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清华大学最新成果:半侵入式“脑机接口”加速患者救治

发布日期: 2024- 02- 05 信息来源: 科技日报 字体:[ ]

脑机接口,是指在人类大脑与外部设备之间创建直接连接,进而实现大脑和计算机之间直接通信。

近日,国内外两条有关“脑机接口”的科技新闻引起人们广泛关注。

1月29日,由美国人埃隆·马斯克领导的脑机接口公司,即“Neuralink(神经连接)”在社交媒体X上发帖称,其在28日完成向患者脑部植入一个硬币大小的设备,植入者恢复良好,已检测到脑电信号。

而8小时后,即1月30日,清华大学官网发布消息,该校医学院脑机接口研究团队与首都医科大学宣武医院联合,于2023年10月24日成功进行了全球首例无线微创脑机接口临床试验。这位因车祸造成脊髓损伤、四肢瘫痪14年的患者,经术后三个月康复训练,已实现自主喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%。

那么,实现脑机接口有几种方式?之间有何区别?

清华大学医学院教授洪波在接受科技日报记者采访时介绍,脑机接口的实现方式分为非侵入式、侵入式与半侵入式。比较而言,非侵入式无须手术,做成可穿戴式设备,将采集脑电信号的电极附着在头皮上,提取局部电位信号,相当于神经元活动混合并经过颅骨衰减后的信号,虽然风险小但精度较低,可实现功能有限。

埃隆·马斯克公司采取的脑机接口方式是侵入式,能使电极与神经元近距离接触,可以获得更高质量的神经信号,但手术有风险,且成本较高。

此次清华大学团队采用的是半侵入式微创技术,将如硬币大小的电极手术植入颅骨和大脑皮层之间的脑膜上,距离神经元更近,但不直接接触神经元细胞。其优势在于没有神经细胞损伤的风险,并且使用无线供电和通信,可获得较高信号强度和分辨率,体内无需电池,从而降低了免疫反应和感染的风险。

此前,由工业和信息化部等七部门联合印发的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》提出,“脑机接口”被列入未来产业十大创新标志性产品,明确要“突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件,研制一批易用安全的脑机接口产品,鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用。”这为脑机接口的发展指明了方向。

就目前技术而言,这两种方法哪种更安全,易于实现产业化?

洪波表示,清华大学采取半侵入式技术路线,目的就是为了让它能够更快服务临床患者,助力康复。他们研发的系统只是放在脑膜外面,而不损伤脑细胞。对于外科大夫来讲,这是一个微创手术,不是严格意义上的开颅,患者术后十天之内即可回家,非常安全。

“需要注意的是,相比世界上其他植入脑机接口,我们的脑机接口是迄今首个可以做完手术短时间就可回家的。这个解决方案能够让更多的患者受益,而全侵入式方案,做完手术仍需待在医院。”洪波强调说。

“这种进步为促使技术成果产业化奠定基础,会大大加速我国脑机接口技术在各种临床疾病当中的应用。”洪波充满信心地说。下一步,其研究团队打算将成果应用于渐冻症和癫痫患者,开发通用微创脑机接口技术,拓展临床应用场景。

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