意念控物已在路上

腦機接口這一曾經出現在科幻電影中的“意念控制術”，如今正從夢想照進現實。記者從中國科學院獲悉：近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心聯合復旦大學附屬華山醫院及相關企業，成功開展了我國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨牀試驗。該成果標誌着我國成為繼美國之後，全球第二個將侵入式腦機接口技術推進到臨牀試驗階段的國家。

受試者是一位因高壓電事故導致四肢截肢的男性。今年3月，兩根僅有頭髮絲百分之一粗細的柔性電極通過微創手術埋入了他的大腦皮層，連接到一枚硬幣大小、鑲嵌於顱骨的植入體上。通過這個系統，採集到的大腦信號會以無線的方式傳輸給外部設備，並解碼成計算機能夠理解的操作意圖。

“目前，受試者術後未出現感染和電極失效的情況。”腦智卓越中心研究員趙鄭拓告訴記者，經過2周至3周的訓練，受試者已能用“意念”操控電腦下象棋、玩賽車遊戲。

根據設備與大腦組織的接觸程度，腦機接口通常分為侵入式、半侵入式和非侵入式三類，其中侵入式採集信號質量最好，難度也最大。中國科學院院士、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明説，全球腦機接口的研究已開展近30年，其中一類就是把電極插入病患大腦的某個區域進行治療。此前，科研人員一直未能很好地解決腦機接口設備微小化、系統化、無線化的問題，患者頭上常常要套一個笨重的大“鋼盔”，才能實現大腦與外界的連通，通過“鋼盔”採集、讀取腦神經信號來控制外部設備。

不僅僅是“傻大粗”的問題，以往硬質材料的電極植入後，還可能對腦組織造成損傷。趙鄭拓介紹，瞄準這些痛點，團隊研製及生產的神經電極，讓腦細胞幾乎“意識”不到旁邊有異物，可有效降低對腦組織的損傷。而且，它還具備高密度、大範圍、高通量、長時間的信號採集能力。目前，該超柔性神經電極已相繼完成在齧齒類、非人靈長類和人腦中長期植入與穩定記錄驗證，這為植入式腦機接口前端電極組織相容性差和信道帶寬窄等問題提供了更好的解決方案。

精準定位和植入也是整個手術成功的關鍵。“高精度的電極植入可以為後續的信號採集和解碼奠定重要基礎。”華山醫院神經外科副主任醫師路俊鋒介紹，在為受試者進行手術前，他們採用了功能磁共振成像聯合CT影像技術，重構了受試者專屬三維模型與人腦運動皮層的詳細功能地圖以確保植入位置的精確性。整個手術過程精確到毫米級別，最大限度地保證了安全性和有效性。

“未來，隨着該侵入式系統腦機接口系統獲批註冊上市，完全性脊髓損傷、雙上肢截肢及肌萎縮側索硬化症患者羣體的生存質量有望得到顯著改善。”趙鄭拓表示，下一步項目團隊會嘗試讓受試者使用機械臂，以及控制複雜物理外部設備，拓展其生活邊界。