脑机接口如何变为现实?来看华西医院的新突破
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2025-05-21 18:00:27
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脑机接口是指通过脑电信号将生物大脑与计算机或其他外围设备连接,进行控制和通讯等智能交互方式。作为科幻作品中的“常客”,脑机接口往往与瘫痪者行走、失语者“说话”、盲人“复明”等画面关联,而随着技术不断发展,脑机接口也确实正在让这些画面成为现实。

5月12日,四川省经济和信息化厅等八部门联合印发《四川省脑机接口及人机交互产业攻坚突破行动计划(2025—2030年)》,明确提出支持四川大学华西医院四川省人民医院等综合性医院,常态化开展植入式脑机接口手术。当下的脑机接口技术发展为医疗领域带来哪些改变?它又如何让科幻想象变成现实?日前,记者走进四川大学华西医院,了解了当前最前沿的研究成果。

全球首款自主研发

非侵入式脑机接口让瘫痪者行走

一个白色的头戴式设备,外观与电动自行车头盔相似,插上电极,打开接口,戴在患者头上,就能帮助因脑卒中偏瘫的患者重新掌握身体的“主动权”。在四川大学华西医院“脑机接口”媒体沟通会的现场,记者见到了这个全球首款利用神经可塑性的原理进行开发的脑机接口设备——“魔笛”。

四川大学华西医院智能可穿戴老年健康管理系统实验室主任、特聘研究员江宁告诉记者,“魔笛”可以在300毫秒内识别患者脑部发出的运动意识信号,采取人工措施激发对应的肢体运动(比如,控制患者的外骨骼或者用电刺激相关肌肉来产生相应的动作),促使大脑产生正确的感觉反馈,令破损的脑区神经重新连接或在空白脑区搭建新的神经通路

“我们研究的目的不是为了功能替代,而是想通过反复的人工意识和肢体运动,形成一条‘首先产生运动意识,再产生感觉反馈’的运动意识闭环,让患者康复。”江宁说,“预计‘魔笛’在2027年春节前后取得三类医疗器械证之后便可以进入医院,进行大规模使用。”

实际上,这样的非侵入式脑机接口不仅运用在卒中康复中。通过对脑电信号的捕捉、分析,非侵入式脑机接口还可以筛查出处于轻度认知障碍阶段(老年痴呆潜伏期)的患者,并对其进行颅电-磁刺激干预治疗,形成一个从筛查到治疗的闭环体系,实现老年痴呆早筛、早诊、早干预的目标。

世界范围内首个运用

侵入式脑机接口实现脑肿瘤精准切除

像“魔笛”这样的非侵入式设备只是脑机接口的形式之一,在神经外科领域,侵入式脑机接口的研究应用使得胶质瘤手术实现了从“0”到“1”的技术攻关。与非侵入式脑机接口通过头皮传感器采集信号不同,侵入式脑机接口通过手术深入到颅骨以下,对大脑中的组织进行信号采集、记录,模糊的脑瘤和脑组织边界变得清晰。

“癌症界”有两个癌王,一个是胰腺癌,另一个是脑胶质瘤,俗称脑癌。每年中国瘫痪的患者有1200万人,其中相当一部分是脑肿瘤和功能区手术导致的,对于脑癌治疗,所有共识指南中均支持最大程度的安全切除。

四川大学神经外科副教授杨渊介绍,脑内的恶性肿瘤为浸润性地生长,与大脑神经元盘根交错,如何在保留大脑功能区域完好的同时干净切除肿瘤,是脑癌手术最大的难点。“以前,我们只能通过影像学、超声、核磁共振,甚至在手术中唤醒患者等方式,主观判断哪里是大脑功能区,哪里是肿瘤,这个过程对患者来说很痛苦,甚至很可能引发癫痫。但脑机接口的出现为问题解决提供了新的思路。”

记者了解到,侵入式脑机接口能够通过脑电信号解码,区别肿瘤的电信号与正常神经元电信号,判断脑部组织到底是肿瘤还是神经元,辅助医生对肿瘤边界进行判断,从而提高医生对于肿瘤的全切率。四川大学华西医院神经外科学科主任、主任医师毛庆分享了一组数据,如果用传统手术方式进行脑胶质瘤切除手术,手术致残率大概在70%,但采取新脑机接口技术,致残率可降到10%以下。

“将脑机接口技术用于脑胶质瘤手术,在世界范围内,我们排第一。”毛庆说,除安全外,侵入式脑机接口技术形成的产品还可以降低技术使用门槛。“举个简单的例子,以前照相要专业人员,但傻瓜相机出现让非专业人员也能拍照。侵入式脑机接口产品推广后,基层医院的医生也能使用其进行手术。”

成都日报锦观新闻 记者 胡瑰玮 图片 受访单位 编辑 曾雪柔

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