大腦植入一枚芯片,高位截癱患者就能重新抬起雙手??苹闷械膱鼍?,如今已成為現(xiàn)實。日前,張女士接受了江蘇省首例半侵入式腦機接口手術(shù),經(jīng)過一段休養(yǎng),她在外骨骼氣動手套驅(qū)動下,右手能穩(wěn)穩(wěn)抓起水杯;脫下手套后,右手能夠輕輕拿起木球……
在近日召開的南京市腦機接口產(chǎn)業(yè)培育大會上,相關(guān)人員披露了這一技術(shù)應(yīng)用案例,重點展出了一批本土企業(yè)研發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新成果。腦機接口技術(shù)將如何改變生活?記者對此進行了探訪。
“手隨心動,我做到了!”
“手隨心動,我做到了!”手指再次合攏,攥住東西的感覺,張女士整整盼了兩年。
2022年9月,張女士意外跌落,導(dǎo)致頸椎第五節(jié)嚴重損傷,高位截癱。經(jīng)過兩年多的治療,上肢功能未見起色,手部抓握功能完全喪失——喝水靠人喂,淌汗干著急,連撓癢都成了一種奢望。
今年4月25日,張女士接受了江蘇省首例半侵入式腦機接口手術(shù),一枚硬幣大小的電極片被精準植入顱骨下的硬膜外間隙。 “好比顱骨是一個堅硬的外包裝木箱,硬膜就是保護大腦的內(nèi)層厚實海綿。這種‘半侵入式’腦機接口,在提升信號精度的同時,最大程度降低了手術(shù)損傷風(fēng)險?!苯K省人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科主任陸曉解釋稱。
術(shù)后,張女士的腦電信號經(jīng)適配器轉(zhuǎn)化可以驅(qū)動體外設(shè)備執(zhí)行一系列動作指令。設(shè)備的日常養(yǎng)護也出奇便捷,充電方式類似Apple Watch——只需將充電器緊貼腦部外側(cè)即可。
看似簡單的流程背后,是排異、信號衰減、組織包裹等重重技術(shù)難關(guān)。為確保安全,醫(yī)院組建了康復(fù)醫(yī)學(xué)科、神經(jīng)外科、骨科、神經(jīng)內(nèi)科、麻醉科、輸血科等多學(xué)科團隊。借助最新立體成像和手術(shù)機器人,醫(yī)院團隊實現(xiàn)了大腦功能區(qū)的精確定位,并在機器人的輔助下順利完成植入。
據(jù)江蘇省人民醫(yī)院神經(jīng)外科主任王慧博介紹,我國現(xiàn)有脊髓損傷患者374萬,年新增約9萬?!拔覀円殉晒ν瓿?例此類手術(shù),均針對脊髓損傷導(dǎo)致的手部功能障礙?!蓖趸鄄┱f,這項技術(shù)若廣泛應(yīng)用,將極大減輕這類疾病的沉重負擔(dān),幫助患者恢復(fù)基本生活能力和尊嚴。
不過,技術(shù)真正落地臨床仍需時間。江蘇省人民醫(yī)院神經(jīng)外科副主任醫(yī)師顏偉強調(diào),作為前沿產(chǎn)品,它必須經(jīng)過動物實驗、人體臨床試驗等完整流程。目前,國內(nèi)十余家醫(yī)院正推進多中心試驗。江蘇省人民醫(yī)院已啟動脊髓損傷、癲癇等適應(yīng)癥患者的入組篩選,并著手建立規(guī)范化臨床應(yīng)用體系。
“腦機接口從研發(fā)走向應(yīng)用,將是多方協(xié)同創(chuàng)新的過程。”江蘇省人民醫(yī)院院長劉云表示,醫(yī)院正與棲霞區(qū)共建江蘇腦機接口研究院及產(chǎn)業(yè)園,旨在整合資源,推動該技術(shù)在運動神經(jīng)康復(fù)、腦科學(xué)、主動健康管理等關(guān)鍵領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用,為“健康中國”提供堅實的科技支撐。
應(yīng)用場景多點開花
在南京,腦機接口技術(shù)的應(yīng)用場景正在不斷拓展:植入電極片幫助患者恢復(fù)手部功能;只要想象吞咽動作,通過腦機接口實時解碼意圖并驅(qū)動外部設(shè)備,就能幫助患者完成動作;佩戴布滿傳感器的腦電帽,“植物人”也可以通過下肢外骨骼運動行走;手術(shù)麻醉時,通過腦部電極片動態(tài)精準控制麻醉藥物用量……
在南京腦機接口產(chǎn)業(yè)培育大會上,江寧高新區(qū)企業(yè)山海醫(yī)療公司發(fā)布了國產(chǎn)首個侵入式深腦電生理記錄與刺激設(shè)備“明瞳”?!搬t(yī)生為帕金森患者植入治療電極時,對精度要求極高,‘明瞳’就像給大腦手術(shù)配置了‘導(dǎo)航儀+實時監(jiān)控探頭’,突破了臨床‘所見非所得’的問題?!鄙胶at(yī)療公司董事長吳正平稱,該產(chǎn)品通過雙重驗證機制,實現(xiàn)了從影像精準到功能精準的跨越,為術(shù)中療效評估提供了國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)支持。
目前,腦機接口技術(shù)應(yīng)用主要聚焦于醫(yī)療領(lǐng)域。落地鼓樓區(qū)的南京普瑞精控腦機接口技術(shù)麻醉應(yīng)用項目堪稱“麻醉自動駕駛儀”。
據(jù)該項目負責(zé)人王玉祺介紹,手術(shù)期間,患者佩戴“讀腦帽”連接自動給藥泵,可實現(xiàn)麻醉劑量“剛剛好”——既避免患者睡太淺中途疼醒或有意識,又防止藥物過量導(dǎo)致的術(shù)后醒得慢、出現(xiàn)惡心嘔吐等副作用。目前,該產(chǎn)品已在上海市第六人民醫(yī)院開展探索性臨床驗證,推進醫(yī)療器械注冊申報。
近年來,腦機接口產(chǎn)品在南京的應(yīng)用場景逐漸增多,主要得益于當?shù)亍肮┬杵ヅ洹迸c“科研能力”?!案咝S星把乜蒲袃?yōu)勢,醫(yī)院蘊藏迫切臨床需求,雙方協(xié)同發(fā)力,加速了研發(fā)與應(yīng)用的轉(zhuǎn)化?!蹦暇├砉ご髮W(xué)工作人員魏志東稱,該校已與鼓樓醫(yī)院合作開發(fā)了可穿戴設(shè)備NeuroCollar等多個項目。
以鼓樓區(qū)為例,它擁有近460家醫(yī)療機構(gòu)和18所高校,匯聚了48名兩院院士和10萬名科技人才,頂尖臨床資源與密集智力資源構(gòu)成了腦機接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“硬核”底座。
“醫(yī)療科研面向臨床,資源富集地更懂臨床需求?!蔽褐緰|說,隨著南京高校、醫(yī)院、企業(yè)三方頻繁開展聯(lián)合攻關(guān),越來越多腦機接口技術(shù)將走進現(xiàn)實,產(chǎn)業(yè)新賽道也將加速拓展。
產(chǎn)業(yè)風(fēng)口起,南京蓄勢
南京正通過系統(tǒng)性布局,力促產(chǎn)業(yè)奔涌成勢。今年1月,鼓樓區(qū)率先行動,打造了江蘇首個腦機智能科技創(chuàng)新園,規(guī)劃了科研項目孵化、科技成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)項目應(yīng)用、科技總部企業(yè)和配套服務(wù)五大片區(qū)。
“我們發(fā)布了《發(fā)展腦機接口產(chǎn)業(yè)若干舉措》,從項目落地、研發(fā)創(chuàng)新、場景開放等十大維度,提供了全生命周期、全要素保障?!惫臉菂^(qū)政府相關(guān)負責(zé)人介紹,南京市腦機接口產(chǎn)業(yè)培育大會簽約環(huán)節(jié),鼓樓高新區(qū)斬獲5大項目,占簽約總量大半。
8月7日,工信部等七部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,提出到2030年,腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升,形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系,構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài),綜合實力邁入世界前列。依托鼓樓、棲霞、江北新區(qū)的腦機接口產(chǎn)業(yè)先發(fā)優(yōu)勢,南京正重塑產(chǎn)業(yè)格局。
業(yè)內(nèi)人士認為,腦機接口技術(shù)終將“像手機一樣普遍”,但從技術(shù)突破到廣泛應(yīng)用仍有很長的路要走。“比如,大腦含有數(shù)以億計神經(jīng)元,認識大腦非朝夕之功。腦機接口芯片植入后,成為人體的延伸,深層倫理挑戰(zhàn)亟待解決?!?/p>
當下,南京正通過政府、高校、企業(yè)協(xié)同求解共性難題:南京大學(xué)牽頭共建“腦機接口研究院”,推進多學(xué)科交叉融合與核心技術(shù)突破;江蘇省人民醫(yī)院牽頭共建“江蘇腦機接口先進研究院”,聚焦臨床轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化;南京統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)鏈條與空間布局,打造省級產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、市級創(chuàng)新聯(lián)合體及兩大產(chǎn)業(yè)集聚園區(qū),推進區(qū)域協(xié)同、集聚發(fā)展。
此外,南京還推動建立了全國首個地區(qū)性倫理協(xié)同機制——6家在寧重點醫(yī)療機構(gòu)建立腦機接口臨床研究倫理協(xié)作審查機制,各中心倫理委員會研究受理后,3至5個工作日內(nèi),完成初始審查并給出審查結(jié)論,提高腦機接口多中心臨床研究倫理審查效率。
“從資本對接到載體匹配,再到展會推介,政府服務(wù)響應(yīng)速度快、服務(wù)精準度高。這種務(wù)實高效的營商環(huán)境,是硬核企業(yè)最看重的地方?!睂W⒂跓o創(chuàng)腦機接口研發(fā)應(yīng)用的左右腦醫(yī)療科技即將落地鼓樓區(qū),該公司研發(fā)總監(jiān)楊磊表示,盡管產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨醫(yī)療器械注冊證申領(lǐng)等挑戰(zhàn),但產(chǎn)業(yè)風(fēng)口已起,南京前景值得期待。


