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“意念控制”具象化 腦機接口帶來更佳治療方案

發布時間:2024-12-26 06:13:55 來源:科普時報 字號: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

近期,上海復旦大學附屬華山醫院(以下簡稱“華山醫院”)成功完成了全國第三例、上海首例腦機接口臨床試驗植入手術,標志著我國在腦機接口領域取得了又一重要突破。癱瘓4年的患者小董,在術后僅兩周便能通過腦控抓取礦泉水瓶實現自主喝水,這一突破性進展讓“意念控制”具象化。

科技與人體的深度融合

腦機接口技術,就是通過采集、分析大腦產生的神經信號,并將其轉化為可被外部設備識別的指令,或者將外部信息反饋給大腦,實現人與機器之間的直接交互。這一技術不僅能夠幫助殘障人士恢復功能,還有望在神經科學、醫療健康、人機交互等多個領域引發變革。

腦機接口技術按植入條件可分為非侵入式、半侵入式和侵入式三種。非侵入式技術主要通過頭皮上的電極采集腦電信號,雖然操作簡便、風險較低,但信號質量易受干擾;侵入式技術則需要將電極直接植入大腦內部,雖然信號質量高,但有一定的手術風險、恢復周期較長;而半侵入式技術則介于兩者之間,既保證了較高的信號質量,又降低了手術風險,成為當前研究的熱點。

從夢想走進現實

癱瘓4年的小董,接受的是上海首例半侵入式腦機接口產品NEO的植入手術。手術由華山醫院神經外科團隊主刀,得到了華山醫院倫理委員會的批準,并按照國家的《醫療器械臨床試驗質量管理規范》和《科技倫理審查辦法(試行)》的各項要求開展。

手術過程精細而復雜。醫生先將患者的顱骨磨薄,嵌入硬幣大小的腦機接口NEO;然后開骨窗,將兩片電極置入硬腦膜外,再將骨窗封閉。手術用時僅1小時40分鐘,大幅減少同類手術的時間并降低風險。該系統采用無線微創設計,不損傷腦細胞。

這款腦機接口產品NEO由博睿康醫療科技(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,采用了“里應外合”的設計思路,將電極植入大腦中央溝兩端的運動區和感覺區,通過體外機對信號進行供電和解碼,分析患者腦電信號意圖,從而幫助患者恢復運動功能。

手術后僅一周,小董便順利出院,開始進行康復訓練。主刀醫生、復旦大學附屬華山醫院院長毛穎教授表示:“可以用震撼兩個字來形容,患者恢復過程非常順利,改善十分明顯!”

精準定位與高效康復

此次手術的成功,離不開“軀體感覺誘發電位+在線高頻信號分析”這一雙模精準功能定位技術的運用。該技術可在不喚醒患者的情況下,通過神經電生理“金標準”和高頻腦電信號實時分析,優化電極位置,確保電極覆蓋區域為患者手部激活的最佳區域。整個定位過程僅用3.3分鐘就找到了最佳反饋區,誤差不超過1毫米,展現了腦機接口技術在精準醫療方面的獨特優勢。

術后,患者還需借助氣動手套等設備進行康復訓練。這些設備能夠根據患者的腦電信號意圖,提供精準的輔助力量,幫助患者逐步恢復肌肉力量和運動協調性。可以預見的是,未來還將有更多高效、個性化的康復方案問世,為患者帶來更好的治療效果。

上海首例腦機接口臨床試驗植入手術的成功,不僅是對我國腦機接口技術的一次有力驗證,更是對未來醫療發展的一次深刻啟示。

隨著人工智能技術更加成熟且應用場景不斷拓展,特別是在神經疾病治療方面,腦機接口有望為帕金森病、阿爾茨海默病等患者提供新的治療途徑。

(作者系山西醫科大學第一醫院神經外科主治醫師、中國醫師協會健康傳播工作委員會委員)

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