1 月 30 日, 公司創始人埃隆·馬斯克()公佈,該公司已將首顆腦機介面晶片植入人體,患者正處於良好的恢復狀態中,“初步結果表明神經元尖峰檢測很有前景”。
同日,來自清華大學和首都醫科大學宣武醫院(以下簡稱“宣武醫院”)的聯合團隊,也在官網上發文表示,“首例患者腦機介面康復取得突破性進展”。
據瞭解,該患者是一名年逾五十的中年男性,十多年前曾因遭遇車禍而導致頸椎處脊髓完全性損傷,此後常年處於四肢癱瘓狀態。(編者注:脊髓完全性損傷在美國脊髓損傷協會的分級標準中屬於 A 級,即沒有任何感覺或運動功能保留的完全性損傷。)
2023 年 10 月 24 日,在宣武醫院院長、主任團隊的主持下,他接受了由清華大學教授帶隊研發的無線微創植入腦機介面 NEO(Neural Electronic Opportunity)首例臨床植入試驗。
圖丨無線微創植入腦機介面 NEO 系統及其體內系統(來源:清華大學官網)
在醫生的手術操作下,如上圖所示的這兩顆腦機介面處理器被埋入到該患者的顱骨裡,電極則被放置在位於顱骨和大腦皮層之間的大腦硬膜外,從而實現在無線微創的設計下,採集來自大腦感覺運動區域的神經訊號。
術後觀察期過後,患者返回家中,並繼續進行長達三個月的康復訓練。
據介紹,在長期應用的過程中,體外系統能在頭皮外獲取由體內系統採集到的神經訊號,並將其傳送到電腦或手機上,進而實現腦機介面通訊;而被植入顱骨內的體內系統,則能夠在無需電池的情況下,供患者終生使用。
公開資料顯示,從使用結果來看,目前這位男性患者能夠藉助腦電活動控制氣動手套的方式,完成自主喝水等簡單動作,並且抓握準確率達 90%。
圖丨患者透過無線微創腦機介面成功實現腦控抓握(來源:清華大學官網)
另外,值得一提的是,繼開展首次腦機介面臨床植入試驗之後,2023 年 12 月 19 日,由首都醫科大學附屬北京天壇醫院教授團隊主持的第二例脊髓損傷患者植入試驗也已成功完成,目前患者正居家康復訓練中,神經訊號接收正常。
實際上,腦機介面技術並非一項新技術,而是已經擁有幾十年的發展歷史。
簡單來說,其主要基於大腦電活動與計算機、機器人等外部裝置的直接通訊,來研究如何增強和修復人類的認知或感覺運動功能。
換言之,該技術允許受試者僅藉助意念控制應用程式或裝置,不僅有助於治療脊髓損傷、肌萎縮側索硬化等疾病,還可以拓展人腦資訊處理能力,因而有望實現廣泛的應用場景。
當下根據侵入程度的不同,腦機介面技術也存在不同的方式,其一,在頭骨外進行訊號檢測的非侵入式腦機介面;其二,在大腦皮層表面接收訊號的半侵入式腦機介面;其三,在腦組織內功能區接收訊號的侵入式腦機介面。
所以,從這一維度來看,雖然 與清華大學和宣武醫院的聯合團隊都完成了首例腦機介面臨床試驗,但兩者卻有所不同。
具體來說,前者屬於侵入式腦機介面,能夠接收到清晰精確的神經訊號,不過也容易形成疤痕組織,增加慢性感染、癲癇發作等疾病的風險;後者屬於半侵入式腦機介面,相較前者的安全性更高,不會給大腦細胞帶來損傷,但獲得的神經訊號質量有限,只能支援自主喝水等較為簡單的活動,而無法進行更加複雜的活動。
可以看出,後者是在訊號質量、安全性和產業落地等基礎上的折衷考慮。
一直以來中國對腦科學領域的研究非常重視,該領域的研究人員以及身患重度癱瘓和神經退行性疾病的患者,也希望相關技術能夠快速推向臨床階段。
如今,侵入式及半侵入式兩種型別的腦機介面均已進入臨床試驗,給該技術的商業化應用帶來了更大的希望。
不過,需要說明的是,基於安全可控性、手術接受度、植入便利性等多方面問題的考量,半侵入式腦機介面或將成為比侵入式腦機介面更快實現商業落地的技術路徑。
參考資料:
https://twitter.com/elonmusk
https://en.wikipedia.org/wiki/Brain%E2%80%93computer_interface
https://cumming.ucalgary.ca/research/pediatric-bci/bci-program/what-bci
運營/排版:何晨龍
01/
04 /
05/