在脑机接口领域，机遇与挑战并存

来源：[中国医报]

□ 高群

「随著科学技术的进步，现代医学发展迅速，脑机接口（BCI）中国科学院院士、首都医科大学神经外科学院院长赵继宗在不久前举行的2024中关村论坛年会平行论坛“脑机接口创新发展与应用论坛”上表示，为神经系统疾病的治疗开辟了新的道路，在医疗卫生领域展现了广阔的应用前景。

中国工程院院士顾晓松也指出，近20年来，脑机接口技术发展迅速，其应用领域也在逐步扩大。

但与会专家也认为，由于脑机接口技术还处于研发阶段，很多技术难点和伦理问题还有待解决，相关产品上市应用还有很长的路要走。

开启医学新篇章

对某些传统治疗方法难以解决的神经系统疾病，提供了一条新的解决方案。

近年来，随着相关领域的研究取得突破，脑机接口技术和应用已经成为世界上最热门的赛道之一。在医疗卫生领域，专家认为，该技术为癫痫、阿尔茨海默病、瘫痪等一些传统治疗方法难以解决的神经系统疾病提供了新的解决方案，有望开启“新的医学篇章”。

据报道，根据大脑信号采集方式，大脑机器的接口大致可以分为两种形式:侵入式和非侵入式。这两种形式都可以实现“从大脑到机器”的双向互动(将信号转换为意图运动指令)和“从机器到大脑”(向大脑传递与外部环境互动的设备捕获的感觉信息)。

首都医科大学宣武医院院长赵国光在本次论坛上重点介绍了该院入侵脑机接口的临床试验案例。所谓侵入式脑机接口，是指电极直接接触脑硬膜外、脑皮质表面、脑细胞等。通过开颅，从而完成一系列脑机交互。由清华大学医学院洪波教授和赵国光领导的联合科研团队于2023年10月完成了无线微创植入式脑机接口NEO。（Neural Electronic Opportunity）宣武医院实施了首个临床试验，包括工程开发和临床场景建设。通过NEO使用外部辅助手套训练半年后，参加本次临床试验的患者杨某成功地打开瓶盖喝水。此前，该病人被美国脊髓损伤协会（ASIA）得分为A(最严重)，其手部完全瘫痪，肘部稍有活动。赵国光表示，宣武医院将继续对NEO进行临床研究，如辅助进食、操纵智能轮椅等。

除“从脑到机”外，“从机到脑”在治疗神经系统疾病方面也取得了进展。宣武医院于2022年与杭州某医疗科技公司合作，将对其产生反应刺激（RNS）在癫痫病人的临床试验中，闭环脑机接口成功应用。经过一个月的治疗，受试者每月癫痫病的平均发作次数从730次下降到480次，经过两个月的治疗，癫痫病的平均发作次数进一步下降到57次，经过第四个月的治疗，每月的发作次数已经接近0次。自2021年以来，该临床试验已对40多名病人进行治疗，效果良好。

本次论坛还展示了非侵入性脑机接口的一些研究成果。所谓非侵入性脑机接口，就是通过穿戴设备(如脑电帽、近红外头盔或磁共振头线圈等)来测量大脑的电活动或代谢活动。)附着在头皮上，从而实现“从大脑到机器”或“从机器到大脑”的功能。

天津大学副校长明东表示，2023年，学校与天津医院合作，自主开发了脑机微信操作系统，让一名双手破碎、打字能力丧失的患者可以通过思想打字发送微信消息。

发展道路阻碍而艰难

面临着对大脑工作原理认识不够清晰、技术不够成熟、一些伦理问题等挑战。

不可否认，脑机接口技术在临床研究中也面临着诸多挑战，如对大脑工作原理认知不够清晰、技术不够成熟、一些伦理问题等，同时拥有无限的想象空间。

虽然借助CT和磁共振，赵继宗直言不讳地说，（MRI）先进技术已经能够深入观察神经元和大脑的结构和物质基础。然而，人类对大脑的认知和理解仍然非常有限。“进一步研究和理解大脑的工作原理是促进大脑接口技术发展的首要关键”。

赵继宗认为，有必要通过更多的研究来探索脑神经信号的生成和传递过程，从而更准确地分析大脑的工作原理。不仅如此，在研究大脑原理的过程中，还很难制造大脑信号的采集、处理、解码和反馈设备，相关技术亟待突破。“如何保证植入电极的长期安全，采集高精度的大脑信号，减少人脑排斥反应，是目前的一大技术难点。”赵继宗说。

今年5月，马斯克的Neuralink公司发布消息称，植入手术后几周内，首例入侵脑机接口的受试者大量布局在大脑皮层中的柔性导线从大脑中收缩，导致有效电极数量减少，大脑和机器之间的信号传输速度降低。然而，Neuralink公司并没有透露出有问题的电极数量。为应对这一变化，Neuralink公司改进了将这些信号转换为光标移动的技术，并加强了用户界面，以提高受试者控制光标的能力。

除了上述问题之外，脑机接口技术还涉及到许多伦理问题，特别是侵入式脑机接口的伦理问题。

此前，国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会编制了《脑机接口研究伦理指引》，供相关科研机构和科研人员参考，以防止脑机接口研究与技术应用过程中的科技伦理风险。然而，专家承认，目前人们对大脑的认知还不够全面。随着研究的不断推进，新的伦理问题也会出现，现有文件需要及时修改。

赵继宗认为，他们的信息安全对于接受脑机接口技术治疗的患者也非常重要。在应用脑机接口技术的过程中，如何有效、安全地管理脑活动数据，制定相关标准和规范，以保护患者的隐私，还有待进一步研究。

整合资源实现突破

未来产业孵化平台需要建立良好的生态引领发展，充分发挥“政治、产业、学术、研究”的桥梁纽带作用，为中国脑机接口、脑机交互、脑机智能领域的规划布局提供支撑，加强跨领域、跨行业的交流，促进技术创新和应用探索

顾晓松说：“为了进一步促进脑机接口产业的健康发展，迫切需要建立一个良好的未来产业孵化平台来引领发展。

赵继宗还建议，充分发挥“政治、产业、研究、研究”的桥梁作用，为中国脑机接口、脑机交互、脑机智能领域的规划布局提供支撑，加强跨领域、跨行业的交流，促进技术创新和应用探索。近年来，中国出台了一些鼓励和支持脑机技术和应用发展的政策。

工信部等17个部门于2023年1月发布《机器人》 “应用行动实施方案”明确提出，要突破脑机交互等技术，开发用于损伤康复的辅助机器人产品，重点关注神经系统损伤、损伤后脑认知功能障碍、瘫痪助行等康复治疗需求；促进脑机接口辅助康复系统等新技术、新产品的加速应用。

工业和信息化部等七个部门于2024年1月发布了《关于促进未来产业创新发展的实施意见》，提出了六项重点任务。其中，在全面布局未来行业方面，需要开发高端医疗设备和脑机交互等先进技术的健康用品；在打造标志性产品方面，需要突破脑机融合、脑芯片、脑计算神经模型等关键技术和核心设备，开发一批易于使用、安全的脑机接口产品；在优化行业支撑体系方面，我们应该专注于脑机接口等关键领域，制定标准化路线图。开发基本通用、关键技术、试验方法、关键产品、典型应用、安全伦理等标准，及时制定相关标准。

然而，目前，相关政策的支持和鼓励需要进一步细化和实施。赵继宗表示，脑机接口临床试验研究的安排标准也需要相关文件的指导。“什么样的患者可以用脑机接口治疗，什么样的患者不能；纳入、排除、排除和终止的标准是什么，等等。，也需要相应的规范。”

顾晓松强调，要充分发挥国家重大创新平台、高校科研院所与企业的联合作用。

令人高兴的是，2023年2月，中国信息通信研究院、清华大学、天津大学、天坛医院等数十家脑机接口领域的大学、科研机构和企业联合成立了脑机接口产业联盟，力求聚集大家的长处，在脑机接口相关研究中发挥作用。根据明东的说法，这个联盟在关键设备方面取得了突破。例如，天津大学开发的“新型软梳电极”获得了发明专利授权，以解决传统湿电极操作繁琐、传统干电极性能差等问题。与此同时，为了打破国外对我国高性能脑电采集芯片的封锁，联盟正在加大对国产芯片的研发力度。

与此同时，医学界也在积极努力。今年3月，中华医学会神经外科分会年会在昆明召开，50多名神经外科医生就脑机接口临床医学研究达成共识。

赵继宗坦言：“共识的目的是更好、更积极地投入到脑机接口的研究开发中，保护患者的安全。

本论文来源于【中国医学报】，仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布和传播服务。

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