“随着科技的进步，现代医学发展迅猛，脑机接口（BCI）为神经系统疾病治疗开辟了新的道路，在医疗健康领域展现出广阔的应用前景。”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，中国科学院院士、首都医科大学神经外科学院院长赵继宗表示。
中国工程院院士顾晓松也指出，近20年来，脑机接口技术飞速发展，其应用领域也在逐渐扩大。
但与会专家们同时也认为，由于目前脑机接口技术还处于研发阶段，许多技术难点和伦理问题尚待解决，距离相关产品上市应用还有很长的路要走。
开启医学新篇章
对于一些传统治疗手段难以解决的神经系统疾病，提供了一条新的解决路径
近年来，随着相关领域的研究不断取得突破，脑机接口技术和应用成为全球最热的赛道之一。在医疗健康领域，专家认为，该项技术对于一些传统治疗手段难以解决的神经系统疾病，如癫痫、阿尔兹海默病、瘫痪等，提供了一条新的解决路径，有望开启“医学新篇章”。
据介绍，根据脑信号采集方式，脑机接口大致可分为侵入式和非侵入式两种形式，这两种形式均可实现“从脑到机”（将信号转换成意图运动指令）和“从机到脑”（将与外部环境交互的设备捕获的感觉信息传递至大脑）的双向互动。
本次论坛上，首都医科大学宣武医院院长赵国光重点分享了该院在侵入式脑机接口方面的临床试验案例。所谓侵入式脑机接口，就是通过开颅的方式，将电极直接与脑硬膜外、脑皮质表面、脑细胞等直接接触，进而完成一系列脑机交互。2023年10月，由清华大学医学院洪波教授和赵国光带领的联合科研团队，完成了无线微创植入脑机接口NEO（Neural Electronic Opportunity）的工程开发和临床场景搭建，在宣武医院实施了首例临床试验。参与此次临床试验的患者杨某，通过NEO使用外部辅助手套训练半年后，成功实现了自主开瓶盖喝水。此前该患者被美国脊髓损伤协会（ASIA）评分为A（最严重），其手部完全瘫痪，肘部稍有活动能力。赵国光表示，宣武医院将持续开展NEO在辅助进食、操控智能轮椅等方面的临床研究。
除了“从脑到机”外，“从机到脑”在治疗神经系统疾病方面也取得进展。2022年，宣武医院与杭州一家医疗科技公司合作，将一种反应性刺激（RNS）闭环脑机接口成功应用到癫痫患者临床试验中。在经过1个月的治疗后，受试者每月癫痫平均发作次数由730次降低至480次，在2个月治疗后发作次数进一步降低至57次，在第4个月后，每月发作次数已趋近于0。自2021年以来，该临床试验已对40余例患者实施治疗，效果良好。
此次论坛也展示了非侵入式脑机接口的部分研究成果。所谓非侵入式脑机接口，是通过附着在头皮上的穿戴设备（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，以实现“从脑到机”或“从机到脑”的功能。
天津大学副校长明东介绍，2023年，该校与天津医院展开合作，自主研发了一种脑机微信操作系统，让一名双手粉碎性骨折、丧失了打字能力的患者通过意念能够打字发送微信消息。
发展道阻且艰
面临对于大脑工作原理认知不够清晰、技术不够成熟以及一些伦理问题等挑战
不可否认的是，在具有无限想象空间的同时，由于足够“新”，脑机接口技术在临床研究上也面临着诸多挑战，如对于大脑工作原理认知不够清晰、技术不够成熟以及一些伦理问题等。
赵继宗直言，尽管脑科学研究借助CT和磁共振（MRI）等先进技术，已经能够深入观察神经元和大脑的结构及物质基础，然而人类对于大脑的认知理解仍然非常有限，“进一步研究和理解大脑工作原理是推动脑机接口技术发展的首要关键”。
赵继宗认为，需要通过更多的研究来探索脑神经信号的生成和传递过程，从而更精确地解析大脑工作原理。不仅如此，在研究脑原理的过程中，大脑信号的采集、处理、解码、反馈设备也有一定的制造难度，相关技术也亟待突破。“植入电极如何保证长期安全和采集高精度的脑信号，降低人脑排异反应是目前的一大技术难点。”赵继宗说。
今年5月，马斯克旗下Neuralink公司发文称，首例侵入式脑机接口受试者在植入手术后的几周内，许多布局于脑皮质内的柔性导线从大脑中缩回，导致有效电极的数量减少，使脑与机的信号传输速率降低。不过，Neuralink公司并未透露出现问题的电极数量。为了应对这一变化，Neuralink公司改进了将这些信号转换为光标移动的技术，并增强了用户界面，以提升受试者控制光标的能力。
除上述问题外，脑机接口技术用于治疗疾病涉及到诸多伦理问题，尤其是侵入式脑机接口的伦理问题。
此前，为防范脑机接口研究与技术应用过程中的科技伦理风险，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使用。不过专家坦言，目前人对大脑的认知不够全面，随着研究不断推进，新的伦理问题也会随之出现，现有的文件还需适时修订。
赵继宗认为，对于接受脑机接口技术治疗的患者，他们的信息安全也至关重要。在脑机接口技术应用的过程中，如何对脑活动数据进行有效安全的管理并制定相关标准规范，用以保护病人的隐私，还有待进一步研究。
整合资源实现突破
亟待构建良好生态引领发展的未来产业孵化平台，发挥“政产学研用”桥梁纽带作用，为我国脑机接口、脑机交互、脑机智能领域规划布局提供支撑，加强跨领域与跨行业交流，推动技术创新与应用探索
“要想进一步推动脑机接口产业的健康发展，亟待构建良好生态引领发展的未来产业孵化平台。”顾晓松表示。
赵继宗也建议，发挥“政产学研用”桥梁纽带作用，为我国脑机接口、脑机交互、脑机智能领域规划布局提供支撑，加强跨领域、跨行业交流，推动技术创新与应用探索。近年来，我国陆续出台一些政策，对脑机技术及应用发展给予鼓励和支持。
2023年1月，工业和信息化部等17个部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》，明确提出要围绕神经系统损伤、损伤后脑认知功能障碍、瘫痪助行等康复治疗需求，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；推动脑机接口辅助康复系统等新技术新产品加速应用。
2024年1月，工业和信息化部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出六大重点任务。其中，在全面布局未来产业方面，要研发脑机交互等先进技术的高端医疗装备和健康用品；在打造标志性产品方面，要突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件，研制一批易用安全的脑机接口产品；在优化产业支撑体系方面，聚焦脑机接口等重点领域，制定标准化路线图，研制基础通用、关键技术、试验方法、重点产品、典型应用以及安全伦理等标准，适时推动相关标准制定。
但目前，相关政策的支持和鼓励还需要进一步细化和落地。赵继宗表示，脑机接口临床试验研究的纳排标准也需相关文件指导。“什么样的病人能使用脑机接口治疗，什么样的病人不能；纳入、排除、剔除和终止的标准是什么，等等，也需要有相应的规范。”
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。
令人欣喜的是，2023年2月，中国信息通信研究院、清华大学、天津大学、天坛医院等几十家脑机接口领域高校、科研机构、企业共同发起成立了脑机接口产业联盟，力求集众家之长，在脑机接口相关研究上发挥作用。据明东介绍，该联盟在关键器件方面已有突破性进展。例如，为解决传统湿电极操作繁琐、传统干电极性能较差等问题，由天津大学研制的“新型软梳电极”已获得了发明专利授权。同时，为打破国外对我国高性能脑电采集芯片的封锁，该联盟正加大力度研发国产芯片。
同时，医学界也在积极努力。今年3月，中华医学会神经外科学分会年会在昆明召开，会上50多名神经外科医生进行了脑机接口临床医学研究的共识讨论。
赵继宗坦言：“共识的目的是为了更好地、积极地投入脑机接口的研发并保护病人的安全。”（高群）
转自：中国医药报
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