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北京日报:全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功 我国脑机接口技术再获突破
来源: 北京日报20230506 3版发稿时间:2023-05-06 14:32

介入式脑机接口非人灵长类动物试验手术实景。

试验通过介入式脑机接口实现动物主动控制机械臂。

  本报讯(记者 白波 通讯员 乔仁铭)昨天,全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功。试验在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂,对推动脑科学领域研究具有重要意义,标志着我国脑机接口技术跻身国际领先行列。

  此次试验由南开大学教授段峰团队牵头,与中国人民解放军总医院(301医院)、上海心玮医疗科技股份有限公司联合完成。试验是在前期介入式脑机接口动物(羊)试验基础上取得的进一步成果,实现了介入式脑电信号从被动采集到主动控制的技术飞跃,突破了血管内脑电信号采集、介入式脑电信号识别等核心技术。

  脑机接口技术可以将脑电信号转换为控制指令,从而帮助运动功能障碍患者如脑卒中、渐冻症等与外部设备交互,提升生活质量。技术研究过程中发现,侵入式脑机接口创伤大,例如美国马斯克的Neuralink公司侵入式脑机接口试验猴已有多只死亡;非侵入式脑机接口易受大脑容积导体效应的影响,脑电信号长期稳定性差。段峰团队牵头研发的介入式脑机接口通过介入手术将介入脑电传感器贴附在猴脑血管壁上,无需开颅手术即可采集到颅内脑电信号,相较于传统侵入式和非侵入式脑机接口,兼顾了安全性、识别稳定性。

  此次试验的介入手术由解放军总医院第一医学中心神经外科吴东东团队操作完成。介入式脑电传感器通过颈静脉,进入矢状窦,到达猴运动皮层脑区。在术后成功采集并识别到非人灵长类动物介入式脑电信号,实现了动物对机械臂的主动控制。

  段峰介绍,此次在非人灵长类动物脑内开展的介入式脑机接口试验研究成果,促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进,有助于推动医疗企业产业升级,通过医工结合打造高端医疗设备民族品牌,未来在脑疾病医疗康复领域市场前景广阔。

  专访

  脑机接口抵达临床还要多久?

  本报记者 孙乐琪

  什么是脑机接口?全球正在推进研发的脑机接口有哪些种类?从动物试验抵达临床还有多远的路要走?记者就此采访了正在参与该项目研发、试验的宣武医院神经外科马永杰博士。

  记者:目前正在推进研发的脑机接口主要有几种?各有什么特点?

  马永杰:脑机接口技术可以将脑电信号转换为控制指令,从而帮助运动功能障碍患者如脑卒中、渐冻症等与外部设备交互,提升生活质量。

  目前脑机接口主要有三种。包括侵入式脑机接口、非侵入式脑机接口和介入式脑机接口。

  其中侵入式脑机接口是以开颅等方式,将电极植入大脑皮层功能区附近;非侵入式脑机接口通过头皮采集脑电信号,优点是安全,缺点是隔着头皮采集到的信号纯度和信噪比较差,质量不高;介入式脑机接口是通过微创介入方式,将血管穿刺小口,通过类似心脏支架的微创手术实现脑机连接。创伤较侵入式脑机接口更小,信号质量较非侵入式脑机接口更高。

  记者:我们在进行非人灵长类脑机接口试验之前,还曾进行过怎样的探索?

  马永杰:去年,团队曾在羊身上完成了首例介入式脑机接口动物试验。脑电极植入术由介入机器人辅助完成,我在主端操作完成了部分血管造影。试验最终在羊脑血管内完成了传感器植入,并成功采集到了脑电信号。

  不过,该试验前后共进行了3次。过程中,我们不断总结经验,在支架电极设计、信号提取、手术操作上不断优化,以求达到更好的试验效果。

  记者:目前,我们已经可以完成非人灵长类动物试验了,脑机接口技术离抵达临床还有多远的路要走?

  马永杰:完成首例动物试验是突破性的进步,是从0到1的进步。但抵达临床是一个从1到100的过程,可以说我们还有很远的路要走。

  下一步,还有优化电极设计,验证其在动物体内长期植入的安全性、可靠性,采集后信号的进一步分析、加工、转化等工作要完成。介入式脑机接口真正走到临床,可能还要5年,甚至更长的时间。

  记者:除了为各类神经功能性疾病患者带来福音以外,未来,脑机接口技术还有可能应用在更加广阔的场景吗?比如记忆的存储和移植?

  马永杰:脑机接口实际上是对不同部位的脑分区进行“脑密码”解析的途径,通过它我们可以更好地解析大脑的功能。

  未来在一定程度上将人类的思考、意识、记忆存储下来,不是完全没有可能。你甚至可以让想象得更加“科幻”一点,比如意识的直接显示、通过意识实现驾驶等,都不是没有可能。只不过这需要一个较长的周期。

  报纸电子版链接:https://bjrbdzb.bjd.com.cn/bjrb/mobile/2023/20230506/20230506_003/content_20230506_003_1.htm?storyId=AP64555c67e4b05339adcd181b&userID=5bbca70ee4b0d0a23da0d11e,1&isshare=1&channelId=newspaperBjrb&columnId=5f094d09e4b086b26e065130&contentType=12&isBjh=0

审核:韦承金

编辑:南欣

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