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2024/02/01 | |||||
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脊髓损伤患者实现脑控自主喝水
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患者通过无线微创脑机接口成功实现脑控抓握。 
无线微创植入脑机接口NEO系统及其体内机。 脊髓损伤患者实现脑控自主喝水 北京时间1月30日,“硅谷钢铁侠”马斯克发文称:“昨天,第一位人类患者接受了Neuralink的植入手术,目前恢复良好。初步结果显示采集到Spike(锋电位)信号。” 就在约8小时后,清华大学官网发布了一则新闻称,清华大学与宣武医院团队成功进行首例无线微创脑机接口临床试验。新闻显示,经过3个月的居家脑机接口康复训练,脊髓损伤患者可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%；患者脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位响应均有显著改善。 值得注意的是,该脑机接口与马斯克领导的Neuralink脑机接口不同,系把电极放在大脑硬膜外,通过长期动物试验研制,不会破坏神经组织。因为这类脑机接口是信号质量与落地难度和创伤性折中的结果,有望比Neuralink需要“开颅”的脑机接口,更早实现产业化。 首例患者实现自主喝水等脑控功能 抓握准确率超过90% 作为马斯克旗下的脑机接口公司,Neuralink成立于2016年,专注于植入式脑机接口设备研发。去年5月,公司脑机接口的首次人体临床试验获得FDA批准；9月,公司获得了独立机构审查委员会的批准,开始招募人体临床试验对象,即22岁及以上、渐冻症(因脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症)导致四肢瘫痪,且伤后至少一年未见好转的试验参与者。 根据马斯克1月30日发布的推特内容,Neuralink于前一日进行了首例脑机接口设备人体移植,移植者目前恢复良好,初步结果显示采集到Spike(锋电位)信号。马斯克表示第一个产品将被命名为“心灵感应”(Telepathy),并直言团队的目标是让“霍金能比快速打字员或拍卖员更快地进行交流”。 而在同一天,清华大学官网上发布了一则新闻,称清华大学与宣武医院团队成功进行首例无线微创脑机接口临床试验。资料显示,该项无线微创脑机接口的临床试验分别于2023年4月和5月通过宣武医院、天坛医院伦理审查,并进行了国际和国内植入医疗器械临床试验注册。2023年10月24日和12月19日,两例脊髓损伤患者植入分别于宣武医院和天坛医院进行。 不过,与Neuralink的全植入式无线脑机接口不同,国内团队的无线微创植入脑机接口NEO把电极放在大脑硬膜外,通过长期动物试验研制,不会破坏神经组织；采用了近场无线供电和传输信号,体内无需电池。 新闻稿显示,首例患者是一位车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤(ASIA评分A级),处于四肢瘫痪状态已经14年。手术后10天患者出院回家。居家使用时,体外机隔着头皮给体内机供电,并接收脑内的神经信号,传送到电脑或者手机上,实现脑机接口通信。系统采用了近场无线供电和通信技术,植入颅骨的体内机无需电池,患者可以终生使用。 经过三个月的居家脑机接口康复训练,患者可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%；患者脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位响应均有显著改善。 此外,第二例脊髓损伤患者信号接收正常,正在居家康复训练中。 有望比马斯克更早实现产业化 根据民生证券2023年12月的研报,据麦肯锡测算,全球脑机接口医疗应用的潜在市场规模在2030—2040年有望达到400亿—1450亿美元,其中严肃医疗应用潜在规模在150亿—850亿美元,消费医疗应用潜在规模在250亿—600亿美元。 而不同的应用场景与脑机接口的通信技术路径密切相关。目前,脑机接口的技术主要归为“非侵入式(脑外)”“侵入式”和“半侵入式”三类。Neuralink的脑机接口是通过手术等方式直接将电极植入到大脑皮层,可以获得高质量的神经信号,属于侵入式；清华大学与宣武医院团队的无线微创植入脑机接口NEO是将两枚硬币大小的脑机接口处理器植入高位截瘫患者颅骨中,采集感觉运动脑区神经信号,属于半侵入式。 在医疗场景,侵入式和半侵入式脑机接口都有用武之地,不过对于投资机构而言,商业化落地难易将是选择投资标的的重要因素,从这个角度看,半侵入式脑机接口的优势更大。 去年9月,医疗行业资深投资人柳丹曾表示,虽然国家大力支持脑科学和脑机接口相关转化研究,脑机接口在全球范围内尚未作为医疗器械获得大规模应用,监管层面对于脑机接口的作为医疗器械的商业化应用仍然保持较为严谨的态度。在监管的严谨要求下,需要注意选择长期安全性可控、植入便利性较好的技术路线和标的,寻找更加安全、临床落地确定性更强的技术方案。 柳丹认为,以Neuralink为代表的全植入式脑机接口技术路径,与真正的临床应用还有较远的距离,面临长期安全性、临床手术接受度等多方面问题,商业化可能至少还需要5至10年；而半侵入式电极是信号质量与落地难度和创伤性折中的结果,将是未来首个临床落地的技术路径。 在中国,脑机接口企业分为三类。一类专门做脑机接口的；一类是从做生物科学和材料科学转做脑机接口的；还有一类是做其他医疗领域的,发现它的技术跟脑机接口很相近,就转头做脑机的。在这些企业中,达到C轮的是博瑞康,它已经递交了IPO材料,即将成为中国脑机接口领域第一个上市公司。做植入式脑机接口的企业里,技术最靠前的是微灵科技。 ■ 相关链接 脑机接口的技术发展 无创脑机接口的电极,在由湿电极向干电极方向发展,体积上向小型化发展。 30年前做脑电,需要把针插进去,避免头动,现在清华大学研究出柔性入耳电极,放置入耳加热后会贴合到耳内壁上。放进去后,除了打字,还可以知道你现在听没听课。这是脑机接口一个重要的伦理问题。 脑机接口一直在往前发展,已经有了情绪脑机接口、混合脑机接口、认知脑机接口。你聪不聪明,不需要答卷,直接就可以测出来了。 脑机接口三块拼图 如果把脑机接口比作一幅拼图,前三块关键拼图依次是:脑信息采集、计算机科学及信号分析技术、神经科学。 1924年,脑电图之父、德国精神病学家汉斯·贝格尔首次记录到人类脑部的电信号活动,将其命名为脑电波。1929年5月,决定脑电图重要性的出版物《人类脑电图的使用》问世。 正是基于这第一块拼图,1938年,美国神经学家赫伯特·贾斯珀在寄给汉斯·贝格尔的圣诞贺卡中,畅想了从脑电波中解码出语言的可能性。该想法于2021年实现了。2021年5月,美国斯坦福大学的研究人员通过植入电极采集大脑运动皮层的神经活动,使用递归神经网络算法解码出“手写”笔迹,将患者大脑中的意念转换为计算机屏幕上的文本。 再看第二块拼图。世界上第一台通用计算机“ENIAC”1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生。在随后的数十年中,计算机不断进步,为数字信号处理与人工智能的发展提供基础。 第三块拼图是神经科学技术。1969年,德国教授埃伯哈德·埃里希·费兹验证了灵长类动物运动皮质中单个神经元的活动能对控制模拟仪表指针产生条件反射,在脑机接口概念形成之前就实现了最早的脑机接口实践。 1973年,雅克·维达尔提出了脑机接口的概念与设想,即BRAIN-COMPUTER INTERFACE(BCI)。1999年,首届国际脑机接口会议确认“BCI”为特定专业词汇。 据每日经济新闻、经济观察报
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