把薄如蝉翼的电极片贴在硬脑膜上，瘫痪病人术后10天就能用意念控制运动，渐冻症失语患者可以实现近百个中文词的交流能力……昨天（3月20日），北京脑科学与类脑研究所宣布，“北脑一号”智能脑机系统已完成国际首批无线高通量脑机接口人体植入，进入临床验证阶段。
“北脑一号”系统/记者拍摄
脑机接口是人与外部设备沟通交流的“信息高速公路”。大脑在思维活动时，会形成脑电波，通过植入电极，能直接读取大脑的意图，实现所谓的“意念”控制。“北脑一号”集成了我国自主研发的柔性高密度脑皮层电极，采集的信号通量位居国际同类产品之首。
整个设备用到了中国自己开发的无线信号传输的最新技术，来回迭代了十几次，先是电子测试，再是动物测试，小动物测试、大动物测试，来回地调整，最终做到了现在这款产品。真正在植入的时候，头盖骨会打开来，把电极贴上去，体外机会在颅骨上，患者戴上一个固定了体外机的帽子就行。“这套系统通道数比较多，可以记录运动皮层128个通道的信号，记录到的信号和解码的质量都还是相当高的，允许我们做一些比较精细的运动的解码和语言的解码。”北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏说。
在硬脑膜上植入电极片/记者拍摄
今年2到3月，3例患者分别在北京大学第一医院、首都医科大学宣武医院、首都医科大学附属北京天坛医院完成“北脑一号”的手术植入，术后恢复良好。其中，首位植入患者是一名30岁的男性，因车祸受伤后四肢瘫痪，术后通过训练，很快就实现了用大脑隔空操控机械臂抓握水杯喝水，还可以做出一些手部动作。
北大第一医院神经外科主任伊志强介绍，比如说这个患者想动手，但是他现在瘫痪了动不了，那我们通过脑机接口的硬件采集到他的脑电解码之后，知道他想动这个手。然后我们在他相应的肌肉上贴上电极，然后采集到信号之后，我们就会通过一个体外设备来刺激这个电极，这个电极会给他释放一个电信号，电信号一给到他的手，就实现了相应的攥拳、伸拳、屈腕、伸腕这样的动作。“他通过脑控，也就是通过意念来控制他的手实现动了。我们希望他反复地训练，来避免肌肉萎缩，对他长期康复是大有益处的。”伊志强说。
瘫痪患者术后隔空操控机械臂抓握水杯喝水/受访者供图
首都医科大学宣武医院开展的临床验证是一名67岁的渐冻症患者，几乎不能说话。3月5日，宣武医院为患者实施了全球首例无线植入式中文语言脑机接口手术。植入“北脑一号”后，患者开始接受语言解码训练，现在已可以通过机器输出语言的辅助，具备简单的语言交流能力。
宣武医院院长赵国光介绍，医疗团队的语言解码大概覆盖62个单词，涉及到的是患者生活最基本的必须交流词汇，比如说我要喝水，我要去洗手间，我要看电视等。在实际训练中，患者说出我要吃饭，仅仅是开机三天左右，能够形成这样一个语言的修复，说明信号的采集，语言解码模型的准确度，“北脑一号”达到了预期的目标。目前训练一周，患者解码正确率达到52%，期待着未来随着训练时间延长，给予的语言模型大模型的词汇越来越多，患者能够通过机器输出更丰富的语句来重建语言的功能。
渐冻症失语患者通过机器输出语言/受访者供图
接下来，“北脑一号”还将继续优化，最快在今年年底，有望通过申报，正式走入注册临床试验阶段。北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏表示，解码是一个非常需要在短期之内提高的方向，怎么和更多的外部设备连起来，让患者可以在手机上玩点游戏，控制一些外设，利用外骨骼，外部的机器手做非常精细的运动控制，这都是短期之内就要提高实现的。“更下一步，我们希望有新一代北脑一号2.0版本，有更多的通道数，更多的脑区的采集，更好的行为解码，这都是我们要做的。”罗敏敏表示。
渐冻症失语患者植入“北脑一号”/受访者供图
作为生物智能与机器智能融合的关键性技术，脑机接口正是北京市布局的20个未来产业之一。北京市将针对脑机接口技术发展的关键问题，加快原始创新和关键技术突破，加速推动一批脑机接口新技术、新产品在多场景的落地应用，还将加快建立符合脑机接口领域创新发展的标准化体系，促进脑机接口创新发展。
记 者：王琛琛
编 辑：王琛琛 返回搜狐，查看更多
