劃重點
01中國科學院院士趙繼宗在2024創(chuàng)新發(fā)展論壇上分享了腦機接口技術的臨床應用前景和挑戰(zhàn)。
02腦機接口技術旨在實現(xiàn)腦與設備的信息交換，有望為神經疾病診治開辟新途徑。
03由于“腦計劃”的推動，全球范圍內包括我國在內的多個國家都在開展腦機接口研究。
04然而，腦機接口技術仍處于臨床試驗階段，面臨設備技術、雙向通信和倫理等方面的挑戰(zhàn)。
05趙繼宗呼吁在保障患者安全的前提下，合理應用腦機接口技術，為患者帶來最大收益。
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封面新聞記者 譚羽清
幫助癱瘓的人重獲行走能力，讓猴子憑借“意念”打字……近年來，與“腦機接口”相關的種種新動態(tài)讓人們看見，這項充滿“未來感”與“想象力”的技術正日漸從電影映入現(xiàn)實。
那么，“腦機接口”技術的應用前景如何？當下我國“腦機接口”領域有何嘗試與進展？推動這一技術進步又存在怎樣的挑戰(zhàn)？
趙繼宗院士（圖據(jù)新華網(wǎng)）
9月24日，于成都舉辦的2024創(chuàng)新發(fā)展論壇上，中國科學院院士、國家神經系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學研究中心主任趙繼宗在題為《腦機接口臨床研究》的報告中，從神經外科臨床角度出發(fā)，分享了相關觀點與前沿信息。
“腦計劃”推動“腦機接口”技術蓬勃發(fā)展
“腦機接口”是指人或動物腦與外部設備間創(chuàng)建的直接連接通路，以實現(xiàn)腦與設備的信息交換。
如果從1924年腦電圖的發(fā)明算起，“腦機接口”的研究歷史至今已有百年。而這一概念的正式出現(xiàn)，則是在1973年，由一位計算機專家雅克維達爾
（Jacques J. Vidal）提出的。進入21世紀后，“腦機接口”技術得到了飛速發(fā)展，逐漸應用于臨床實驗。
在趙繼宗看來，“腦機接口”研究之所以能在21世紀進展得如此轟轟烈烈，主要是由于“腦計劃”的開展�？v觀全球，除了我國外，加拿大、美國、歐盟、日本、澳大利亞、韓國均在開展“腦計劃”。這些研究不斷深化、取得新進展，為“腦機接口”技術的發(fā)展提供了支持與推動力。
比如，歐盟的人腦計劃，公布了迄今為止最詳盡的多尺度人腦圖譜，顯示三維細胞構筑，包括某些未被確認的腦區(qū)，并顯示其人際差異；我國科研團隊則得到較為完整的世界首套獼猴全腦皮層的三維單細胞空間分布圖譜，以及空間轉錄組數(shù)據(jù)，揭示了細胞類型組成和靈長類腦區(qū)層級結構分布之間的關系。
“腦機接口”技術如何助力神經疾病診治？
報告中趙繼宗談到，1990-2021年數(shù)據(jù)顯示，全球約34億人受到神經系統(tǒng)疾病的困擾，其中包括中風、嬰兒腦損傷、癡呆癥、癲癇、孤獨癥等，其中我國患病人數(shù)占據(jù)世界首位。但患者基數(shù)巨大的腦神經系統(tǒng)疾病的診治仍存在困局，具有“難”“惑”“纏”“負”的特點，即治愈困難、病因欠清、后遺癥粘纏、負擔沉重。
而“腦機接口”或是解開腦神經系統(tǒng)疾病困局的鑰匙，有望為這一領域疾病的診治另辟新徑，如幫助偏癱患者恢復運動功能，幫助中風、肌萎縮側索硬化癥等失語患者重新獲得表達能力，對癲癇患者進行更好地監(jiān)測治療，用于抑郁癥患者的診治等。
當下，我國神經醫(yī)學領域的研究人員，在“腦機接口”技術方向已有了許多探索案例。比如，首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院的醫(yī)生團隊嘗試在手術中喚醒病人，利用術中皮層電刺激技術，定位大腦功能區(qū)。該技術一方面可以在為患者切除腫瘤時保護患者腦功能，也能驗證腦語言區(qū)不同語種定位。
“腦機接口”試驗研究面臨三方面挑戰(zhàn)
趙繼宗表示，“腦機接口”可以替代、恢復、增強、補充腦功能，為腦功能損傷患者康復帶來福音，為神經疾病的未來診治帶來了極大的想象空間。然而它也尚處于臨床試驗階段，發(fā)展、應用面臨著諸多挑戰(zhàn)。
首先，腦科學的研究還需不斷深入。進一步研究和理解大腦工作原理是推動“腦機接口”技術發(fā)展的關鍵，包括探索腦神經信號的生成和傳遞過程，從而更精確地解析大腦工作原理。
其次，“腦機接口”的設備技術層面也需要突破。對于高性能“腦機接口”，電極需有方式保證其長期安全并能采集高精度的腦電信號，降低人腦排斥反應。而“腦機接口”的“雙向通信”技術也需要探索，即實現(xiàn)“從腦到機”與“從機到腦”，不僅能將腦信號轉換成意圖運動指令，同時也能將與外部環(huán)境交互的設備捕獲的感覺信息傳遞至大腦。
此外，關于“腦機接口”的倫理問題也不容忽視。在保障患者安全的前提下，如何合理應用腦機接口技術，為患者帶來最大收益，是需要探討研究的問題。
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