日前,首都醫科大學宣武醫院趙國光教授團隊、清華大學醫學院洪波教授團隊對外宣布,中國腦機介面技術取得突破性進展。
透過植入式硬腦膜外電極腦機接口,54歲四肢截癱患者老楊實現自主喝水等腦控功能,抓握準確率超過90%。 首都醫科大學宣武醫院類腦智能臨床轉化研究中心(以下簡稱「研究中心」)對腦機介面技術的深入探索,讓老楊用「意念」控制「動作」成為可能。
日前,記者走進研究中心,看到多名身穿白大褂的工作人員正在調試機器,幫助患者適應復健訓練強度。 漁網狀頭戴式腦電感應儀、VR眼鏡以及行走訓練機器人等設備,讓記者感受到了極強的前沿科技感。
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首都醫科大學宣武醫院類腦智能臨床轉化研究中心工作人員示範相關器材。
「我們中心倡導醫工結合、基礎研究與臨床應用結合,可以說是國內最早做臨床腦機介面的實驗室,最大特色就是腦機介面臨床應用產品的開發。」研究中心計畫負責人魏鵬虎介紹, 這裡涵蓋了脊髓損傷患者評定、日常復健訓練、腦機介面訓練等多個功能區,進行腦機介面、腦電解碼、人工智慧及腦連結組學研究,推進腦科學研究轉化為臨床應用。
據了解,中國腦機介面技術多臨床應用於癲癇、脊髓損傷等疾病治療。 患者因神經通路損毀,大腦與軀幹“失聯”,行走、觸摸等念頭被迫“深鎖”腦海之中,而腦機接口技術致力於打通大腦內外的“道路”,讓這些念頭重新實現。
研究中心一角處,一名工作人員正在測試「行走機器人」。 工作人員向記者解釋,「多年癱瘓的患者記不起行走的感覺,我們便將行走劃分為屈腿、邁腿等動作進行訓練。行走機器人給患者提供外骨骼的驅動,當患者主動發力、 將每個動作做對時,患者面前螢幕中的曲線將向上走,對其腦部進行正反饋,幫助其建立行走的感覺。”
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運動想像-虛擬實境回饋設備。
這類腦機介面復健訓練可以調動大腦感覺和運動等腦區協同工作,激活脊髓殘存神經纖維中的潛在能力,部分恢復脊髓對運動和感覺訊息的傳導功能。
在這裡,還有一些先進儀器致力於“記錄與解讀大腦信號”,採集腦電信號並解讀數據龐大的“大腦話語”,無液氦腦磁圖儀就是一例。
負責無液態氦腦磁圖儀的首席科學家蔡賓向記者介紹,大腦的不同區域對於語言、動作、視覺、聽覺等有不同的分工,要把體內機安裝在對應的位置,不用等到開顱手術 中一處一處試驗,而是可以透過非侵入性的方式先作出定位。
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無液態氦腦磁圖儀。
「我們讓病人躺進無液態氦腦磁圖儀屏蔽艙內,病人頭部附近放置著許多電極,可以偵測到更強的腦部神經元放電磁場。」蔡賓說,無液態氦腦磁圖 儀大概只需10分鐘即可完成精準、非侵入性的定位,找到需要手術的大腦功能區域,為後續有創手術提供術前規劃。
「無液態氦腦磁圖儀現在正在做臨床試驗,預計在不久的將來能為廣大患者服務。」蔡賓說。
作為一項新技術,腦機介面還要解決安全性、腦電訊號翻譯、倫理等諸多問題。 未來,在漸凍症、巴金森、認知障礙、憂鬱症等涉及神經系統病變的診療當中,腦機介面將大展身手。
「目前腦機介面已進入探索和發展的活躍期,中國醫學、工程等交叉科學的科研人員都在緊跟國際發展趨勢,進行更多從0到1的原始創新。」首都醫科大學宣武醫院院 長、北京學者趙國光錶示,在腦機介面領域,中國正在做有組織的科學研究,成果和產業發展處於全球第一梯隊,未來有信心進行更多前沿探索,引領世界腦機介面技術發展。