作者|章劍鋒
2月1日，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院趙國光教授團隊、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授團隊召開無線微創(chuàng)腦機接口臨床試驗階段進展總結(jié)會，宣布全球首例植入式硬膜外電極腦機接口輔助治療頸髓損傷引起的四肢截癱患者行為能力取得突破性進展。與會的團隊專家并回答了媒體關(guān)心的問題。
據(jù)了解，該起手術(shù)由首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院團隊主刀，將兩枚硬幣大小的腦機接口處理器通過神經(jīng)外科醫(yī)生的操作植入高位截癱患者顱骨中，成功采集感覺運動腦區(qū)顱內(nèi)神經(jīng)信號。手術(shù)后10天患者出院回家。居家使用時，體外機隔著頭皮給體內(nèi)機供電，并接收腦內(nèi)的神經(jīng)信號，傳送到電腦或者手機上，實現(xiàn)腦機接口通信。
經(jīng)過三個月的居家康復(fù)訓(xùn)練，該患者目前可以通過腦電活動驅(qū)動氣動手套，實現(xiàn)自主喝水等腦控功能，抓握準確率超過90%?；颊呒顾钃p傷的ASIA臨床評分和感覺誘發(fā)電位測量均有改善。
與馬斯克腦機接口公司Neuralink首款名為“心靈感應(yīng)”（Telepathy）產(chǎn)品的技術(shù)不同，宣武-清華團隊在無線微創(chuàng)方面實現(xiàn)了兩大突破，一方面通過植入腦機接口NEO，將內(nèi)機埋在顱骨內(nèi)，電極覆蓋在硬膜外，在保證顱內(nèi)信號質(zhì)量的同時，不破壞神經(jīng)組織；另一方面它采用了近場無線供電和傳輸信號，植入顱骨的體內(nèi)機無需電池。該項無線微創(chuàng)腦機接口的臨床試驗分別于2023年4月通過宣武醫(yī)院審查，10月開展了首例手術(shù)，并進行了國際和國內(nèi)植入醫(yī)療器械臨床試驗注冊（NCT05920174、滬械臨備20230175）。
植入的電極設(shè)備沒有侵入破壞腦體，宣武醫(yī)院院長趙國光說，“我們通過手術(shù)經(jīng)驗、手術(shù)路徑和現(xiàn)有的認知，盡可能規(guī)避掉給患者帶來的感染風(fēng)險。”
網(wǎng)易新聞等多家媒體現(xiàn)場參加了該次會議，首都醫(yī)科大學(xué)北京宣武醫(yī)院院長趙國光、國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心常務(wù)副主任唐毅、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科功能中心行政副主任單永治、國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心科研轉(zhuǎn)化部副主任魏鵬虎等專家出席。以下?lián)褚l(fā)現(xiàn)場的互動內(nèi)容：
網(wǎng)易新聞：這次的腦機接口手術(shù)是把電極植入患者的顱骨上，而不是直接放進大腦里，是什么考慮？
趙國光：人的大腦最表層是頭皮，頭皮下面一層就是顱骨，顱骨的下面就是硬腦膜，腦膜下面包裹著的就是整個大腦的腦實質(zhì)。
我們這次并沒有把電極植入到腦實質(zhì)里，而是放在包裹大腦的硬膜外面，能夠滿足對腦電信號記錄的敏感性，又不對腦組織造成損傷，還可以長期放置。
國際上植入到大腦中的侵入式腦機接口，比放在大腦硬膜外面的腦機接口、或放在頭皮表面的腦機接口，能更加精準采集到腦電信號，尤其是大腦深部的腦電信號，無論是波幅、帶寬，還是頻率。但我們考慮到的這個電極是要長期放在腦子里的，有可能引起免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)，就跟你手上扎一個刺，它一定會出現(xiàn)炎癥腫脹，終究有一天它要排出來（異物排斥），這也是科學(xué)界在這方面一直以來的考量重點。
無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO系統(tǒng)及其體內(nèi)機/宣武醫(yī)院供圖
網(wǎng)易新聞：和外戴的腦機接口不同，侵入式的腦機接口安全性的問題大家都很關(guān)注，你們這個手術(shù)的安全性如何確保？
趙國光：腦機接口手術(shù)，在設(shè)計上就要規(guī)避各種并發(fā)癥，如果腦積液漏了，腦中的電極裝置長期泡在液體里，發(fā)生感染的幾率就非常大，我們這次的手術(shù)沒有突破硬腦膜，裝置是放在硬腦膜外面，腦膜底下包裹著的重要腦組織相當(dāng)于一個水囊，我們沒有讓這個水囊破了，整個囊壁保持非常完好。一個東西長期泡在水里一定會發(fā)生感染，這個問題我們已經(jīng)規(guī)避了。
再有我們把裝置放在顱骨外，給顱骨打了一個骨槽，也減少皮下的一些張力。
魏鵬虎：我們采用的是鉑銥合金，它是我們之前用了10來年的一個電機，是比較安全的。還有電池封裝，傳統(tǒng)的植入式刺激設(shè)備，電池封裝技術(shù)是已經(jīng)很成熟了，但是我們這次的手術(shù)不涉及這一塊，因為患者顱內(nèi)就沒有電池，整個是通過外掛機來供電，供電系統(tǒng)和信號系統(tǒng)都在體外，所以說是比較安全的設(shè)備。
單永治：第一，從我們臨床角度來說，植入式腦機接口我們總共做了差不多四十幾個病人，包括脊柱損傷和癲癇病人，目前沒有任何明顯副作用和并發(fā)癥，包括所使用材料它的生物譜兼容性，到目前為止是沒有不良反應(yīng)的。從植入以后的長期監(jiān)測來看，信號提取各方面性能目前都還是很好。這些腦機接口將來哪天如果不想用了，隨時可以取出來。也就是說，我們這種植入它是一個可逆的醫(yī)療行為，不是說植入之后再也拿不出來了。
網(wǎng)易新聞：植入腦機接口的患者，目前是什么樣的狀況？
趙國光：患者老楊54歲，他因為車禍導(dǎo)致脊髓損傷有14年了，是高脊髓的損傷，脖子以下的身體和四肢都已經(jīng)喪失了知覺和運動能力，他希望恢復(fù)右手的能力，能夠完成喝水、吃飯甚至未來寫字這樣一些動作。我們和清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院團隊討論植入方案，手術(shù)前通過磁共振測定大腦支配老楊右手運動的功能區(qū)域，把兩個硬幣大小的腦機接口裝置植入他的大腦硬膜外面，通過手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，我們不打開他的大腦和硬腦膜，還要把兩個電極的8個接觸點精準放到他腦部的手感覺和運動區(qū)域，獲得很好的信號采集，到現(xiàn)在三個月，我們再次進行測量，得到一些愈后的參數(shù)，他的運動平面比原來下降一個階段，這是好的現(xiàn)象，感覺功能從C5改進到了T7、T9，觸覺的得分也提高了，針刺的感覺得分提高更明顯，就是他手指頭有更多的觸覺，他已經(jīng)可以通過外設(shè)抓握住水杯?，F(xiàn)在看來我們的工作效果初顯了。這個病例給我們一個重要的提示，之前他被認為已經(jīng)不可恢復(fù)，畢竟癱瘓了14年，但通過腦機接口技術(shù)在三個月內(nèi)有這樣顯著的改善，對患者和家庭，對我們醫(yī)務(wù)人員、工程人員和設(shè)備廠家都是非常令人鼓舞。
首例植入大腦硬膜外芯片后高位截癱患者通過無線微創(chuàng)腦機接口，成功實現(xiàn)腦控抓握/宣武醫(yī)院供圖
網(wǎng)易新聞：腦機接口在醫(yī)療上的應(yīng)用前景怎么樣？潛力大么？
趙國光：腦機接口是一個重要的賽道，從技術(shù)上來講，我們醫(yī)生就是要用它來挑戰(zhàn)一些目前沒有辦法解決的問題，我們要挑戰(zhàn)不可能，這個挑戰(zhàn)就是腦的重大疾病，關(guān)注人類到現(xiàn)在沒有解決方案的疾病，看看腦機接口應(yīng)用到臨床上，這種新的神經(jīng)科學(xué)能不能讓患者受益。
脊髓的損傷，不管是高位截癱還是四肢癱患者，還有漸凍癥、帕金森病、認知障礙，抑郁和自閉等精神性疾病，都應(yīng)該是潛在的可以用上腦機接口的病患群體。
這也是國外團隊為什么要挑戰(zhàn)截癱、四肢癱、挑戰(zhàn)漸凍癥。漸凍癥患者，他雖然沒有行動能力，但是大腦清楚，眼球運動清楚，思維清楚，怎么解決這些問題，需要進行挑戰(zhàn)，治療手段還需要不斷豐富完善。我們國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心團隊也會進一步研究探索。
本文鏈接：中國團隊實現(xiàn)！四肢截癱患者通過大腦硬膜外芯片植入實現(xiàn)自主腦控喝水http://www.lensthegame.com/show-3-8984-0.html
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