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全球首例!北京成功完成非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)
5月4日,全球首例非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京取得成功。試驗(yàn)在猴腦內(nèi)實(shí)現(xiàn)了介入式腦機(jī)接口腦控機(jī)械臂,對(duì)推動(dòng)腦科學(xué)領(lǐng)域研究具有重要意義,標(biāo)志著我國腦機(jī)接口技術(shù)躋身國際領(lǐng)先行列。
什么是腦機(jī)接口?全球正在推進(jìn)研發(fā)的腦機(jī)接口有哪些種類?從動(dòng)物試驗(yàn)抵達(dá)臨床還有多遠(yuǎn)的路要走?記者就此采訪了正在參與該項(xiàng)目研發(fā)、試驗(yàn)的宣武醫(yī)院神經(jīng)外科馬永杰博士。
文內(nèi)圖片均來自南開大學(xué)新聞網(wǎng)
1、目前正在推進(jìn)研發(fā)的腦機(jī)接口主要有幾種?各有什么特點(diǎn)?
馬永杰:腦機(jī)接口技術(shù)可以將腦電信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制指令,從而幫助運(yùn)動(dòng)功能障礙患者如腦卒中、漸凍癥等與外部設(shè)備交互,提升生活質(zhì)量。
目前腦機(jī)接口主要有三種。包括侵入式腦機(jī)接口、非侵入式腦機(jī)接口和介入式腦機(jī)接口。
其中侵入式腦機(jī)接口是以開顱等方式,將電極植入大腦皮層功能區(qū)附近。由于直接接觸大腦皮層,這種方式獲取的腦電信號(hào)是準(zhǔn)確度最高的,但也由于它采取的是有創(chuàng)的接入方式,因而會(huì)對(duì)人體造成較大損傷,并可能出現(xiàn)炎性反應(yīng)、排異反應(yīng)等。
非侵入式腦機(jī)接口通過頭皮采集腦電信號(hào),優(yōu)點(diǎn)是安全,缺點(diǎn)是隔著頭皮采集到的信號(hào)純度和信噪比較差,質(zhì)量不高。
介入式腦機(jī)接口是通過微創(chuàng)介入方式,將血管穿刺小口,通過類似心臟支架的微創(chuàng)手術(shù)實(shí)現(xiàn)腦機(jī)連接。創(chuàng)傷較侵入式腦機(jī)接口更小,信號(hào)質(zhì)量較非侵入式腦機(jī)接口更高。
2、我們?cè)谶M(jìn)行非人靈長類腦機(jī)接口試驗(yàn)之前,還曾進(jìn)行過怎樣的探索?
馬永杰:去年,團(tuán)隊(duì)曾在羊身上完成了首例介入式腦機(jī)接口動(dòng)物試驗(yàn)。腦電極植入術(shù)由介入機(jī)器人輔助完成,我在主端操作完成了部分血管造影。試驗(yàn)最終在羊腦血管內(nèi)完成了傳感器植入,并成功采集到了腦電信號(hào)。
不過,該試驗(yàn)前后共進(jìn)行了3次。過程中,我們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),在支架電極設(shè)計(jì)、信號(hào)提取、手術(shù)操作上不斷優(yōu)化,以求達(dá)到更好的試驗(yàn)效果。
3、目前,我們已經(jīng)可以完成非人靈長類動(dòng)物試驗(yàn)了,腦機(jī)接口技術(shù)離抵達(dá)臨床還有多遠(yuǎn)的路要走?
馬永杰:完成首例動(dòng)物試驗(yàn)是突破性的進(jìn)步,是從0到1的進(jìn)步。但抵達(dá)臨床是一個(gè)從1到100的過程,可以說我們還有很遠(yuǎn)的路要走。
下一步,還有優(yōu)化電極設(shè)計(jì),驗(yàn)證其在動(dòng)物體內(nèi)長期植入的安全性、可靠性,采集后信號(hào)的進(jìn)一步分析、加工、轉(zhuǎn)化等工作要完成。介入式腦機(jī)接口真正走到臨床,可能還要5年,甚至更長的時(shí)間。
4、腦機(jī)接口技術(shù)帶領(lǐng)人們暢想了一個(gè)“人類攻克疾病”的偉大場(chǎng)景。目前,我們的“先驅(qū)者”走到哪一步了?
馬永杰:不久前,浙江醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院的張建民教授團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)首次通過對(duì)一位高位截癱志愿者腦內(nèi)植入電極,使其通過意念控制機(jī)械手臂的三維運(yùn)動(dòng),完成進(jìn)食、飲水和握手等一系列上肢重要功能運(yùn)動(dòng)。
從臨床醫(yī)生的角度來看,我認(rèn)為這可以代表目前我國該領(lǐng)域最先進(jìn)的水平。
5、除了為各類神經(jīng)功能性疾病患者帶來福音以外,未來,腦機(jī)接口技術(shù)還有可能應(yīng)用在更加廣闊的場(chǎng)景嗎?比如記憶的存儲(chǔ)和移植?
馬永杰:腦機(jī)接口實(shí)際上是對(duì)不同部位的腦分區(qū)進(jìn)行“腦密碼”解析的途徑,通過它我們可以更好地解析大腦的功能。
未來在一定程度上將人類的思考、意識(shí)、記憶存儲(chǔ)下來,不是完全沒有可能。你甚至可以讓想象得更加“科幻”一點(diǎn),比如意識(shí)的直接顯示、通過意識(shí)實(shí)現(xiàn)駕駛等,都不是沒有可能。只不過這需要一個(gè)較長的周期。
- 原標(biāo)題:全球首例!北京成功完成非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)
- 責(zé)任編輯: 連政 
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