三月二十三日,重医附二院,患者通过脑机接口主动康复系统进行康复训练。记者 张春晓 摄视觉重庆
用意念就能操控无法自主运动的手,这些曾在银幕上震撼人心的场景,通过脑机接口技术正在变成现实。
3月23日,重医附二院神经中心的西南地区首个脑机接口临床研究型病房里,当康复治疗师的指令下达后,左侧肢体瘫痪的患者在气动手套助力下,左手缓缓完成一次握拳动作。帮助他左手完成这个动作的,正是脑机接口主动康复系统,他是该院第100例接受这项康复训练的瘫痪患者。
今年全国两会期间,脑机接口首次被写入政府工作报告,在“十五五”规划纲要草案中,它与量子科技、具身智能、6G等一同被纳入前瞻布局重点。
到底什么是脑机接口?它会给普通人带来什么?近日,记者围绕相关话题进行了采访。
什么是脑机接口
直接读取和解析脑电信号,实现大脑与外部设备之间信息交互
“接了脑机接口,瘫了的人就和正常人一样了?”“医生,我老伴可以做脑机接口不?”
近期,无论是在门诊还是在病房,重医附一院神经外科主任杨刚时常被患者追问这样的问题。
究竟什么是脑机接口?
“脑机接口其实是一种技术。”杨刚称,它是一种通过直接读取和解析脑电信号,实现大脑与外部设备之间信息交互的技术。大脑是一台高度复杂的“生物电计算机”,当人产生思考、运动或感觉时,大脑会产生脑电信号,脑机接口就是采集这些信号,并通过算法进行解码,从而理解人的意图,再将其转化为可驱动外部设备或调控大脑功能的指令,从而实现脑机交互,帮助功能障碍患者重新建立大脑与身体之间的功能。
“事实上,重庆已经在脑机接口领域发力了。”重庆医科大学科研处处长赵敬介绍,重庆启动了智慧医疗装备“双十”攻坚行动,并把侵入式脑机接口列入前沿技术攻关范围;2025年底,我市还出台《重庆市智慧医疗装备产业创新发展行动计划(2025—2027年)》,把脑机接口纳入全市重点培育的高端治疗装备赛道。
“我们学校也提早在脑机接口领域布局,成功研制了全球首台套双频球形经颅聚焦超声治疗监控一体化恒河猴原理样机等仪器,在重大脑疾病的临床前研究中验证了超声调控写入技术在疾病干预与功能修复中的安全有效性,并在2024年获得了国家重大仪器专项资助。”赵敬说。
脑机接口带来了什么
从“掰手指”到“想一下”
记者调查发现,目前脑机接口在医学领域主要针对的是神经功能障碍患者,它的出现,让瘫痪、重度失语、癫痫、帕金森病等疾病患者看到了希望。
前不久,杨刚团队为一名60多岁的帕金森病患者实施了基于脑机接口的可感知脑起搏器植入手术。医生在患者脑内精准植入电极,并在其胸口植入脉冲发生器。“与传统的脑起搏器植入不同,电极能实时采集患者的脑电信号,我们通过分析和转换患者的脑电信号,能更准确地调整脑起搏器的电刺激参数,让治疗效果更好。”主刀医生詹彦教授说。
不仅是重医附一院,重庆市人民医院也开展了以脊髓电刺激为核心的促醒治疗探索,把神经调控技术用于长期意识障碍患者的功能恢复。重医附二院、附一院先后成立脑机接口临床研究型病房,为功能障碍患者提供康复训练。
“帮助患者训练的是脑机接口主动康复系统,由脑电采集设备、主机、气动手套等组成。当患者想抓东西时,并不需要真正用力,而是反复进行一个动作——在脑海中想象自己正在抓东西。其脑部的电极会将这一想法转化为可识别的脑电信号,系统将这些信号捕捉后,通过主机进行分析和解码,再实时传输到气动手套上,原本无法自主活动的手部,就能在设备辅助下完成抓握、张开等动作。”重医附二院神经内科主任陈阳美介绍,相比传统的靠康复师一对一“掰手指式”的人工被动训练,通过脑机接口康复训练的强度与效率显著提升。随着训练次数增加,患者对动作的控制感也会逐步增强,最终目标是脱离设备后仍能实现自主抓握。
“我们还准备成立神经外科、神经内科、康复科、精神科、放射科等多个学科深度融合的脑机接口研究转化与临床诊疗中心,为功能性神经疾病患者提供基于脑机接口的诊疗服务。”重医附一院副院长、神经外科专家何建国教授说,该院还将脑机接口纳入医院“揭榜挂帅”项目,并给予政策支持。
脑机接口尚在起步阶段
产业发展任重道远
“脑机接口还处在起步阶段,要实现真正的人机交互,还有很长的路要走。”重医附一院神经外科副主任程崇杰说,人脑包含约860亿个神经元,这些神经元通过电化学信号进行信息传递,形成复杂的神经网络,要从海量且杂乱的信号中找到某个动作所对应的信号非常难。
重医附一院神经外科蒋理教授称,神经信号容易受到环境噪声和生理信号干扰,这就需要更先进的采集设备和信号处理算法来提高可靠性。人类对神经编码机制的理解还处于初级阶段,如何更深层次地解码复杂运动控制、认知与情感意图仍需底层科学的突破。
“脑机接口在伦理和隐私方面也引发广泛讨论,如何保护个人隐私并建立合理的监管体系,以及设备轻量化,让脑机接口能逐步下沉至社区、走进居民家庭,也是未来产业发展必须面对的重要问题。”杨刚说。
重庆应该如何抓住风口,促进相关产业发展?对此,赵敬认为,从热度走向高质量发展,重庆首先需要聚焦重大疾病场景,加大癫痫、帕金森病、卒中后功能障碍、意识障碍、抑郁症和慢性疼痛等疾病的临床转化,形成“技术—临床—支付—产业”的闭环。
其次,要补齐核心器件和系统集成短板,围绕电极、芯片、信号处理、闭环刺激、植入装置、小型化设备等做系统攻关,避免长期停留在“用别人的技术”层面。
最后,在医疗应用方面,需要构建包括研究型病房、多中心临床验证平台、器械注册服务、伦理审查、投融资支持、成果孵化和场景开放等更加完整的创新生态,在“医疗型脑机接口”赛道形成区域优势,率先形成一批有辨识度的脑机接口临床应用场景和创新产品。(新重庆-重庆日报记者 李珩)
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