作者:乔仁铭 陈彬 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/27 19:01:29
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国内首例介入式脑机接口动物试验成功完成

 

6月25日,我国自主研发的国内首例介入式脑机接口在北京成功完成动物试验。此次试验的介入式脑机接口由南开大学人工智能学院教授段峰科研团队牵头与上海心玮医疗科技股份有限公司联合研发。

我国首次在羊脑内实现介入式脑机接口 南开大学供图

本次试验是国内首次在羊脑内实现介入式脑机接口,突破了介入式脑电电极、血管内脑电采集等核心技术,完成了支架、导管等神经介入器械产品研制,解决了传统侵入式脑机接口对脑区造成不可逆损伤的弊端,填补了国内介入式脑机接口领域空白,对推动我国脑科学领域发展具有重要意义。

据了解,脑机接口技术可以在不依赖外周神经系统和肌肉组织的情况下,把大脑皮层的信号活动直接转变为计算机指令,控制外界设备。对于严重运动功能障碍的患者(脑卒中、渐冻症等)来说,脑机接口能够帮助他们独立控制外界设备,恢复部分运动能力,提高生活质量。

段峰在试验现场 南开大学供图

传统脑机接口分为侵入式脑机接口和非侵入式脑机接口。侵入式脑机接口需要通过开颅手术或者钻透颅骨将脑电传感器植入脑内,这可能会导致患者大脑的长期炎症。而非侵入脑机接口虽然对人没有伤害,但是脑电信号微弱,识别准确率和实时性受限。

段峰科研团队牵头研发的介入式脑机接口技术只需要通过类似心脏搭桥的微创手术便可实现脑机连接。科研团队采用治疗中风的神经介入技术,通过静脉将脑电传感器植入到大脑运动皮层、视觉皮层等脑区后,神经支架膨胀,将电极挤压在靠近大脑的血管壁上,从而获取相应脑区信号。这一技术最大的优点是不需要颅骨钻孔或开颅手术即可获得脑电信号,整个手术植入过程可在两小时内完成。

此次试验的脑电极植入术,由河北工业大学教授张建华科研团队研发的介入机器人辅助完成。该机器人采用主从操作方式,由宣武医院神经外科主任医师马永杰在主端操作,成功完成了部分血管造影。试验最终在羊脑血管内完成了传感器植入,并成功采集到了脑电信号。

据段峰介绍,人体内血管的支架经过长期临床应用及研究,已经拥有较高的安全性。事实上,通过介入式脑机接口这一方式,沿着血管植入传感器,可以连通并激活大脑区域,无需侵入大脑即可获得脑电信息。此次在动物脑内开展的介入式脑机试验研究,在改善人们因脑、脊髓、周围神经或肌肉功能障碍引起的严重瘫痪患者的功能独立性,在治疗癫痫、睡眠障碍、帕金森病等疾病中具有重要意义,未来市场前景广阔。

据悉,此次试验的成功,标志着我国在脑机接口、介入机器人研究领域达到国际先进水平。

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