圖:科研團隊早前進行中國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗手術。\受訪者供圖
一名因高壓電事故失去四肢長達13年的受試者,通過中國自主研發的侵入式腦機接口系統,實現「意念」控制電子產品,熟練操作遊戲,重燃起生活的信心。接下來,他還將嘗試使用機械臂。
這是中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心趙鄭拓研究組及李雪研究組,聯合復旦大學附屬華山醫院吳勁松/路俊鋒團隊,與相關企業合作,在今年3月成功開展的中國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗。這一成果標誌着中國在侵入式腦機接口技術上成為全球第二個進入臨床試驗階段的國家,系統未來上市後,有望造福數以百萬計患者。\大公報記者 劉凝哲上海報道
今年3月,首位受試者在華山醫院植入國內首款無線侵入式腦機接口系統。經過80天的觀察,這一系統未出現感染和電極失效的情況。經過術後2-3周的訓練,受試者已實現「意念」控制電子產品。截肢13年來,他第一次與妻子、女兒一同玩遊戲,比試賽車、下象棋,體驗生活的幸福。他用手機給為他主刀的路俊鋒教授發去信息。「現在我可以通過自己的意念控制電腦,有種心隨所動的感覺」,這位36歲的男性受試者說。
在這一前瞻性臨床試驗成功之際,大公報記者前往中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心以及華山醫院,採訪趙鄭拓、李雪、路俊鋒等科研人員。
國產柔性神經電極 尺寸全球最小
與美企Neuralink使用的神經電極相比,中國科學院腦智卓越中心在神經界面技術上處於領先地位。趙鄭拓團隊研製及生產的神經電極是目前全球最小尺寸、柔性最強的神經電極,截面積僅為Neuralink所使用電極的1/5到1/7,柔性超過Neuralink的百倍,讓腦細胞幾乎「意識」不到旁邊有異物,最大程度上降低了對腦組織的損傷。
生產這一神經電極的,是國內唯一專注腦機接口核心器件研發的微納加工中心,其生產過程是半導體和醫療技術的融合交叉創新。趙鄭拓向記者介紹,超柔性神經電極,具備高密度、大範圍、高通量、長時間的穩定在體神經信號採集能力,已相繼完成在齧齒類、非人靈長類和人腦中長期植入和穩定記錄驗證,為植入式腦機接口前端電極組織相容性差和信道帶寬窄的關鍵瓶頸提供了開拓性的解決方案。
值得一提的是,在手術友好程度方面,腦智卓越中心研製的植入體直徑26mm、厚度不到6mm,是全球最小尺寸的腦控植入體,僅硬幣大小,為Neuralink產品1/2。因此不需要整體貫穿顱骨,只需要在大腦運動皮層上方的顱骨上「打薄」出一塊硬幣大小的凹槽用以鑲嵌設備,再在凹槽中打一個在顱骨上開5毫米的穿刺孔。採用神經外科微創術式,在有效降低手術風險的同時,顯著縮短術後康復周期。「這一手術在神經外科領域算是非常小的微創手術,甚至手術後都無需拆線」,路俊鋒說,這樣基於成熟外科技術構建的完整操作體系,其標準化的操作流程更利於在各級醫療機構神經外科開展規模化應用。
「我想將來能控制我的機械臂,腦袋一想,所有智能的東西,我都能操作。」受試者說。據了解,下一步,項目團隊會嘗試讓受試者使用機械臂,使得他可以在物理生活中完成抓握、拿杯子等操作。後續還將涉及對複雜物理外設進行控制,例如對機器狗、具身智能機器人等智能代理設備的控制,從而拓展他的生活邊界。
明年開啟多中心註冊臨床試驗
另據介紹,科研團隊預計在今年繼續進行小樣本前瞻性臨床試驗,明年開啟多中心註冊臨床試驗。該系統在未來獲批註冊上市後,有望顯著改善完全性脊髓損傷、雙上肢截肢及肌萎縮側索硬化症患者等群體的生存質量。