未来产业是引领科技进步、带动产业升级、培育新质生产力的重大战略选择。北京市依托科技创新资源聚集禀赋,聚焦高精尖企业,在未来产业发展上已取得明显的成果与优势。近日,北京商报记者走进“国家神经疾病医学中心北京天坛医院脑机接口转化研究中心”,了解脑机接口技术的前沿动态,探究该技术将如何为患者带来福音。
突破创新,扎实推进
脑机接口是当前国际科技创新发展热点领域,在人机交互技术变革的背景下,其应用潜力巨大。特别是在临床应用中,脑机接口技术在推进人类健康和增强类脑智能方面,具有巨大的发展空间,在治疗神经系统疾病、促进患者康复和改善生活方面具有重要意义,正因如此,脑机接口技术也成了全球科技竞争的“战略高地”。
天坛医院脑机接口转换研究中心(以下简称“中心”)走在了这场竞争中的前列。在采访中,北京商报记者了解到,中心目前已开始了多项脑机接口技术的应用探索,对语言、运动等障碍功能患者的康复起到重要作用。
赵继宗院士团队开展基于低侵入性高分辨ECoG电极的运动意图解码,通过功能性电刺激技术,精准刺激卒中后瘫痪肢体肌群,促进患者患肢的早期主动康复。江涛院士团队利用术中唤醒患者的脑皮层ECoG信号,结合机器学习算法,成功解码患者手写数字的运动轨迹。
贾旺教授团队联合斯坦福大学采用创新的导电聚合物分子设计策略,成功研发出具有可拉伸性和高导电性的电极材料。与清华大学团队合作,将微型脑机接口处理器植入高位截瘫患者颅内,借助解码算法实现脑机接口通信。王伊龙教授团队专注于高复杂度的手部书写轨迹解码研究。通过对汉字连续书写的运动轨迹进行神经元集群活动解码,该技术为重度运动和语言障碍患者,提供了高稳定性、高可靠性的交流手段。
张建国主任团队是国内最早开展脑深部刺激(DBS)技术的团队之一,在新技术创新方面做了诸多探索,拥有大量患者的调控数据集,这些有助于发现特定神经元放电特征,并利用这些特征开发适应性脑机交互技术。张凯主任团队应用北脑自主研发的柔性高密度ECOG 电极北脑一号,连接自研的1024通道脑电采集仪,用于术中癫痫信号的高精度采集和定位辅助,目前已成功应用于四例患者的手术中。
韩小弟主任团队针对截瘫后下肢运动功能障碍患者,实施脊髓电刺激植入手术,并开发了一种脑-脊髓接口(BSI),能让大脑和参与行走的脊髓区域连接起来,帮助慢性四肢瘫患患者自然控制腿部站立、行走。另外,事件相关电位技术等技术可通过脑机交互的形式为昏迷患者评估意识水平,并通过稳态视觉诱发电位技术,解码患者的指令反应,为意识障碍的诊断和治疗提供了重要依据。
推动产业转化
脑机接口的技术突破,离不开北京市超前的判断与谋划。采访中,北京芯智达神经技术有限公司代表李园,代表北京脑科学与类脑研究所、芯智达公司,介绍了北京市“智能脑机系统增强计划”的进展。
据了解,北京市提前谋划,几年前就开始研究部署脑机接口重大科技战略,大力支持北京脑科学与类脑研究所。由罗敏敏所长牵头,基于国内外脑机接口发展现状的调研,以及技术发展前沿趋势的研判,规划制定了“智能脑机系统增强计划”。
该计划旨在充分发挥北京在神经科学、材料、电子、人工智能各相关专业领域和临床资源优势,进行脑机接口核心部件和算法等技术攻关,实现软硬件自主可控,并完成临床应用的产品开发。
为了更高效地开展有组织的科研攻关,实现产业转化,该计划通过成立项目公司的方式落地实施,于2023年3月注册成立芯智达,开展脑机接口产品的研发和产业转化。
2024年,芯智达公司与天坛医院进一步深入合作。基于自研电极和采集设备,已有两项临床研究立项,并都已通过伦理审批,其中一项已成功采集四例癫痫病患者的术中数据,验证了电极的临床安全性和信号采集质量。
放眼未来,中心将继续着重于全球协作与技术引领。中心计划与国际顶尖的脑机接口研究机构和专家团队建立紧密合作,吸引全球领袖级人才,推动神经调控、言语解码、运动康复等领域的技术突破,力争在全球脑机接口技术的学术与产业化应用方面取得领先地位。
北京商报记者 王柱力
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