界面新聞記者 | 劉素楠
界面新聞編輯 | 林騰
一種改寫醫(yī)學(xué)診療康復(fù)邊界的技術(shù)，正在以加速度從實驗室走向臨床。
上海華山醫(yī)院，一枚硬幣大小的植入體，讓失去四肢12年的癱瘓患者重獲“掌控感”，他用意念控制電腦上的光標(biāo)移動——這是中國首例無線侵入式腦機(jī)接口前瞻性臨床試驗的關(guān)鍵時刻。
3個月前，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院團(tuán)隊，將一枚直徑僅26毫米、厚度不到6毫米的植入體嵌入患者顱骨凹槽中，再通過5毫米微孔，將比頭發(fā)絲細(xì)百倍的超柔性電極植入患者大腦運(yùn)動皮層。
“與傳統(tǒng)腦科手術(shù)相比，這是一臺微創(chuàng)手術(shù)?！苯?，在由中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會腦機(jī)接口與康復(fù)專業(yè)委員會主辦，上海大學(xué)醫(yī)學(xué)院、上海大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)大醫(yī)院（上海醫(yī)大醫(yī)院）承辦的學(xué)術(shù)年會及培訓(xùn)班活動上，主刀醫(yī)生、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科副主任醫(yī)師路俊鋒分享了這個案例的手術(shù)過程。
能否精準(zhǔn)定位和植入，關(guān)乎手術(shù)成敗。借助高精度導(dǎo)航系統(tǒng)，路俊鋒團(tuán)隊在喚醒手術(shù)下完成了植入，手術(shù)精度精確到毫米級別?！澳壳盎颊咭磺卸挤€(wěn)定，正在訓(xùn)練中。”路俊鋒告訴界面新聞。
腦機(jī)接口（Brain-Machine Interface，英文簡稱BCI）是通過采集腦電信號，將人類的意識和大腦活動與計算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行連接的技術(shù)，可以實現(xiàn)人機(jī)之間的信息交換和控制。
從技術(shù)路徑來看，腦機(jī)接口接入大腦的方式可以分為侵入型、半侵入型、非侵入型三種。侵入式BCI通過將電極和傳感器直接插入大腦組織捕捉神經(jīng)活動，非侵入式則通過將電極和傳感器置于頭皮表面獲取信號，半侵入型介于二者之間。
在臨床一線，中國團(tuán)隊正取得實質(zhì)性突破。
北京宣武醫(yī)院，一位每月癲癇發(fā)作達(dá)730次的15歲少女接受了反應(yīng)性神經(jīng)刺激術(shù)（Reactive Neurostimulation，簡稱RNS）治療。術(shù)前檢查發(fā)現(xiàn)，其病灶位于大腦功能區(qū)，傳統(tǒng)切除手術(shù)或致其癱瘓。醫(yī)生通過侵入式腦機(jī)接口解碼腦電信號，針對癲癇異常放電精準(zhǔn)刺激特定腦區(qū)，以減少癲癇發(fā)作頻率和嚴(yán)重程度。
“這相當(dāng)于在交通無序、紅綠燈失調(diào)的路口放入了一位交警?！?國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心主任、宣武醫(yī)院院長趙國光如此比喻。術(shù)后半年，這位少女的癲癇發(fā)作基本停止。
2022年起，由趙國光牽頭，宣武醫(yī)院聯(lián)合華山醫(yī)院等9家醫(yī)院啟動了國內(nèi)首個RNS腦機(jī)接口多中心臨床研究，目前已完成93例植入。趙國光透露，其中宣武醫(yī)院完成了53例，無嚴(yán)重不良事件發(fā)生。
近兩年，中國腦機(jī)接口的醫(yī)療應(yīng)用正呈現(xiàn)多元化發(fā)展。
在運(yùn)動功能重建方面，2023年10月，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授洪波團(tuán)隊與宣武醫(yī)院合作，為一位脊髓損傷患者開展了全球首例半侵入式腦機(jī)接口手術(shù)。經(jīng)過一個多月訓(xùn)練，癱瘓了15年的患者通過意念驅(qū)動氣動機(jī)械手臂，成功抓握起一瓶礦泉水。
在語言解碼領(lǐng)域，2024年，腦虎科技聯(lián)合華山醫(yī)院神經(jīng)外科吳勁松教授團(tuán)隊，在語言區(qū)占位腫瘤癲癇患者上進(jìn)行了柔性腦機(jī)接口植入手術(shù)。術(shù)后5天，該患者實現(xiàn)了142個常用漢語音節(jié)下71%的解碼準(zhǔn)確率，并且單字解碼時延小于100ms。
BCI也為孤獨(dú)癥診療帶來了革新。成都團(tuán)隊整合腦電、影像與腸道菌群數(shù)據(jù)，開發(fā)定量化輔助診斷系統(tǒng)，結(jié)合神經(jīng)調(diào)控與行為康復(fù)，服務(wù)了2000余名孤獨(dú)癥患兒。成都前沿類腦人工智能創(chuàng)新中心主任、成都芯腦科技有限公司總經(jīng)理馮睿稱，初步測算，約80%的患兒癥狀明顯改善。這套孤獨(dú)癥智能輔助診斷系統(tǒng)和整體治療方案，已推廣至華西醫(yī)院、齊魯醫(yī)院等30余家國內(nèi)機(jī)構(gòu)。
在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，上海大學(xué)教授楊幫華團(tuán)隊研發(fā)的無創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)已應(yīng)用于多例中風(fēng)患者康復(fù)訓(xùn)練，患者肢體運(yùn)動功能恢復(fù)效率明顯提升。
上海醫(yī)大醫(yī)院心臟大血管外科學(xué)科帶頭人、法國外籍院士萬峰認(rèn)為，腦機(jī)接口不僅是康復(fù)醫(yī)學(xué)的“破局利器”，更將為心血管術(shù)后康復(fù)、神經(jīng)調(diào)控治療等臨床場景帶來顛覆性變革。
“理論上，幾乎所有腦功能異常造成的損傷均有望通過腦機(jī)接口治療。”趙國光在腦機(jī)接口學(xué)術(shù)年會上表示。
腦機(jī)接口的市場前景廣闊。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2030年中國腦機(jī)接口市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》，2024年國內(nèi)腦機(jī)接口設(shè)備出貨量達(dá)3.2萬臺，同比增長210%。報告預(yù)測，到2030年，中國醫(yī)療康復(fù)市場規(guī)模將達(dá)320億元，占比38%。
無論中央還是地方，政策支持力度持續(xù)加大。2025年1月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)文件，明確對腦機(jī)接口設(shè)備予以優(yōu)先審評審批；在支付端，國家醫(yī)保局印發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)類醫(yī)療服務(wù)價格指南，涵蓋侵入式腦機(jī)接口手術(shù)的置入、取出及非侵入式手術(shù)的適配。北京、上海等地也相繼發(fā)布培育行動方案，加速產(chǎn)品研發(fā)與臨床試驗。
盡管前景光明，腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化仍面臨艱巨挑戰(zhàn)。此前Neuralink曝出問題——植入患者大腦的部分電極絲出現(xiàn)回縮，導(dǎo)致信號采集量銳減。
這也揭示出，當(dāng)下腦機(jī)接口技術(shù)在臨床試驗和規(guī)?；瘧?yīng)用之間，橫亙著一條條亟待跨越的鴻溝?！澳X機(jī)接口熱到發(fā)燙，但我們應(yīng)該保持冷靜，”趙國光警示道。
大會主席、中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會副會長、腦機(jī)接口與康復(fù)專委會主委單春雷提出了更多診療技術(shù)的細(xì)節(jié)問題：神經(jīng)調(diào)控可能因為偏離1㎝就會導(dǎo)致相反的結(jié)果，BCI不存在這樣的“陷阱”嗎？是否可以通過“腦電訓(xùn)練肌電”，使較復(fù)雜甚至侵入性的腦機(jī)接口簡化成為腦-肌-機(jī)接口甚至肌-機(jī)接口？能否通過遠(yuǎn)程康復(fù)系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程腦機(jī)接口？目前BCI多用于語言系統(tǒng)保留的言語障礙患者，如何幫助真正的失語者？……
趙國光則指出，生物相容性不足、信號衰減、硬件及接口缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等問題，阻礙了設(shè)備兼容性和規(guī)模化生產(chǎn)。同時，開發(fā)成本高，醫(yī)保覆蓋有限，跨學(xué)科符合人才短缺，以及倫理與數(shù)據(jù)安全等問題，都是腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化面臨的堵點。
要推動腦機(jī)接口醫(yī)療應(yīng)用，他建議建設(shè)產(chǎn)學(xué)研用醫(yī)集群，任何一個環(huán)節(jié)都不可或缺。
“醫(yī)院作為醫(yī)療服務(wù)的核心主體，在腦機(jī)接口賦能臨床康復(fù)的產(chǎn)學(xué)研融合中扮演著重要的紐帶角色。”萬峰表示，其核心價值在于將臨床需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)方向、驗證技術(shù)有效性、推動成果落地，并通過多學(xué)科協(xié)作構(gòu)建閉環(huán)生態(tài)。醫(yī)院需打破傳統(tǒng)“被動應(yīng)用技術(shù)”的角色定位，主動聯(lián)合多方力量，構(gòu)建“醫(yī)工交叉、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同”的創(chuàng)新生態(tài)，才能真正釋放腦機(jī)接口在臨床康復(fù)中的潛力。
2023年11月，中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會在上海成立腦機(jī)接口和康復(fù)專業(yè)委員會，聚集了康復(fù)醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)以及企業(yè)等跨學(xué)科領(lǐng)域的醫(yī)生和專家學(xué)者。
“各學(xué)科之間的融合度不夠，因此我們要搭建一個平臺，更好地融合多學(xué)科人才，尋求技術(shù)突破和臨床的廣泛應(yīng)用?！眴未豪妆硎尽?/span>
6月底，當(dāng)馬斯克的Neuralink發(fā)布最新進(jìn)展視頻時，上?！澳X智天地”產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)正式啟動建設(shè)，成為中國首個腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，計劃打造“技術(shù)突破-產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化-場景落地”的完整生態(tài)鏈。
據(jù)上觀新聞報道，在該集聚區(qū)內(nèi)，腦機(jī)接口相關(guān)的制造業(yè)、人工智能、基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域的企業(yè)與國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心、上海市重點實驗室等機(jī)構(gòu)即將匯聚在同一實體空間中，科學(xué)家、工程師與臨床醫(yī)生將從技術(shù)研發(fā)到臨床應(yīng)用全鏈條協(xié)同攻關(guān)。
單春雷預(yù)測：“腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的落地，將從康復(fù)科最先開始，逐漸覆蓋神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科、老年科等科室。理論上只要與腦相關(guān)的疾病都能涉及?！?/span>
他認(rèn)為，當(dāng)下腦機(jī)接口的臨床應(yīng)用需要形成標(biāo)準(zhǔn)，明確診療范式，逐步豐富腦機(jī)接口的應(yīng)用場景。下一步的突破，一方面是是高精尖的治療技術(shù)，例如針對漸凍癥等缺乏有效干預(yù)手段的疑難雜癥，一方面是普惠型的高性價比消費(fèi)級康復(fù)產(chǎn)品。
“我認(rèn)為在5年內(nèi)腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)該能夠廣泛應(yīng)用，對疑難雜癥的突破可能需要10年時間?！?單春雷說。