脑机接口辅助技术帮助截瘫患者自主脑控喝水

近日，北京在脑机接口辅助疾病治疗领域再添关键新成果。首都医科大学宣武医院赵国光教授团队、清华大学医学院洪波教授团队近期召开无线微创脑机接口临床试验阶段进展总结会，宣布全球首例植入式硬膜外电极脑机接口辅助治疗颈髓损伤引起的四肢截瘫患者行为能力取得突破性进展。该患者接受脑机接口处理器植入脑硬膜外治疗后，可实现自主喝水等脑控功能，用“意念”控制瘫痪的身体成为现实。北京青年报记者采访了团队负责人，揭秘了这项技术背后的原理和应用前景。

首例患者已实现自主喝水

勇敢拥抱新技术，54岁的患者老杨是本次“第一个吃螃蟹的人”。14年前，老杨不幸因车祸导致颈椎C3-C4截断，脊髓损伤ASIA评分为A级，属颈椎处脊髓完全性损伤，长期处于四肢瘫痪状态。2023年10月24日，首都医科大学宣武医院赵国光教授团队、清华大学医学院洪波教授团队共同为老杨完成了无线微创植入脑机接口NEO（Neural Electronic Opportunity）首例临床植入试验，通过神经外科医生的精准操作，两枚硬币大小的脑机接口处理器被植入老杨的颅骨中，并成功采集感觉运动脑区的颅内神经信号。

手术后10天，老杨顺利出院回家。在居家使用时，体外机隔着头皮给体内机供电，并接收脑内的神经信号，传送到电脑或者手机上，实现脑机接口通信。经过三个月的居家康复训练，目前，老杨可以通过脑电活动驱动戴在手上的气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握准确率超过90%。经过一段时期的跟踪评估，老杨脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位测量均有改善。

用一个意念实现一个场景

如何理解这种脑机接口技术？首都医科大学宣武医院院长、北京学者赵国光介绍，人体的动作源自大脑意念产生脑电波，就像指挥部发出调集连队的信号。患者因为神经系统受损，“指挥部”和“连队”之间的“通信”受阻，脑机接口就是帮助重新打通这个链路。

以老杨为例，手术前，老杨表示希望能够恢复右手功能，于是医生在术中通过精准的手术导航，定位到老杨大脑中支配右手活动的脑区，再将电极放置在区域上，一共有8个接触点，用于采集大脑活动信号。同时，所搜集的信号会实时传输到电脑上，通过解码、数据分析，转换成计算机听得懂的语言，实现大脑和计算机之间直接通信，再通过连接患者身上的驱动装置，即气动手套，帮助老杨进行抓握、抬手等动作，真正实现“用一个意念实现一个场景”。

从全球范围来看，针对脑机接口相关技术的研究已经开展了几十年，目前有不少国家在从事相关技术的研发和应用，技术路径各有不同。

本次开展的首例植入式硬膜外电极脑机接口辅助治疗案例与既往技术有何区别？赵国光介绍，本项目在无线微创方面实现了两大突破，一方面，通过植入脑机接口装置，将内机埋在颅骨内，电极覆盖在硬膜外，在保证颅内信号质量的同时，不破坏神经组织；另一方面它采用了近场无线供电和传输信号，植入颅骨的体内机无需电池。

未来有望帮助癫痫等患者康复

该项无线微创脑机接口的临床试验分别于2023年4月通过宣武医院审查，10月开展了首例手术，并进行了国际和国内植入医疗器械临床试验注册（NCT05920174、沪械临备20230175）。

该项目的安全性如何？国家神经疾病医学中心科研转化部副主任魏鹏虎表示，植入电极的材质都是经过长期实践检验的，可以保证患者的安全性。加上既往癫痫脑机闭环神经电刺激项目，以及本次新推进的项目，近40个案例中没有出现明显的副作用和并发症。

该技术的出现能给患者带来哪些改变？具备哪些应用前景？赵国光表示，该技术将有望帮助渐冻症、脊髓损伤、癫痫等脑疾病患者康复，一些精神性疾病患者，如抑郁症、自闭症等也都是潜在的接受脑机接口辅助治疗的人群。此外，在辅助进食、智能轮椅、智能手机打字等功能方面的临床研究将进一步开展。