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全球首例!脑机接口试验在北京取得成功!

 长庆wcqjs 2023-05-07 发布于上海
5月5日消息,从南开大学官网获悉,日前,全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功,该试验在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂。
试验对推动脑科学领域研究具有重要意义,标志着我国脑机接口技术跻身国际领先行列。
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介入式脑机接口非人灵长类动物试验手术实景。(图片由科研团队提供)

南开团队牵头完成介入式脑机接口非人灵长类动物试验

此次试验由南开大学段峰教授团队牵头,与中国人民解放军总医院(301医院)、上海心玮医疗科技股份有限公司联合完成,实现了介入式脑电信号从被动采集到主动控制的技术飞跃,突破了血管内脑电信号采集、介入式脑电信号识别等核心技术。
脑机接口技术可以将脑电信号转换为控制指令,从而帮助运动功能障碍患者,如脑卒中、渐冻症等,与外部设备交互,提升生活质量。

据正在参与该项目研发、试验的宣武医院神经外科马永杰博士介绍,目前脑机接口主要有三种,包括侵入式脑机接口、非侵入式脑机接口和介入式脑机接口。
侵入式脑机接口是以开颅等方式,将电极植入大脑皮层功能区附近。由于直接接触大脑皮层,这种方式获取的脑电信号是准确度最高的,但也由于它采取的是有创的接入方式,因而会对人体造成较大损伤,并可能出现炎性反应、排异反应等。

非侵入式脑机接口通过头皮采集脑电信号,优点是安全,缺点是隔着头皮采集到的信号纯度和信噪比较差,质量不高。

介入式脑机接口是通过微创介入方式,将血管穿刺小口,通过类似心脏支架的微创手术实现脑机连接。创伤较侵入式脑机接口更小,信号质量较非侵入式脑机接口更高。

研究团队发现,侵入式脑机接口创伤大,例如美国马斯克的Neuralink公司侵入式脑机接口试验猴已有多只死亡;而非侵入式脑机接口又易受大脑容积导体效应的影响,脑电信号长期稳定性差。

段峰教授团队牵头研发的介入式脑机接口,通过介入手术将介入脑电传感器贴附在猴脑血管壁上,无需开颅手术即可采集到颅内脑电信号,相较于传统侵入式和非侵入式脑机接口,兼顾了安全性、识别稳定性。

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试验通过介入式脑机接口实现动物主动控制机械臂。(图片由科研团队提供)
  
此次试验的介入手术由解放军总医院第一医学中心神经外科吴东东医师团队操作,介入式脑电传感器通过颈静脉,进入矢状窦,到达猴运动皮层脑区。在术后成功采集并识别到非人灵长类动物介入式脑电信号,实现了动物对机械臂的主动控制。

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段峰教授(右四)及其团队成员。(图片由科研团队提供)

在脑疾病医疗康复领域市场前景广阔

段峰教授介绍,此次在非人灵长类动物脑内开展的介入式脑机接口试验研究成果,促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进,有助于推动医疗企业产业升级,通过医工结合打造高端医疗设备民族品牌,未来在脑疾病医疗康复领域市场前景广阔。

除了为各类神经功能性疾病患者带来福音以外,未来,脑机接口技术还有哪些应用场景?马永杰表示,脑机接口实际上是对不同部位的脑分区进行“脑密码”解析的途径,通过它我们可以更好地解析大脑的功能,“未来在一定程度上将人类的思考、意识、记忆存储下来,不是完全没有可能。你甚至可以让想象更加科幻一点,比如意识的直接显示、通过意识实现驾驶等,都不是没有可能。只不过这需要一个较长的周期。”

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