圖為2024服貿會上，工作人員在為參觀者講解使用非侵入式腦機接口技術的腦控神經康復訓練機器人。記者 戚曉毅 攝

  用意念控物，已邁出從科幻走向現實的堅實一步。近日，在國際腦機接口大會上，復旦大學附屬華山醫院院長毛穎透露，上海首例腦機接口產品臨床試驗植入手術的患者目前恢復過程順利，已經可以通過氣囊手套輔助，自己用杯子喝水。

  業界稱，腦機接口產業正在中國蓬勃發展，已有植入式產品進入創新醫療器械特別審查程序，未來癱瘓患者、中風患者、抑郁癥患者等，都將受益于這項技術。

  “意念控物”走向現實

  于2024年11月在上海華山醫院接受腦機接口產品植入手術的患者今年38歲，因車禍造成頸椎脊髓損傷，導致手部無法抓握、無法站立，且4年康復無改善。如今，他的人生因為科技徹底改變。

  “我們只用了3.3分鐘就快速精準地定位了手部運動／感覺腦區，大大縮短了手術時間。”毛穎介紹，此次手術首次采用了“在線時域空域腦功能定位系統”，定位偏差在毫米級精度范圍內，無須術中喚醒患者，僅用時1小時40分鐘。

  記者獲悉，該患者此次植入的是博睿康醫療科技（上海）有限公司與清華大學生物醫學工程學院洪波教授團隊合作開發的腦機接口產品。這也是博睿康這款產品在全國的第三例臨床試驗植入手術。

  前兩例患者的恢復進展同樣讓人振奮。洪波介紹說，第一例患者曾遭遇嚴重車禍導致四肢癱瘓14年，手術前，手部功能完全癱瘓，但實施手術半年后，現在可以靠自己腦信號的指揮，抓握勺子進食和喝水；第二例患者也因車禍引起脊髓損傷，如今“這名患者已經能夠‘腦控’輪椅出門去逛超市，而且完全靠自己的意念控制輪椅拐彎與前行。”

  據悉，2024年8月，博睿康這款產品成為我國首款進入創新醫療器械特別審查程序的腦機接口產品。洪波稱：“明年，這臺我們自主研發的NEO腦機接口設備將在全國十個中心完成30至50例腦機接口植入的臨床試驗。未來，中西部地區同種病例患者也有機會參與臨床試驗。”

  三大技術路線齊頭并進

  作為一門未來產業，腦機接口技術近兩年在全球得到了蓬勃發展，創新成果頻出。

  2024年1月30日，埃隆·馬斯克宣布其腦機接口公司Neuralink完成首例人類大腦設備植入手術。2024年2月20日，馬斯克在社交媒體上透露，Neuralink公司首位植入大腦芯片的人類患者成功地利用意念控制了電腦鼠標。與博睿康產品技術路線不同，Neuralink采用的是“侵入式”腦機接口技術路線。

  記者了解到，目前腦機接口“技術路線”可大概分為三種：侵入式、非侵入式以及半侵入式。

  以博睿康腦機接口設備為例，由電極、體內機和體外機組成。其中，采集信號的電極放置在顱骨內、硬腦膜外，可歸類于“半侵入式”，其特點在于微創。事實上，電極放置位置，也是不同技術路線最鮮明的區別所在。馬斯克Neuralink公司的技術路線則是將電極等信號記錄裝置植入硬腦膜下的大腦皮層，進行高通量的神經信號采集，可歸為“侵入式”范疇。

  國內另外一家腦機接口新秀“腦虎科技”采用的技術路線，則是將其采集信號的電極放置在硬腦膜內、大腦皮層外。記者獲悉，目前腦虎科技也已完成幾十余例臨床試驗，實現了漢語合成和運動重建。

  此外，一些非侵入式腦機接口設備也相繼出現。2024年9月份，美國一家腦機接口初創公司Neurable發布了耳機款腦機接口設備，據稱可幫助提高注意力。

  如何更好理解腦機接口不同技術路線之間的區別？中科院上海微系統所副所長、腦虎科技創始人兼首席科學家陶虎解釋稱，腦機接口作為未來產業和前沿技術，大家關注的技術方向區別很大。“不過這些技術方向并沒有優劣之分。技術最終落地，取決于不同應用場景下的穩妥選擇。”

  “侵入式腦機接口，其優勢是電極與大腦的神經元近距離接觸，能進行高通量、高質量的神經信號采集，但組織損傷、炎癥反應等風險比另兩種技術路線高；非侵入式腦機接口技術風險很低，但能夠提取的大腦信號精度較低，能完成的功能受限。在腦機接口信號性能和病患創傷之間取得平衡，讓患者最大限度受益，可以說是這個行業的‘第一倫理’。”陶虎說。

  產業持續獲得突破

  培育未來產業，是上海建設國際科創中心的重要內容。兩年前發布的《上海打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案》提出：要加速“非侵入式”腦機接口技術、腦機融合技術、類腦芯片技術、大腦計算神經模型等領域突破，探索腦機接口技術在肢體運動障礙、慢性意識障礙、精神疾病等醫療康復領域的應用。

  2020年，陳天橋雒芊芊研究院（TCCI）第一個腦科學前沿實驗室，在上海華山醫院虹橋院區落成投入使用。實驗室包括了腦機接口、睡眠夢境、認知評估、數字醫療等多項內容，以國際化和產業化為核心特色，進一步支持腦科學研究。積極推進腦機接口前沿技術創新，上海已孵化落地博睿康、腦虎科技、階梯醫療等創新型企業。

  腦機接口產業下一步怎么走？一線從業者給出了自己的看法。

  洪波表示，腦機接口在神經信號采集、無線供能和通訊方面，目前缺乏成熟的芯片解決方案，團隊正在與上海的高校和企業合作進行針對性的研究。他表示，希望在未來3-5年內不斷迭代其植入腦機接口產品，“使它越變越小，通道數越來越大，最終成為連接大腦和外部設備的革命性界面。”

  據陶虎介紹，目前腦虎公司自研的微創植入式高通量柔性腦機接口系統，在部分領域打破了國外技術壟斷，且公司在柔性電極、生物材料、芯片設計、核心算法、數字腦庫、植入方式等諸多環節實現了突破。“未來我們希望推進高通量柔性腦機接口系統與人工智能技術的結合，更好賦能重大腦疾病診療，幫助漸凍癥、高位截癱等患者重建語言和運動功能。”

  “我們希望經過多次磨合，能為臨床與產業相互協調培養一支非常好的隊伍。后續隨著新型腦內植入物不斷革新，大腦多個功能也將逐步被更好地理解。”毛穎認為，未來腦機接口會是生物醫藥產業的一個重要發展方向。“有理由相信，在大量病例訓練和技術迭代基礎上，未來會有更好更適用的臨床場景。腦機接口主要是對‘腦’和‘機’進行研究，只有實現了‘腦’和‘機’的交互，才是真正的腦機接口，這一領域涉及非常前沿的產業集群，包括醫學、材料、集成電路等等，未來發展空間巨大。”

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