腦機(jī)接口通過記錄和解讀大腦信號，實(shí)現(xiàn)大腦和計(jì)算機(jī)之間直接通信。一方面可以幫助漸凍癥、脊髓損傷、癲癇等腦疾病患者康復(fù)；另一方面有望實(shí)現(xiàn)腦機(jī)融合智能，直接拓展人腦信息處理能力。
2023年10月24日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)的無線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口NEO（Neural Electronic Opportunity），在宣武醫(yī)院成功進(jìn)行首例臨床植入試驗(yàn)。宣武醫(yī)院趙國光院長、單永治主任團(tuán)隊(duì)主持手術(shù)規(guī)劃及植入手術(shù)。
2024年1月29日，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)召開臨床試驗(yàn)階段總結(jié)會，宣布首例患者腦機(jī)接口康復(fù)取得突破性進(jìn)展。
無線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口NEO系統(tǒng)及其體內(nèi)機(jī)
圖片設(shè)計(jì)合成：醫(yī)學(xué)院洪波
兩枚硬幣大小的腦機(jī)接口處理器植入高位截癱患者顱骨中，成功采集感覺運(yùn)動腦區(qū)神經(jīng)信號。首例患者是一位車禍引起的頸椎處脊髓完全性損傷（ASIA評分A級），處于四肢癱瘓狀態(tài)已經(jīng)14年。該系統(tǒng)采用無線微創(chuàng)設(shè)計(jì)，體內(nèi)機(jī)埋在顱骨內(nèi)，電極覆蓋在硬膜外（硬膜位于顱骨和大腦皮層之間，起到保護(hù)神經(jīng)組織作用），不損傷大腦細(xì)胞，手術(shù)后10天患者出院回家。
居家使用時(shí)，體外機(jī)隔著頭皮給體內(nèi)機(jī)供電，并接收腦內(nèi)的神經(jīng)信號，傳送到電腦或者手機(jī)上，借助解碼算法實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口通信。系統(tǒng)采用了近場無線供電和通信技術(shù)，植入顱骨的體內(nèi)機(jī)無需電池，患者可以終生使用。
經(jīng)過三個(gè)月的居家腦機(jī)接口康復(fù)訓(xùn)練，患者可以通過腦電活動驅(qū)動氣動手套，實(shí)現(xiàn)自主喝水等腦控功能，抓握解碼準(zhǔn)確率超過90%；患者脊髓損傷的ASIA臨床評分和感覺誘發(fā)電位響應(yīng)均有顯著改善。
宣武醫(yī)院趙國光院長團(tuán)隊(duì)進(jìn)行首例植入手術(shù)
圖片攝影：醫(yī)學(xué)院劉定坤
首例患者通過無線微創(chuàng)腦機(jī)接口
成功實(shí)現(xiàn)腦控抓握
圖片攝影：新聞學(xué)院林毓菁
與馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的Neuralink腦機(jī)接口不同，無線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口NEO把電極放在大腦硬膜外，通過長期動物試驗(yàn)研制，不會破壞神經(jīng)組織；采用了近場無線供電和傳輸信號，體內(nèi)無需電池。此次臨床應(yīng)用的NEO系統(tǒng)軟硬件由清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授團(tuán)隊(duì)與博睿康科技合作開發(fā)，臨床合作單位包括宣武醫(yī)院、天壇醫(yī)院。
據(jù)了解，第二例脊髓損傷患者植入已于2023年12月19日在天壇醫(yī)院成功進(jìn)行，賈旺教授團(tuán)隊(duì)主持手術(shù)，信號接收正常，患者居家康復(fù)訓(xùn)練中。該項(xiàng)無線微創(chuàng)腦機(jī)接口的臨床試驗(yàn)分別于2023年4月和5月通過宣武醫(yī)院、天壇醫(yī)院倫理審查，并進(jìn)行了國際和國內(nèi)植入醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)注冊（NCT05920174、滬械臨備20230175）。據(jù)公開信息報(bào)道，Neuralink團(tuán)隊(duì)的腦機(jī)接口首例患者臨床植入于2024年1月28日進(jìn)行，患者正在康復(fù)中，初步結(jié)果表明神經(jīng)放電信號正常。
清華醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)長期開展腦機(jī)接口原理、算法和臨床轉(zhuǎn)化研究。2015年高小榕、高上凱教授團(tuán)隊(duì)在頭皮腦電穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位腦機(jī)接口中，達(dá)到319比特/分鐘的信息傳輸率；2021年洪波教授團(tuán)隊(duì)在無線微創(chuàng)腦機(jī)接口臨床前研究中，每個(gè)電極等效信息傳輸率達(dá)到20比特/分鐘，均超過當(dāng)時(shí)國際同類腦機(jī)接口最高水平。
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