近日，中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院，與相關(guān)企業(yè)合作，成功開展了我國(guó)首例侵入式腦機(jī)接口的前瞻性臨床試驗(yàn)。該成果標(biāo)志著我國(guó)在侵入式腦機(jī)接口技術(shù)上成為全球第二個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的國(guó)家。

受試者是一位因高壓電事故導(dǎo)致四肢截肢的男性。自今年3月植入該腦機(jī)接口設(shè)備以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，僅用2—3周的訓(xùn)練，他便實(shí)現(xiàn)了下象棋、玩賽車游戲等功能，達(dá)到了跟普通人控制電腦觸摸板相近的水平。未來，這一系統(tǒng)將有望為脊髓損傷、截肢等患者群體，通過運(yùn)動(dòng)功能替代技術(shù)實(shí)現(xiàn)生存質(zhì)量改善。

全球最小尺寸、柔性最強(qiáng)的神經(jīng)電極

中國(guó)科學(xué)院腦智卓越中心研制及生產(chǎn)的神經(jīng)電極是目前全球最小尺寸、柔性最強(qiáng)的神經(jīng)電極，讓腦細(xì)胞幾乎“意識(shí)”不到旁邊有異物，最大程度上降低了對(duì)腦組織的損傷。

該超柔性神經(jīng)電極具備高密度、大范圍、高通量、長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定在體神經(jīng)信號(hào)采集能力，已相繼完成在嚙齒類、非人靈長(zhǎng)類和人腦中長(zhǎng)期植入和穩(wěn)定記錄驗(yàn)證，為植入式腦機(jī)接口前端電極組織相容性差和信道帶寬窄的關(guān)鍵瓶頸提供了開拓性的解決方案。

△超柔性電極尺寸極小，僅約頭發(fā)絲的1/100。

全球最小尺寸的腦控植入體

在手術(shù)友好程度方面，腦智卓越中心研制的植入體直徑26mm、厚度不到6mm，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大小。

因此不需要整體貫穿顱骨，只需要在大腦運(yùn)動(dòng)皮層上方的顱骨上“打薄”出一塊硬幣大小的凹槽用以鑲嵌設(shè)備，再在凹槽中打一個(gè)在顱骨上開5毫米的穿刺孔。采用神經(jīng)外科微創(chuàng)術(shù)式，在有效降低手術(shù)期風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，顯著縮短術(shù)后康復(fù)周期。

△植入體直徑26mm、厚度不到6mm，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大小。

精準(zhǔn)定位與植入

靶向大腦運(yùn)動(dòng)控制中心

精準(zhǔn)定位和植入是整個(gè)手術(shù)成功的關(guān)鍵。高精度的電極植入可以為后續(xù)的信號(hào)采集和解碼奠定重要基礎(chǔ)。

在為受試者進(jìn)行手術(shù)前，華山醫(yī)院采用了功能性核磁成像定位、人腦圖譜繪制定位、受試者專屬三維模型構(gòu)建等多種腦功能定位方案繪制了患者大腦運(yùn)動(dòng)皮層的詳細(xì)功能地圖以確保植入位置的精確性。整個(gè)手術(shù)過程精確到毫米級(jí)別，最大限度地保證了安全性和有效性。

△中國(guó)首例無線侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)前瞻性臨床試驗(yàn)手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)

下一步項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)會(huì)嘗試讓受試者使用機(jī)械臂，使得他可以在物理生活中完成抓握、拿杯子等操作。后續(xù)還將涉及對(duì)復(fù)雜物理外設(shè)進(jìn)行控制，例如對(duì)機(jī)器狗、具身智能機(jī)器人等智能代理設(shè)備的控制，拓展生活邊界。

新華社