清华大学首例无线微创脑机接口临床试验成功
集微网消息,1月31日,清华大学官方公众号发文,称由医学院洪波教授团队设计研发的无线微创植入脑机接口NEO于2023年10月24日成功进行首例临床植入实验。2024年1月29日,联合团队召开临床试验阶段总结会,宣布首例患者脑机接口康复取得突破性进展。
据悉,脑机接口通过记录和解读大脑信号,实现大脑和计算机之间的直接通信。一方面可以帮助渐冻症、脊髓损伤、癫痫等脑疾病患者康复;另一方面有望实现脑机融合智能,直接拓展人脑信息处理能力。
实现“脑”与“机”互联并非易事。洪波表示,脑机接口主要有侵入式和非侵入式两种路线。侵入式脑机接口是将神经电极植入大脑皮层,神经信号质量高,但会导致神经细胞的炎症反应,且创口也有感染风险;非侵入脑机接口把电极贴在头皮外表,对人体伤害较小,但是头皮脑电信号微弱且噪声很大,极度依赖导电膏,很难稳定工作。
近几年,随着脑科学、微纳传感器、微电子芯片、人工智能等技术的进步,脑机接口迎来新突破,开始进入快速发展的阶段。
洪波表示,脑机接口可帮助脊髓损伤、中风、高位截瘫的患者控制假肢、轮椅,甚至使用智能手机、计算机等设备,减轻患者病痛,加快康复进程,提高患者生活质量。随着脑机接口技术的进一步发展,还有可能实现双向闭环的神经调控,从而帮助治疗癫痫、抑郁等更多神经疾病。
清华大学新闻网消息显示,两枚硬币大小的脑机接口处理器植入高位截瘫患者颅骨中,成功采集感觉运动脑区神经信号。首例患者是一位车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤(ASIA评分A级),处于四肢瘫痪状态已经14年。该系统采用无线微创设计,体内机埋在颅骨内,电极覆盖在硬膜外(硬膜位于颅骨和大脑皮层之间,起到保护神经组织作用),不损伤大脑细胞,手术后10天患者出院回家。
居家使用时,体外机隔着头皮给体内机供电,并接收脑内的神经信号,传送到电脑或者手机上,借助解码算法实现脑机接口通信。系统采用了近场无线供电和通信技术,植入颅骨的体内机无需电池,患者可以终生使用。
经过三个月的居家脑机接口康复训练,患者可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握解码准确率超过90%;患者脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位响应均有显著改善。
与马斯克领导的Neuralink脑机接口不同,无线微创植入脑机接口NEO把电极放在大脑硬膜外,通过长期动物试验研制,不会破坏神经组织;采用了近场无线供电和传输信号,体内无需电池。此次临床应用的NEO系统软硬件由清华大学医学院洪波教授团队与博睿康科技合作开发,临床合作单位包括宣武医院、天坛医院。(校对/赵碧莹)