5月4日，全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗在北京取得成功。試驗在猴腦內(nèi)實現(xiàn)了介入式腦機接口腦控機械臂，對推動腦科學(xué)領(lǐng)域研究具有重要意義，標(biāo)志著我國腦機接口技術(shù)躋身國際領(lǐng)先行列。

此次試驗由南開大學(xué)教授段峰團隊牽頭，與中國人民解放軍總醫(yī)院（301醫(yī)院）、上海心瑋醫(yī)療科技股份有限公司聯(lián)合完成。試驗是在前期介入式腦機接口動物（羊）試驗基礎(chǔ)上取得的進一步成果，實現(xiàn)了介入式腦電信號從被動采集到主動控制的技術(shù)飛躍，突破了血管內(nèi)腦電信號采集、介入式腦電信號識別等核心技術(shù)。

腦機接口技術(shù)可以將腦電信號轉(zhuǎn)換為控制指令，從而幫助運動功能障礙患者如腦卒中、漸凍癥等與外部設(shè)備交互，提升生活質(zhì)量。技術(shù)研究過程中發(fā)現(xiàn)，侵入式腦機接口創(chuàng)傷大，例如美國馬斯克的Neuralink公司侵入式腦機接口試驗猴已有多只死亡；非侵入式腦機接口易受大腦容積導(dǎo)體效應(yīng)的影響，腦電信號長期穩(wěn)定性差。段峰團隊牽頭研發(fā)的介入式腦機接口通過介入手術(shù)將介入腦電傳感器貼附在猴腦血管壁上，無需開顱手術(shù)即可采集到顱內(nèi)腦電信號，相較于傳統(tǒng)侵入式和非侵入式腦機接口，兼顧了安全性、識別穩(wěn)定性。

此次試驗的介入手術(shù)由解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)外科吳東東團隊操作完成。介入式腦電傳感器通過頸靜脈，進入矢狀竇，到達猴運動皮層腦區(qū)。在術(shù)后成功采集并識別到非人靈長類動物介入式腦電信號，實現(xiàn)了動物對機械臂的主動控制。

通過介入手術(shù)將介入腦電傳感器貼附在猴腦血管壁上，無需開顱手術(shù)即可采集到顱內(nèi)腦電信號。

段峰介紹，此次在非人靈長類動物腦內(nèi)開展的介入式腦機接口試驗研究成果，促進了介入式腦機接口從實驗室前瞻性研究向臨床應(yīng)用邁進，有助于推動醫(yī)療企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，通過醫(yī)工結(jié)合打造高端醫(yī)療設(shè)備民族品牌，未來在腦疾病醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域市場前景廣闊。

什么是腦機接口？全球正在推進研發(fā)的腦機接口有哪些種類？從動物試驗抵達臨床還有多遠的路要走？記者就此采訪了正在參與該項目研發(fā)、試驗的宣武醫(yī)院神經(jīng)外科馬永杰博士。

1、目前正在推進研發(fā)的腦機接口主要有幾種？各有什么特點？

馬永杰：腦機接口技術(shù)可以將腦電信號轉(zhuǎn)換為控制指令，從而幫助運動功能障礙患者如腦卒中、漸凍癥等與外部設(shè)備交互，提升生活質(zhì)量。

目前腦機接口主要有三種。包括侵入式腦機接口、非侵入式腦機接口和介入式腦機接口。

其中侵入式腦機接口是以開顱等方式，將電極植入大腦皮層功能區(qū)附近。由于直接接觸大腦皮層，這種方式獲取的腦電信號是準(zhǔn)確度最高的，但也由于它采取的是有創(chuàng)的接入方式，因而會對人體造成較大損傷，并可能出現(xiàn)炎性反應(yīng)、排異反應(yīng)等。

非侵入式腦機接口通過頭皮采集腦電信號，優(yōu)點是安全，缺點是隔著頭皮采集到的信號純度和信噪比較差，質(zhì)量不高。

介入式腦機接口是通過微創(chuàng)介入方式，將血管穿刺小口，通過類似心臟支架的微創(chuàng)手術(shù)實現(xiàn)腦機連接。創(chuàng)傷較侵入式腦機接口更小，信號質(zhì)量較非侵入式腦機接口更高。

2、我們在進行非人靈長類腦機接口試驗之前，還曾進行過怎樣的探索？

馬永杰：去年，團隊曾在羊身上完成了首例介入式腦機接口動物試驗。腦電極植入術(shù)由介入機器人輔助完成，我在主端操作完成了部分血管造影。試驗最終在羊腦血管內(nèi)完成了傳感器植入，并成功采集到了腦電信號。

不過，該試驗前后共進行了3次。過程中，我們不斷總結(jié)經(jīng)驗，在支架電極設(shè)計、信號提取、手術(shù)操作上不斷優(yōu)化，以求達到更好的試驗效果。

3、目前，我們已經(jīng)可以完成非人靈長類動物試驗了，腦機接口技術(shù)離抵達臨床還有多遠的路要走？

馬永杰：完成首例動物試驗是突破性的進步，是從0到1的進步。但抵達臨床是一個從1到100的過程，可以說我們還有很遠的路要走。

下一步，還有優(yōu)化電極設(shè)計，驗證其在動物體內(nèi)長期植入的安全性、可靠性，采集后信號的進一步分析、加工、轉(zhuǎn)化等工作要完成。介入式腦機接口真正走到臨床，可能還要5年，甚至更長的時間。

4、腦機接口技術(shù)帶領(lǐng)人們暢想了一個“人類攻克疾病”的偉大場景。目前，我們的“先驅(qū)者”走到哪一步了？

馬永杰：不久前，浙江醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院的張建民教授團隊在國內(nèi)首次通過對一位高位截癱志愿者腦內(nèi)植入電極，使其通過意念控制機械手臂的三維運動，完成進食、飲水和握手等一系列上肢重要功能運動。

從臨床醫(yī)生的角度來看，我認為這可以代表目前我國該領(lǐng)域最先進的水平。

5、除了為各類神經(jīng)功能性疾病患者帶來福音以外，未來，腦機接口技術(shù)還有可能應(yīng)用在更加廣闊的場景嗎？比如記憶的存儲和移植？

馬永杰：腦機接口實際上是對不同部位的腦分區(qū)進行“腦密碼”解析的途徑，通過它我們可以更好地解析大腦的功能。

未來在一定程度上將人類的思考、意識、記憶存儲下來，不是完全沒有可能。你甚至可以讓想象更加“科幻”一點，比如意識的直接顯示、通過意識實現(xiàn)駕駛等，都不是沒有可能。只不過這需要一個較長的周期。