川商傳媒記者 林夕冉報(bào)道
作為未來產(chǎn)業(yè)的熱門賽道之一,腦機(jī)接口不僅為患者帶來“奇跡”,其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也值得期待!川商傳媒記者采訪調(diào)研中發(fā)現(xiàn),腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室到臨床應(yīng)用,再到日常普及化,以及推動(dòng)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化相關(guān)政策執(zhí)行的細(xì)化等,都還需要逐步完善。
7月18日,四川大學(xué)華西醫(yī)院完成西南首例植入式腦機(jī)接口手術(shù)?;颊咭蜍嚨湆?dǎo)致脊髓損傷,四肢癱瘓。該手術(shù)通過在患者大腦硬腦膜外植入腦機(jī)接口設(shè)備,借助無線供電技術(shù)實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)的實(shí)時(shí)傳輸,讓患者實(shí)現(xiàn)腦控機(jī)械手,重新動(dòng)起來。
8月18日,術(shù)后一個(gè)月,腦機(jī)接口設(shè)備正式開機(jī)。連日來,川商傳媒記者持續(xù)實(shí)地探訪,正處于康復(fù)階段的患者小李(化名),見證了這項(xiàng)技術(shù)如何通過“意念”操控機(jī)械手完成抓握動(dòng)作——這個(gè)場(chǎng)景不僅印證了手術(shù)的臨床成效,更勾勒出四川腦機(jī)接口技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室邁向?qū)嶋H應(yīng)用的美好未來。
康復(fù)進(jìn)展
從“不可能”到創(chuàng)造生命奇跡
腦機(jī)接口的“四川實(shí)踐”,正以具象、可感的臨床突破展現(xiàn)生命奇跡。
當(dāng)川商傳媒記者到達(dá)成都市新都區(qū)某康復(fù)中心的訓(xùn)練室,小李正盯著屏幕上的“指示條”,隨著他意念集中,機(jī)械手緩緩合攏,再慢慢松開?!爱?dāng)想要抓緊的時(shí)候,屏幕上的指示條就會(huì)填滿,機(jī)械手同時(shí)也會(huì)收到指令實(shí)行抓握動(dòng)作?!毙±钕蛴浾呓忉?。
愛可復(fù)高級(jí)康復(fù)治療師楊杰 向記者透露,小李目前處于康復(fù)第一階段(0-2周),核心是建立基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)映射,主要練習(xí)簡單屈伸,如踝背屈、膝屈曲動(dòng)作,“重點(diǎn)校準(zhǔn)腦電信號(hào)與肌肉響應(yīng)閾值,讓大腦‘指令’和肢體‘動(dòng)作’形成初步聯(lián)動(dòng)”。每天4小時(shí)的訓(xùn)練中,2小時(shí)由治療師輔助進(jìn)行手法和肢體訓(xùn)練,2小時(shí)自主使用腦機(jī)接口設(shè)備,通過“抓木棍”“夾小球”等游戲化場(chǎng)景練習(xí)。目前是訓(xùn)練的第一周,如今他操作設(shè)備的熟練度已從最初的2小時(shí)縮短至半小時(shí),抓物體的準(zhǔn)確率能達(dá)到77分(滿分100)。
楊杰透露,接下來的第二階段(3-6周)將訓(xùn)練多關(guān)節(jié)協(xié)同,在外骨骼的輔助下嘗試平地步行、樓梯抬腿等更復(fù)雜的動(dòng)作,重點(diǎn)是強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)想象與真實(shí)動(dòng)作的時(shí)空同步;6周后進(jìn)入環(huán)境適應(yīng)性訓(xùn)練,目標(biāo)是讓患者能用筷子、勺子自主進(jìn)食,提高自理能力,改善生活質(zhì)量。
技術(shù)內(nèi)核
從實(shí)驗(yàn)室到臨床的“神經(jīng)橋梁”
談及設(shè)備安全性,楊杰補(bǔ)充道,目前采用四級(jí)安全防控體系保障患者安全:首先是生物相容性,電極涂層通過ISO 10993-10細(xì)胞毒性認(rèn)證;其次嚴(yán)格控制感染風(fēng)險(xiǎn),微創(chuàng)手術(shù)感染率要求低于0.3%;同時(shí)通過fMRI監(jiān)測(cè)刺激區(qū)膠質(zhì)細(xì)胞增生,防控神經(jīng)損傷;此外,系統(tǒng)采用雙芯片冗余設(shè)計(jì),主芯片故障時(shí),備用芯片能在0.5秒內(nèi)接管,形成雙重保障。
這一切的背后,是腦機(jī)接口技術(shù)的精密支撐。
什么是腦機(jī)接口? 腦機(jī)接口(Brain-Computer Interface,BCI)就是在人類大腦與外部設(shè)備間架起一座“神經(jīng)橋梁”——手術(shù)中植入的柔性電極陣列,能精準(zhǔn)捕捉運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)信號(hào),再通過算法轉(zhuǎn)化為指令,驅(qū)動(dòng)肢體或外部設(shè)備動(dòng)作。
從技術(shù)路線看,腦機(jī)接口主要分為非侵入式與侵入式:前者分析宏觀腦功能信號(hào),后者解析顱內(nèi)精細(xì)信號(hào)。小李使用的侵入式腦機(jī)接口,其核心原理是一套“中樞外周閉環(huán)系統(tǒng)”。楊杰解釋,手術(shù)中植入的電極會(huì)捕捉運(yùn)動(dòng)皮層的腦電信號(hào)(比如想象“抓握”時(shí)產(chǎn)生的特定腦波),經(jīng)AI算法實(shí)時(shí)解碼為運(yùn)動(dòng)指令,再觸發(fā)外周電磁刺激器激活目標(biāo)肌群。
這項(xiàng)技術(shù)在四川的落地并非偶然。早在2021年,電子科技大學(xué)神經(jīng)信息教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室便主導(dǎo)國家“腦科學(xué)與類腦智能”重大項(xiàng)目,在睡眠干預(yù)等領(lǐng)域積累基礎(chǔ);2022年,成都前沿類腦人工智能創(chuàng)新中心研發(fā)的“腦功能評(píng)估與孤獨(dú)癥輔助診斷系統(tǒng)”,將孤獨(dú)癥診斷準(zhǔn)確率提升至90%以上;而華西醫(yī)院于今年7月完成的這例手術(shù),更是將侵入式技術(shù)的臨床應(yīng)用向前推進(jìn)了一大步。
目前,四川已構(gòu)建起產(chǎn)學(xué)研醫(yī)協(xié)同發(fā)力的基礎(chǔ):電子科技大學(xué)與四川大學(xué)形成技術(shù)研發(fā)與臨床落地的互補(bǔ)梯隊(duì),華西醫(yī)院的臨床研究中心持續(xù)推進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證,中試公共服務(wù)平臺(tái)則加速著成果轉(zhuǎn)化。這種多方聯(lián)動(dòng)的探索,讓技術(shù)在解決現(xiàn)有難題的同時(shí),也為未來應(yīng)用打開想象空間。楊杰對(duì)此充滿期待,他認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值遠(yuǎn)不止于肢體康復(fù):“未來或許能通過解碼疼痛相關(guān)腦波緩解慢性疼痛,還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)帕金森患者的焦慮腦波,輔助他們減輕震顫癥狀,讓更多神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者受益?!?/p>
產(chǎn)業(yè)前景
政策護(hù)航下的未來產(chǎn)業(yè)新賽道
技術(shù)的持續(xù)突破,離不開政策與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的支撐。5月12日,四川省經(jīng)濟(jì)和信息化廳等八部門聯(lián)合印發(fā)《四川省腦機(jī)接口及人機(jī)交互產(chǎn)業(yè)攻堅(jiān)突破行動(dòng)計(jì)劃(2025—2030年)》,明確提出到2027年,完成3款侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品和5款非侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品的研發(fā)及醫(yī)療器械注冊(cè),開放醫(yī)療健康場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)年服務(wù)醫(yī)療患者超5萬人次。
但腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的“四川之路”仍需跨越多重挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)一:技術(shù)上,精細(xì)動(dòng)作控制、感覺反饋重建仍是待解難題。楊杰指出:“植入電極通道數(shù)通常僅有2個(gè),難以支撐復(fù)雜動(dòng)作,此外,環(huán)境適應(yīng)場(chǎng)景中,像滑濕路面防滑這樣的本能反應(yīng),目前還無法通過腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)?!?/p>
挑戰(zhàn)二:除了技術(shù)瓶頸,成本與普及性也構(gòu)成現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。小李的治療由企業(yè)資助,若自費(fèi)至少需數(shù)十萬元,遠(yuǎn)超普通家庭承受能力。楊杰進(jìn)一步介紹,當(dāng)前腦機(jī)接口正處于臨床轉(zhuǎn)化爆發(fā)前期,從全球范圍看,完成植入手術(shù)的案例不足200例。具體到費(fèi)用構(gòu)成,植入設(shè)備(含電極與脈沖發(fā)生器)需18-22萬元,解碼系統(tǒng)(AI模型云服務(wù))每年8萬元,加上康復(fù)支持(如外骨骼租賃等)每月2萬元,整體費(fèi)用對(duì)普通家庭而言壓力顯著。
不過降價(jià)路徑已逐漸清晰,隨著2025年國產(chǎn)化電極實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),相關(guān)費(fèi)用預(yù)計(jì)可降低40%,這將為技術(shù)向更多患者普及鋪路。
挑戰(zhàn)三:四川君健萬峰醫(yī)療器械董事長趙階峰向記者坦言,盡管國家醫(yī)保局已設(shè)立專項(xiàng)收費(fèi)項(xiàng)目,但從政策到實(shí)際支付,仍需解決產(chǎn)品注冊(cè)、醫(yī)院試點(diǎn)節(jié)奏等銜接問題,“目前政策多停留在方向性引導(dǎo),缺乏可執(zhí)行的細(xì)則,這成為產(chǎn)業(yè)推進(jìn)的又一障礙”。
同時(shí)他強(qiáng)調(diào),這項(xiàng)技術(shù)仍處“概念落地初期”,“從實(shí)驗(yàn)室到臨床應(yīng)用從來不是一蹴而就的,還得一點(diǎn)點(diǎn)攻克細(xì)節(jié)難題”。
盡管挑戰(zhàn)重重,但當(dāng)前的突破已意義重大。正如腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長李文宇所言:“四川不必追求‘面面俱到’,而應(yīng)聚焦‘醫(yī)療剛需+本土強(qiáng)項(xiàng)’,在細(xì)分領(lǐng)域建立技術(shù)壁壘?!?/p>
未來已來,前路雖長??萍济恳徊酵黄?,都在縮短人類想象與現(xiàn)實(shí)的距離。隨著技術(shù)發(fā)展,腦機(jī)接口終將讓更多像小李這樣的癱瘓病人,重新“動(dòng)起來、站起來”。
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