12月7日,在脑机接口协会与天桥脑科学研究院联合举办的国际脑机接口大会上,复旦大学附属华山医院毛颖教授表示,该院操刀的上海首例脑机接口植入患者“已可以完成脑控喝水”。
该患者今年38岁,因车祸造成脑脊髓损伤,手部无法抓握,无法站立。11月6日,患者于华山医院接受脑机手术后,三天后可下床坐轮椅,一个月后可抓起、放下水杯,也可以拧开瓶盖。这是全国首例使用“躯体感觉诱发电位+在线高频信号分析”技术完成电极植入精准定位的手术。
值得关注的是,这名患者的手术时长仅一个多小时,是此前业界同类型脑机接入手术所需时间的一半。毛颖对《第一财经》说:“通过我们的手术也说明脑机接口植入手术非常便捷,而且标准化程度高,相信未来很多中心都能够开展此类植入手术。”
该案例中使用的植入脑机接口设备名为“无线微创植入脑机接口NEO系统”,是由博睿康医疗科技与清华大学生物医学工程学院洪波教授团队合作开发。该设备采用了近场无线供电和通信技术,其植入脑内的部分集成了300多个零部件,体积则仅有两个1元硬币大小。
与马斯克控制的脑机公司Neuralink不同,清华洪波教授团队在脑机接入上采取的是“半侵入式”的方法,而Neuralink采取的是“侵入式”的方法。Neuralink的方案需要将电极植入大脑皮层内,在今年年初成功实践的首个植入案例中,患者的颅骨被削掉了一块,用来安放电极。Neuralink方案的好处在于电极能更全面地收集到大脑的电信号,隐患则在于侵入性手术容易对大脑造成损伤,破坏大脑的神经组织,给患者带来创口感染和电极结痂的风险。
清华洪波教授团队的“半侵入式”方案则不需要将电极深度植入大脑皮层,电极仅安放于硬脑膜外,不会伤害到大脑的神经组织。不过其相比于Neuralink的缺点是,由于该设备是贴附在大脑表层,能够处理的大脑信号仅限于大脑皮层信号,无法提取大脑深层的控制记忆、情绪等高级认知的信号。此外,中国脑机公司普遍在植入技术、电信号处理上有优势,但在脑机芯片上落后于Neuralink。
复旦大学光电研究院研究员宋恩名告诉《第一财经》:“Neuralink和清华的两种技术路线各有优势,从新闻发布的内容来看,清华的技术应该很有前景,但还需要更多数据的支撑。”
清华团队去年10月在北京宣武医院完成了中国第一例长期脑机植入临床手术,植入者为一名四肢瘫痪14年的高位截瘫患者。据介绍,该患者在植入10天后出院,经过三个月的居家康复训练后,目前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,抓握准确率超过90%。去年12月,同样的团队又在北京天坛医院完成了第二例脑机植入临床手术,患者因车祸引起脊髓完全性损伤,四肢瘫痪14年。脑机植入手术后,该患者实现了意念控制鼠标。
对于脑机接口的潜力,洪波在接受澎湃新闻采访时表示:脑机接口确实有极大的想象空间,有可能像隐形眼镜一样植入人体,也可能像现在的智能手机一样人手一个,但这是一个漫长的过程,“如果实现意识的上下载是一本100页的书,现在只是翻开了第一页。翻开了第一页,总比这本书没翻要强,未来人类有可能翻到最后一页”。
清华脑机的发展预计将在明年进入快车道。洪波对《第一财经》说:“我们的脑机接口设备明年将开始大规模临床试验,计划入组30至50名患者,在国内大约10个中心展开。”