換患者的腦電信號,能更准確地調整腦起搏器的電刺激參數,讓治療效果更好。”主刀醫生詹彥教授說。
不僅是重醫附一院,重慶市人民醫院也開展了以脊髓電刺激為核心的促醒治療探索,把神經調控技術用於長期意識障礙患者的功能恢復。重醫附二院、附一院先后成立腦機接口臨床研究型病房,為功能障礙患者提供康復訓練。
“幫助患者訓練的是腦機接口主動康復系統,由腦電採集設備、主機、氣動手套等組成。當患者想抓東西時,並不需要真正用力,而是反復進行一個動作——在腦海中想象自己正在抓東西。其腦部的電極會將這一想法轉化為可識別的腦電信號,系統將這些信號捕捉后,通過主機進行分析和解碼,再實時傳輸到氣動手套上,原本無法自主活動的手部,就能在設備輔助下完成抓握、張開等動作。”重醫附二院神經內科主任陳陽美介紹,相比傳統的靠康復師一對一“掰手指式”的人工被動訓練,通過腦機接口康復訓練的強度與效率顯著提升。隨著訓練次數增加,患者對動作的控制感也會逐步增強,最終目標是脫離設備后仍能實現自主抓握。
“我們還准備成立神經外科、神經內科、康復科、精神科、放射科等多個學科深度融合的腦機接口研究轉化與臨床診療中心,為功能性神經疾病患者提供基於腦機接口的診療服務。”重醫附一院副院長、神經外科專家何建國教授說,該院還將腦機接口納入醫院“揭榜挂帥”項目,並給予政策支持。
腦機接口尚在起步階段
產業發展任重道遠
“腦機接口還處在起步階段,要實現真正的人機交互,還有很長的路要走。”重醫附一院神經外科副主任程崇杰說,人腦包含約860億個神經元,這些神經元通過電化學信號進行信息傳遞,形成復雜的神經網絡,要從海量且雜亂的信號中找到某個動作所對應的信號非常難。
重醫附一院神經外科蔣理教授稱,神經信號容易受到環境噪聲和生理信號干擾,這就需要更先進的採集設備和信號處理算法來提高可靠性。人類對神經編碼機制的理解還處於初級階段,如何更深層次地解碼復雜運動控制、認知與情感意圖仍需底層科學的突破。
“腦機接口在倫理和隱私方面也引發廣泛討論,如何保護個人隱私並建立合理的監管體系,以及設備輕量化,讓腦機接口能逐步下沉至社區、走進居民家庭,也是未來產業發展必須面對的重要問題。”楊剛說。
重慶應該如何抓住風口,促進相關產業發展?對此,趙敬認為,從熱度走向高質量發展,重慶首先需要聚焦重大疾病場景,加大癲癇、帕金森病、卒中后功能障礙、意識障礙、抑郁症和慢性疼痛等疾病的臨床轉化,形成“技術—臨床—支付—產業”的閉環。
其次,要補齊核心器件和系統集成短板,圍繞電極、芯片、信號處理、閉環刺激、植入裝置、小型化設備等做系統攻關,避免長期停留在“用別人的技術”層面。
最后,在醫療應用方面,需要構建包括研究型病房、多中心臨床驗証平台、器械注冊服務、倫理審查、投融資支持、成果孵化和場景開放等更加完整的創新生態,在“醫療型腦機接口”賽道形成區域優勢,率先形成一批有辨識度的腦機接口臨床應用場景和創新產品。(新重慶-重慶日報記者 李珩)
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