为来自星星的孩子打通“任督二脉” 他不追热点但解痛点

 

每次谈及事业的起点，电子科技大学教授徐鹏总会想起十年前的一幕。

那是一次公开活动，一位孤独症患儿家长噙着泪攥住了他的手：“我孩子确诊了孤独症，您是脑科学专家，一定有办法。”

当时，徐鹏虽涉猎脑电信号处理以及脑机交互技术，但并未深入孤独症诊疗领域。患者家长的重托，为人父母的共情，让他意识到了更有价值的研究方向。

科学技术是严谨，但不是冰冷的。能为来自星星的孩子，点亮一盏灯，是他最朴实的愿望。

隔山打牛打通脑部“任督二脉”

在四川成都的前沿类脑人工智能创新中心，记者看到一顶特别的黑色“帽子”，外形酷似“八爪鱼”。那“柔软”的“触手”，其实是19个柔性电极传感器。

当就诊者戴上这顶设备，让传感器轻轻接触头皮，它就能捕捉到大脑在不同任务下电波的变化。尤其面对天性活泼、感官敏锐、容易产生应激反应的孤独症儿童，徐鹏与研究团队在设计中融入了巧思。

“我们没有采用传统的‘湿电极’，而是选用了‘干电极’。”徐鹏向《中国科学报》解释道。这样做就避免了使用黏腻的“导电膏”——类似B超中的耦合剂，减轻了孩子就诊时的不适。

基于“八爪鱼”采集的脑电信号，这一深度融合了深度学习、迁移学习与流形学习等先进AI算法的孤独症脑机辅助诊断系统，能够精准识别孤独症特有的脑网络异常，并输出直观且专业的图像与指标。

整个诊断过程只需5分钟，出具的报告主要包括大脑认知能力、活跃度、平衡度及全脑复合度等维度。

其中，活跃度与平衡度以红蓝色谱显示各脑区能耗与活动水平。其并非越红越好，理想状态是整体均衡。全脑复合度可类比为电脑CPU的负载率，若显示偏红，说明大脑正处于高耗能、超负荷状态。

诊断孤独症最核心的指标，是大脑认知能力，即各个脑区之间的活跃与连接状况。孤独症儿童的大脑常表现为“线路稀疏”，某些脑区之间连接较弱，导致信息处理不畅。

徐鹏团队的研究成员、成都芯脑科技有限公司总经理助理胥露做了一个比喻：“‘任督二脉’没有打通，武功招式就练不成。”

例如，孤独症儿童脑内杏仁核与基底神经节的功能连接较弱，这与他们的社交障碍密切相关。而且已有研究发现，孤独症儿童的杏仁核通常比正常儿童更大。

为了帮助这些孩子打通“脉络”，一个∞字形手柄的靶向经颅磁治疗仪就派上了用场。

团队会先依据每个孩子的核磁共振数据建立个性化头模，精准定位需要刺激的靶点。但传统经颅磁刺激的能量仅能抵达1-2厘米深度，无法“抵达”对在皮下6厘米深处的如杏仁核区域。

经过探讨和试验，徐鹏和团队在社会脑环路中发现了一个关键浅表节点，其与杏仁核之间存在高度信息交互。通过刺激和调控这个节点，能量可间接传递至深部杏仁核，实现“隔山打牛”的效果。

考虑到孤独症儿童安坐困难，团队将治疗模式优化为“每日3次，每次仅40秒”。整个疗程按5天治疗、2天休息循环进行，共20次。

“治疗效果与传统30分钟范式相当，但孩子的接受度和配合度明显提高。治疗过程中只有轻微麻感，不会疼痛。”胥露补充。

上述的“孤独症脑机辅助诊断系统”和“精准神经调控技术”，一个被称为早期筛查的“精准雷达”，另一个又被比拟成康复干预的“智能引擎”。

徐鹏介绍，前者已拿到国家二类医疗器械认证，目前诊断准确率高达91%。而后者从脑功能评估、医生量表，以及家长反馈来看，效果都显著优于传统刺激点位组。

“冷门”里蹚出一条路

徐鹏并非神经科学和脑电科学相关专业出身。他本科就读电子科技大学的生物医学工程专业，和医学不直接对口，与脑电研究也无太多重合。

但在研究生阶段，当看到导师尧德中将地球物理的研究方法创新性地应用于脑电领域时，徐鹏眼前一亮：“生命科学深藏太多未解之谜，人是怎么高效处理信息、精准识别模糊信号的？”

千禧年伊始，攻读工学博士的徐鹏便认准了“脑电”这条赛道。

“脑神经细胞的电生理活动形成脑电波，既是认识大脑的窗口，也能为机器学习提供灵感。”为此他还特意修了不少电子类课程，期待电子信息与脑科学能擦出火花。

彼时，脑电领域在神经科学里不算热门，但他却笃信这能成为基础研究和产业的结合的一条路径。尽管这期间，不可避免的会遇到“冷板凳”时刻：纯脑电论文难发表，接收的期刊影响因子不高。

但徐鹏偏偏“不走寻常路”。2005年，在脑电逆问题研究上，他就较了回真儿。

简单来说，他试图通过头皮测量到的微弱脑电信号，反向推演大脑内部神经元的真实活动。但信号微弱，问题复杂，需要引入各种数学上的“约束条件”来帮忙。

学术界当时普遍采用L2或L1范数作为约束工具，但徐鹏注意到，理论上最理想的应该是L0范数，可现实中却鲜有人使用。随着深入探究，他找到了原因：L0范数虽然精准，但会带来“离散性”问题，使得后续优化计算变得极其困难。

然而，徐鹏决定大胆一试。他采用了一种当时还很新颖的粒子群优化方法，巧妙地将这个大难题分解成可逐个击破的小问题。这个过程听起来简单，但需要精密、复杂的计算。

二十年前，电脑运算能力有限情况下，徐鹏不得不调集了实验室十多台电脑同时运行。即便这样，整个过程也持续了半个月之久。

最终徐鹏实现了基于L0模约束的脑电逆问题求解，相关成果发表在了领域内的顶级期刊。科研道路上的突破，增加了徐鹏继续“走下去”的信心。

但徐鹏始终怀揣一个信念：科研一定要落地，要真正帮到人。在研究脑电的过程中，“脑机接口”进入了他的视野。

徐鹏在作脑电研究相关介绍。受访者供图

脑电信号搬运工

如果说之前的“较真儿”，更多是出于徐鹏求知的好奇心，那么他对“脑机接口”应用的探索，则多了一份源自现实的关怀。

非侵入式脑机接口无需开颅，以无创的方式就能从头皮表面解读大脑的电信号。很长一段时间内，专注人机交互与神经解码机制研究的徐鹏，致力于利用脑机接口相关技术，帮助中风、脑瘫等患者恢复运动功能，重获独立生活的能力。

2015年孤独症儿童家长的求助，让他有了新的思考。

到了2019年，一组数据更让徐鹏心头一沉：我国孤独症发病率已达0.7%—1.0%，全国超1400万孤独症谱系障碍人群，其中0至14岁儿童就有300万左右，且还在上升。

徐鹏指出，孤独症属于功能障碍，不同于运动残疾的结构性损伤，无法通过影像学直接观察，缺乏客观、量化的诊断标准，导致不同医生可能对同一患者得出相反结论。

因此，同一个孤独症患者，不同医生基于行为特征的观察和评估，可能得出截然相反的结论。

“况且，孤独症发病机制太复杂，分子遗传、神经影像都有牵涉。”徐鹏一再强调，孤独症精准诊断和治疗的实现，相关技术和设备的研发，不是单靠一个学科背景的专家就能搞定。

得益于电子科大对医工结合的推动，徐鹏带着脑机接口团队，与学校生命学院教授段旭君的脑影像团队，还有当时正在攻读计算机博士的冯睿一起，开始利用“AI+脑机接口”技术攻克孤独症诊疗难题。

最初，团队尝试将之前为运动残疾诊断而建立的成熟算法模型，往孤独症脑电分析上搬，立刻遭遇“水土不服”。

一切都要从零开始。要训练一个新的AI模型，必须依托一个大型的孤独症脑电数据库，否则便是“无米之炊”。但数据收集工作异常艰难——很多家长不愿给孩子贴上“残疾”的标签，又担心检测设备有辐射伤害身体，因而不愿配合。

“谁口才好，谁就去沟通患者家长。”团队辗转四川、河南、山东等地，拜访康复机构和医院，与家长一对一交流。徐鹏用“脑电信号的搬运工”给家长打比方，强调采集设备无创、零辐射，消解对方的顾虑。

他更将心比心：“我们这么做，目的都是为了精准诊治孤独症。”

就这样，国内最大的孤独症脑电数据库逐步建立，今年年底数据量将有望过万。

当数据积累到一定规模后，新的问题也随之浮现。

“儿童的依从性不如成年人，难以配合完成复杂任务。”徐鹏解释，因此采集到的脑电数据大多基于简单任务，信噪比低、有效信息少。要从这些“噪声大”的数据中挖掘出能表现孤独症特征的异常信息，必须开发新的算法模型。

实验室里，团队曾连续数月熬夜优化算法。有一天，徐鹏凌晨一点半回单位取文件，推开门发现大家依然围在电脑前，讨论个不停。

织一张网

2021年由徐鹏团队完全自主研发的孤独症脑机辅助诊断系统面世，把凭经验的“定性判断”变成了靠数据的“定量诊断”。

与此同时，他们还在既有经颅磁治疗设备的基础上，创新推出了“孤独症精准神经调控技术”。

也就在2021年12月3日国际残疾人日，徐鹏和团队做了首场“科技点亮新希望”公益活动，给30名孤独症儿童免费做脑部评估和精准调控。

疗程过半，家长们发出疑问：“收不收费？如果不，后续治疗怎么进行？”“会不会不管我们了？”

这些“担忧”反而让徐鹏感到欣慰：“这正说明治疗取得了效果。”于是，他与团队更坚定了创业的决心，将技术转化为可持续的医疗服务。

就在那一年，团队成果转化的核心平台——成都前沿类脑人工智能创新中心在成都市锦江区成立。创新中心汇集了不同领域的研究专家，也得到不少省内儿童精神科医生的支持。

拿下国家“揭榜挂帅”项目之后，团队遇到了成果转化之路上的第一道关卡：孤独症脑机辅助诊断系统的关键硬件——干电极脑电设备，供应商远在深圳，沟通麻烦、运费还高。

好在锦江区相关部门出手，直接协调引进了西部首条无线干电极脑电仪生产线。如今，这条生产线已经在锦江顺利落地，年内就能开工运转。

更让徐鹏和团队期待的是，全国首座脑机接口产业大厦也将在锦江区投入使用。那里将真正实现“上下楼就是上下游”——研发、制造、应用全链路打通。除了前沿类脑人工智能创新中心，还将吸引一批来自北京、深圳的顶尖脑机接口企业，以点带面形成产业集群。

如今在锦江区，13个社区卫生服务中心早已用上了这套孤独症脑机辅助诊断系统，可为24—48月龄的儿童提供免费筛查。徐鹏认为，早发现、早干预，是孤独症康复的核心。

截至2025年6月，他们的技术已进入全国30多家医院和康复机构，累计帮助超过3000名孤独症孩子。就连日本、瑞士的患儿家庭也慕名而来。

不止于诊疗，团队还开发了针对孤独症儿童肠道特点的益生菌，编写了5000多节课程的数字教材。

为什么要从肠道菌群入手，开展辅助干预？胥露解释，“肠脑轴”理论正逐渐被重视，肠道微生物的状态可直接影响大脑神经递质。

眼下，徐鹏和团队的愿景早已超越“技术提供”。他们正致力于构建一个覆盖“筛查-诊断-干预-评估”的全链条解决方案，最终建立贯穿患儿整个成长周期的健康档案体系，整合脑电、核磁、眼动、量表、肠道菌群等多维数据。

孤独症儿童的支持涉及残联、教育、民政等多个部门。徐鹏希望搭建一个信息共享平台，为孩子的成长织起一张全方位的支持网络。

“当然，数据隐私和伦理问题不能忽视。”徐鹏团队已经在和法律专家合作，制定数据使用规范。技术迭代、国际化推广也得一步步来。

但他很乐观。就像当初选择“冷门”的脑电领域一样，只要方向对了，再难自己也愿意坚持。

“就让过去翻篇”

徐鹏和团队深知，他们所做的事业社会意义远大于商业回报，但要想持续走下去，得保证创新中心的基本运营。

前沿类脑人工智能创新中心副总经理张应莉介绍，目前中心在社区筛查、康复干预等方面收入还非常有限，更多是出于公益初心。但他们相信，随着更大范围的推广，这项服务有望形成更稳定、可持续的营收模式。

团队也在积极拓展相关业务，比如开发益生菌产品，逐步增强自我“造血”的能力。同时，无论是在政策倾斜、高新技术企业认定，还是场地提供等方面，地方政府都给出了实实在在的支持。

“所以大体来看，整个项目已步入良性循环，稳定发展中。”徐鹏说道。

对于孤独症患者个人和家庭而言，社会的帮扶也是看得见摸得着的。

“成都市残联为确诊儿童每年提供约3万元的康复补助，极为特殊困难的家庭，还可以申请更大程度的治疗减免。”

孤独症患儿的救治，让背后的每一个家庭的拨云见日。

2021年“科技点亮新希望”公益活动上诊治的首批30名孤独症儿童，现均已完全康复。

“以前的观点认为，孤独症的治疗和康复是伴随一生的。”徐鹏感叹，现在精准神经调控技术的出现，或许会改变这一说法和状况。

徐鹏和他的团队，陪伴来自全国各地的家庭，一起见证了很多“第一次”：是一声清楚的“爸爸、妈妈”，是一首调子不准却充满童真的儿歌，是一次完整背出的“九九乘法表”……

张应莉记得有个女孩，刚刚来时总是大哭大闹，乱扔东西。治疗一段时间后，女孩不仅知道要将橘子皮扔进垃圾桶，而且还掰出一半果肉，递给了身边的外婆。

老人一下子就哭了。她说，那是自己第一次感受到和孩子的情感交流。

一位两岁多的女孩津津（化名）在接受干预期间，恰好碰到新闻媒体前来作报道。津津的父亲，作为患者家属代表，接受了采访。

后来，津津康复出院。有一次媒体回访，张应莉再次联系了她亲属。

“张老师，我们不接受采访了，就让这件事翻篇。”津津父亲希望，孩子能在一个没有标签的环境下成长，不再留下任何关于孤独症的回忆。

张应莉立马答应，没有犹豫。

徐鹏（右）和团队成员在讨论孤独症诊断相关报告。受访者供图