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全球首例！我國成功幫助漸凍癥失語患者重建交流能力
3月20日，“北腦一號”完成國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統(tǒng)的人體植入媒體通氣會在京舉行。會上發(fā)布了全球首例無線植入式中文語言腦機接口成功幫助因漸凍癥導致失語的患者重建交流能力的突破性成果。這一成果標志著腦機接口在語言功能恢復領域邁出關鍵一步，為漸凍癥（肌萎縮側(cè)索硬化癥）、卒中等導致失語的患者提供了全新治療方案。
肌萎縮側(cè)索硬化癥，俗稱漸凍癥，是一種目前無法治愈的神經(jīng)退行性疾病，患者隨著病程進展，神經(jīng)功能逐步喪失，最終完全喪失語言及肢體功能。
本次臨床試驗的首位參與者是一名67歲的漸凍癥患者。她于2023年起病，并在首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院確診，隨著疾病進展，出現(xiàn)了極重度構音障礙，與外界的語言溝通極為受限。
術前，國家神經(jīng)疾病醫(yī)學中心主任、首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院院長、主任醫(yī)師趙國光團隊綜合應用功能性磁共振成像和高密度腦電圖等多模態(tài)神經(jīng)解碼技術，對患者的大腦語言相關區(qū)域進行功能映射，結(jié)合患者語言能力評估及疾病進展情況，精確定位了語言運動功能區(qū)。
趙國光團隊為患者實施全球首例無線植入式中文語言腦機接口手術
3月5日，趙國光團隊為患者實施了全球首例無線植入式中文語言腦機接口手術，在神經(jīng)外科手術機器人輔助下，將“北腦一號”智能腦機系統(tǒng)精準植入患者左側(cè)大腦控制語言運動的關鍵區(qū)域。手術采取半侵入腦機技術路徑，將128通道柔性高密度電極置于硬腦膜外，在最小創(chuàng)傷前提下實現(xiàn)高質(zhì)量神經(jīng)信號采集；將硬幣大小的主控與信號傳輸裝置嵌入顱骨表面，通過無線近場通訊實現(xiàn)神經(jīng)信號的高效傳輸與無線供電。術中測試及術后開機均顯示信號采集質(zhì)量良好。
精準植入“北腦一號”智能腦機系統(tǒng)
3月14日，患者開始接受語言解碼訓練，信號采集良好，僅經(jīng)過3小時的訓練，62個常用字詞實時解碼準確率已達34%。目前，實時解碼準確率達52%，已能解碼出“我要喝水”“我要吃飯”“今天心情很好，我想和家人散步”這樣的語言。
患者正在接受語言解碼訓練
“北腦一號”集成了自主研發(fā)的柔性高密度腦皮層電極，以及高采樣率、大通量、低功耗的腦電數(shù)據(jù)采集、處理和無線傳輸技術，128通道同時采集的信號通量位居國際同類產(chǎn)品之首。它采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）與Transformer架構相結(jié)合的神經(jīng)編解碼技術，具備高效的語言信號處理能力。臨床實踐數(shù)據(jù)顯示，其單字解碼時延小于100毫秒，為當前國際最高水平。
目前，隨著訓練時間的增加，解碼準確率正穩(wěn)步提升，響應速度持續(xù)優(yōu)化。未來，除進一步提升解碼能力，團隊將從解碼有限字集擴展至開放字集，預計將實現(xiàn)上萬漢字的實時解碼，從而實現(xiàn)更自然、更流暢的語言交流。
（首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院供圖）
（科技日報記者 代小佩）
- 原標題：我國腦機接口領域取得新突破
- 責任編輯: 房佶宜
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