“隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展迅猛，腦機接口（BCI）為神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療開辟了新的道路，在醫(yī)療健康領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景?！痹诓痪们芭e行的2024中關(guān)村論壇年會平行論壇“腦機接口創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用論壇”上，中國科學(xué)院院士、首都醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)外科學(xué)院院長趙繼宗表示。

　　中國工程院院士顧曉松也指出，近20年來，腦機接口技術(shù)飛速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸擴大。

　　但與會專家們同時也認(rèn)為，由于目前腦機接口技術(shù)還處于研發(fā)階段，許多技術(shù)難點和倫理問題尚待解決，距離相關(guān)產(chǎn)品上市應(yīng)用還有很長的路要走。

　　開啟醫(yī)學(xué)新篇章

　　對于一些傳統(tǒng)治療手段難以解決的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，提供了一條新的解決路徑

　　近年來，隨著相關(guān)領(lǐng)域的研究不斷取得突破，腦機接口技術(shù)和應(yīng)用成為全球最熱的賽道之一。在醫(yī)療健康領(lǐng)域，專家認(rèn)為，該項技術(shù)對于一些傳統(tǒng)治療手段難以解決的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如癲癇、阿爾茲海默病、癱瘓等，提供了一條新的解決路徑，有望開啟“醫(yī)學(xué)新篇章”。

　　據(jù)介紹，根據(jù)腦信號采集方式，腦機接口大致可分為侵入式和非侵入式兩種形式，這兩種形式均可實現(xiàn)“從腦到機”（將信號轉(zhuǎn)換成意圖運動指令）和“從機到腦”（將與外部環(huán)境交互的設(shè)備捕獲的感覺信息傳遞至大腦）的雙向互動。

　　本次論壇上，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院院長趙國光重點分享了該院在侵入式腦機接口方面的臨床試驗案例。所謂侵入式腦機接口，就是通過開顱的方式，將電極直接與腦硬膜外、腦皮質(zhì)表面、腦細(xì)胞等直接接觸，進(jìn)而完成一系列腦機交互。2023年10月，由清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授和趙國光帶領(lǐng)的聯(lián)合科研團(tuán)隊，完成了無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO（Neural Electronic Opportunity）的工程開發(fā)和臨床場景搭建，在宣武醫(yī)院實施了首例臨床試驗。參與此次臨床試驗的患者楊某，通過NEO使用外部輔助手套訓(xùn)練半年后，成功實現(xiàn)了自主開瓶蓋喝水。此前該患者被美國脊髓損傷協(xié)會（ASIA）評分為A（最嚴(yán)重），其手部完全癱瘓，肘部稍有活動能力。趙國光表示，宣武醫(yī)院將持續(xù)開展NEO在輔助進(jìn)食、操控智能輪椅等方面的臨床研究。

　　除了“從腦到機”外，“從機到腦”在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面也取得進(jìn)展。2022年，宣武醫(yī)院與杭州一家醫(yī)療科技公司合作，將一種反應(yīng)性刺激（RNS）閉環(huán)腦機接口成功應(yīng)用到癲癇患者臨床試驗中。在經(jīng)過1個月的治療后，受試者每月癲癇平均發(fā)作次數(shù)由730次降低至480次，在2個月治療后發(fā)作次數(shù)進(jìn)一步降低至57次，在第4個月后，每月發(fā)作次數(shù)已趨近于0。自2021年以來，該臨床試驗已對40余例患者實施治療，效果良好。

　　此次論壇也展示了非侵入式腦機接口的部分研究成果。所謂非侵入式腦機接口，是通過附著在頭皮上的穿戴設(shè)備（如腦電帽、近紅外頭盔或磁共振頭線圈等）來測量大腦的電活動或代謝活動，以實現(xiàn)“從腦到機”或“從機到腦”的功能。

　　天津大學(xué)副校長明東介紹，2023年，該校與天津醫(yī)院展開合作，自主研發(fā)了一種腦機微信操作系統(tǒng)，讓一名雙手粉碎性骨折、喪失了打字能力的患者通過意念能夠打字發(fā)送微信消息。

　　發(fā)展道阻且艱

　　面臨對于大腦工作原理認(rèn)知不夠清晰、技術(shù)不夠成熟以及一些倫理問題等挑戰(zhàn)

　　不可否認(rèn)的是，在具有無限想象空間的同時，由于足夠“新”，腦機接口技術(shù)在臨床研究上也面臨著諸多挑戰(zhàn)，如對于大腦工作原理認(rèn)知不夠清晰、技術(shù)不夠成熟以及一些倫理問題等。

　　趙繼宗直言，盡管腦科學(xué)研究借助CT和磁共振（MRI）等先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)能夠深入觀察神經(jīng)元和大腦的結(jié)構(gòu)及物質(zhì)基礎(chǔ)，然而人類對于大腦的認(rèn)知理解仍然非常有限，“進(jìn)一步研究和理解大腦工作原理是推動腦機接口技術(shù)發(fā)展的首要關(guān)鍵”。

　　趙繼宗認(rèn)為，需要通過更多的研究來探索腦神經(jīng)信號的生成和傳遞過程，從而更精確地解析大腦工作原理。不僅如此，在研究腦原理的過程中，大腦信號的采集、處理、解碼、反饋設(shè)備也有一定的制造難度，相關(guān)技術(shù)也亟待突破?！爸踩腚姌O如何保證長期安全和采集高精度的腦信號，降低人腦排異反應(yīng)是目前的一大技術(shù)難點?！壁w繼宗說。

　　今年5月，馬斯克旗下Neuralink公司發(fā)文稱，首例侵入式腦機接口受試者在植入手術(shù)后的幾周內(nèi)，許多布局于腦皮質(zhì)內(nèi)的柔性導(dǎo)線從大腦中縮回，導(dǎo)致有效電極的數(shù)量減少，使腦與機的信號傳輸速率降低。不過，Neuralink公司并未透露出現(xiàn)問題的電極數(shù)量。為了應(yīng)對這一變化，Neuralink公司改進(jìn)了將這些信號轉(zhuǎn)換為光標(biāo)移動的技術(shù)，并增強了用戶界面，以提升受試者控制光標(biāo)的能力。

　　除上述問題外，腦機接口技術(shù)用于治療疾病涉及到諸多倫理問題，尤其是侵入式腦機接口的倫理問題。

　　此前，為防范腦機接口研究與技術(shù)應(yīng)用過程中的科技倫理風(fēng)險，國家科技倫理委員會人工智能倫理分委員會編制了《腦機接口研究倫理指引》，供相關(guān)科研機構(gòu)和科研人員參考使用。不過專家坦言，目前人對大腦的認(rèn)知不夠全面，隨著研究不斷推進(jìn)，新的倫理問題也會隨之出現(xiàn)，現(xiàn)有的文件還需適時修訂。

　　趙繼宗認(rèn)為，對于接受腦機接口技術(shù)治療的患者，他們的信息安全也至關(guān)重要。在腦機接口技術(shù)應(yīng)用的過程中，如何對腦活動數(shù)據(jù)進(jìn)行有效安全的管理并制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，用以保護(hù)病人的隱私，還有待進(jìn)一步研究。

　　整合資源實現(xiàn)突破

　　亟待構(gòu)建良好生態(tài)引領(lǐng)發(fā)展的未來產(chǎn)業(yè)孵化平臺，發(fā)揮“政產(chǎn)學(xué)研用”橋梁紐帶作用，為我國腦機接口、腦機交互、腦機智能領(lǐng)域規(guī)劃布局提供支撐，加強跨領(lǐng)域與跨行業(yè)交流，推動技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用探索

　　“要想進(jìn)一步推動腦機接口產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，亟待構(gòu)建良好生態(tài)引領(lǐng)發(fā)展的未來產(chǎn)業(yè)孵化平臺?！鳖檿运杀硎?。

　　趙繼宗也建議，發(fā)揮“政產(chǎn)學(xué)研用”橋梁紐帶作用，為我國腦機接口、腦機交互、腦機智能領(lǐng)域規(guī)劃布局提供支撐，加強跨領(lǐng)域、跨行業(yè)交流，推動技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用探索。近年來，我國陸續(xù)出臺一些政策，對腦機技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展給予鼓勵和支持。

　　2023年1月，工業(yè)和信息化部等17個部門印發(fā)《“機器人+”應(yīng)用行動實施方案》，明確提出要圍繞神經(jīng)系統(tǒng)損傷、損傷后腦認(rèn)知功能障礙、癱瘓助行等康復(fù)治療需求，突破腦機交互等技術(shù)，開發(fā)用于損傷康復(fù)的輔助機器人產(chǎn)品；推動腦機接口輔助康復(fù)系統(tǒng)等新技術(shù)新產(chǎn)品加速應(yīng)用。

　　2024年1月，工業(yè)和信息化部等七部門印發(fā)《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，提出六大重點任務(wù)。其中，在全面布局未來產(chǎn)業(yè)方面，要研發(fā)腦機交互等先進(jìn)技術(shù)的高端醫(yī)療裝備和健康用品；在打造標(biāo)志性產(chǎn)品方面，要突破腦機融合、類腦芯片、大腦計算神經(jīng)模型等關(guān)鍵技術(shù)和核心器件，研制一批易用安全的腦機接口產(chǎn)品；在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)支撐體系方面，聚焦腦機接口等重點領(lǐng)域，制定標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，研制基礎(chǔ)通用、關(guān)鍵技術(shù)、試驗方法、重點產(chǎn)品、典型應(yīng)用以及安全倫理等標(biāo)準(zhǔn)，適時推動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定。

　　但目前，相關(guān)政策的支持和鼓勵還需要進(jìn)一步細(xì)化和落地。趙繼宗表示，腦機接口臨床試驗研究的納排標(biāo)準(zhǔn)也需相關(guān)文件指導(dǎo)?！笆裁礃拥牟∪四苁褂媚X機接口治療，什么樣的病人不能；納入、排除、剔除和終止的標(biāo)準(zhǔn)是什么，等等，也需要有相應(yīng)的規(guī)范。”

　　顧曉松強調(diào)，要充分發(fā)揮國家重大創(chuàng)新平臺、高?？蒲性核c企業(yè)的聯(lián)合作用。

　　令人欣喜的是，2023年2月，中國信息通信研究院、清華大學(xué)、天津大學(xué)、天壇醫(yī)院等幾十家腦機接口領(lǐng)域高校、科研機構(gòu)、企業(yè)共同發(fā)起成立了腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，力求集眾家之長，在腦機接口相關(guān)研究上發(fā)揮作用。據(jù)明東介紹，該聯(lián)盟在關(guān)鍵器件方面已有突破性進(jìn)展。例如，為解決傳統(tǒng)濕電極操作繁瑣、傳統(tǒng)干電極性能較差等問題，由天津大學(xué)研制的“新型軟梳電極”已獲得了發(fā)明專利授權(quán)。同時，為打破國外對我國高性能腦電采集芯片的封鎖，該聯(lián)盟正加大力度研發(fā)國產(chǎn)芯片。

　　同時，醫(yī)學(xué)界也在積極努力。今年3月，中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)外科學(xué)分會年會在昆明召開，會上50多名神經(jīng)外科醫(yī)生進(jìn)行了腦機接口臨床醫(yī)學(xué)研究的共識討論。

　　趙繼宗坦言：“共識的目的是為了更好地、積極地投入腦機接口的研發(fā)并保護(hù)病人的安全。”（高群）

　　轉(zhuǎn)自：中國醫(yī)藥報

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