全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口在北京試驗成功_風聞

文/觀察未來科技

日前，由南開大學教授段峯團隊牽頭與中國人民解放軍總醫院（301醫院）、上海心瑋醫療科技股份有限公司聯合完成的，全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口在北京試驗成功，實驗人員在猴腦內實現了介入式腦機接口腦控機械臂。該實驗對推動腦科學領域的研究發展具有重要意義，標誌着我國腦機接口技術躋身國際領先行列。

什麼是腦機接口？

所謂腦機接口，指在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接，實現腦與設備的信息交換。腦機接口技術則是可以將腦電信號轉換為控制指令，從而幫助運動功能障礙患者如腦卒中、漸凍症等與外部設備交互，從而提升生活質量。

目前，腦機接口方式主要有兩種，分別是侵入式腦機接口和非侵入式腦機接口。其中，侵入式腦機接口是將電極植入大腦皮層功能區附近；由於直接接觸大腦皮層，這種方式獲取的腦電信號是準確度最高的，但也由於它採取的是有創的接入方式，因而會對人體造成較大損傷，並可能出現炎性反應、排異反應等。非侵入式腦機接口通過頭皮採集腦電信號，優點是安全，缺點是隔着頭皮採集到的信號純度和信噪比較差，質量不高。而此次的介入式腦機接口實際上就是侵入式腦機接口的一種，通過微創介入方式，將血管穿刺小口，通過類似心臟支架的微創手術實現腦機連接；創傷較以往的侵入式腦機接口更小，信號質量較非侵入式腦機接口更高。

腦機接口技術在中國的發展

去年，研究團隊在羊身上完成了首例介入式腦機接口動物試驗。腦電極植入術由介入機器人輔助完成，研究人員則在主端操作完成了部分血管造影。試驗最終在羊腦血管內完成了傳感器植入，併成功採集到了腦電信號。當時，該試驗前後共進行了3次。過程中，研究團隊不斷總結經驗，在支架電極設計、信號提取、手術操作上不斷優化，以求達到更好的試驗效果。

在此基礎上，此次在猴腦內實現介入式腦機接口腦控機械臂的實驗取得了進一步的發展。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；實現了介入式腦電信號從被動採集到主動控制的技術飛躍，突破了血管內腦電信號採集、介入式腦電信號識別等核心技術；並在術後成功採集並識別到非人靈長類動物介入式腦電信號，實現了動物對機械臂的主動控制。

腦機接口的未來之路

此次在非人靈長類動物腦內開展的介入式腦機接口試驗研究成果，是從0到1的進步，促進了介入式腦機接口從實驗室前瞻性研究向臨牀應用邁進。下一步，將通過優化電極設計，驗證其在動物體內長期植入的安全性、可靠性，採集信號後的進一步分析、加工、轉化等工作完成，這將有助於推動醫療企業的產業升級。未來，介入式腦機接口在腦疾病醫療康復領域的市場前景將會非常廣闊，而介入式腦機接口真正走到臨牀，則還需要一段漫漫的鑽研之路。