脑机接口，正加速“接入”健康(2)

　　在肢体瘫痪临床治疗方面，“2020年1月，浙江大学医学院附属第二医院教授张建民团队通过手术，给一位72岁的高位截瘫病人脑中植入电极，完成了控制机械臂和机械手等动作，这与国际上的脑机接口技术是同步的。”赵继宗介绍，目前首都医科大学附属北京天坛医院主任医师韩小弟团队正与北京大学教授李志宏合作，希望将脑机接口和脊髓电刺激相结合，帮助四肢瘫病人完成行走动作。首都医科大学附属北京天坛医院教授贾旺团队与洪波团队合作的微创无线脑机接口成功植入和首次意念控制光标，有望为高位截瘫、肌萎缩侧索硬化等神经功能障碍患者提供全新的康复治疗方向，帮助患者恢复生理功能。

　　在意识障碍治疗方面，杨艺告诉记者，目前已运用多模态检测、神经调控、脑机接口等技术实现了意识评估、意识改善和意识的输出。

　　在意念打字方面，脑机接口可以帮助中风、肌萎缩侧索硬化症等失语病人进行表达。2019年，清华大学高小榕教授团队协助患病12年的渐冻人借助脑机接口打字系统，用意念控制机器打出现代诗句。“首都医科大学附属北京天坛医院教授王伊龙团队针对汉字的结构特点，开发书写运动轨迹解码技术，为汉字的意念性打字提供基础。”赵继宗说。

　　在功能性脑疾病治疗方面，脑深部电刺激术(DBS)作为一种基于脑机接口的神经调控技术，是国际公认的帕金森病中晚期治疗的有效疗法，在全国都有广泛的应用。2022年3月，首都医科大学宣武医院教授赵国光、单永治团队成功为一例难治性癫痫患者施行闭环反应性神经刺激系统注册试验植入手术，闭环反应性神经刺激系统是脑机接口在临床领域的重要应用。

　　此外，2020年脑科学实验室落户上海华山医院，探索运用脑机接口技术对睡眠障碍病人进行治疗。同年，瑞金医院成立脑机接口及神经调控中心，开展脑机接口技术与抑郁治疗的研究。

　　3、大规模记录和准确解码编码任重道远

　　虽然应用前景良好，但目前脑机接口还没有形成大众化、市场化的产品，更多停留在临床试验阶段。

　　脑机接口技术需要多个领域的技术突破。“这是一个典型的‘木桶理论’，脑机接口的任何一项相关技术遭卡住了，整个产品在实际应用中就会碰到困难，这就要求脑科学、临床医学与新型电极、芯片相关的工程学的共同进步。”罗敏敏说。

　　这首先需要进一步加深对大脑的认识。“大脑有800到1000亿个神经元，每个神经元又与上万个其他神经元连接，我们对大脑的认知还远远不够。”赵继宗说。

　　与此相对的是，目前脑机接口的通信速率仍然较低。“现在最顶尖的电生理技术一次可以记录1000个神经元，我们记录的神经元活动仍然是微乎其微的。”罗敏敏介绍，“人脑有意识的信息处理量是每秒50个bit，现在最好的脑机接口信息处理量也就6到7个bit，这是2的40多次方的差距。”

　　侵入式脑机接口对大脑的损伤也不容忽视。

　　“植入电极需要开颅手术，电极在脑中时间长了有感染风险，电极周围形成的神经胶质疤痕组织也会使信号逐渐衰减。”赵继宗说。有鉴于此，当前国内外对微创、无创脑机接口的研发正在进行中，“2019年国外研究人员利用手术机器人给猪植入脑控芯片，28平方毫米脑部植入96根直径4～6微米的‘线’，含有3072个电极，直接通过USB-C接口读取大脑信号控制机器，对大脑损伤更小，传输数据更多。2022年，洪波团队与解放军总院神经外科合作，只用3个颅内电极实现了微创植入脑机接口打字。2022年，贾旺团队对植入的微电极进行研究，开发出了一种柔性微阵列电极，为将来脑机接口植入电极开辟了新的途径。”

　　必须考虑的是，脑机接口的安全性和伦理性问题。如果探测到一些人脑中有对社会有威胁的想法，是否应该采取相应措施等。实现脑机接口应用的过程中，对脑活动数据进行有效安全的管理并制定相关标准规范同样是未来的研究方向。

　　“解决上述问题需要医师、科学家、工程师、伦理学家、政府监督机构和患者权益团体密切合作，共同推进脑机接口的健康快速发展。”赵继宗说。