瘫痪病人戴个“帽子”就能恢复？她研发的脑机接口技术创造出“医学奇迹”

摘要：在脑机接口技术的介入治疗下，临床医学上越来越多的“不可能”正变为“可能”。

一位突发脑出血的38岁男性小杰（化名），经全力抢救，仍留下言语不清、右侧偏瘫、理解力弱的后遗症，被多家权威医院判定“很难康复”。

去年6月，小杰开始接受术理创新公司的脑机治疗。只需戴上一顶造型奇异的帽子，一只类似“钢铁侠”般的机械手套，用脑电波“意念”操纵机械手套完成对应的指令，就能在此过程中修复大脑中枢神经系统损伤，恢复肢体运动功能。如今，他不仅能抬得起手、拿得起筷子，能站起来正常行走，甚至还能敲击键盘，重新回到软件工程师的职业岗位。

这听起来似乎是医学奇迹，但在脑机接口技术的介入治疗下，临床医学上越来越多类似的“不可能”正变为“可能”。

2016年，“70后”生物医学工程博士王薇在上海创办了致力于脑机接口技术产品研发与应用的科创型企业——术理创新。由她领衔自主研发的人工智能多模态脑机接口平台，能够通过运用脑机接口技术、运动想象范式和智能设备，治疗改善由于中枢神经损伤或者疾病导致的肢体运动障碍、意识与认知障碍、精神疾病，和神经发育障碍等疾病，实现大脑神经通路重塑和再生。技术落地以来，已给一千多个瘫痪病人家庭带去康复的喜悦。

脑机接口技术实现跨越式发展

走进术理创新公司的展示厅，工作人员正穿戴着全套脑机接口设备进行测试，一只黑色网状、布满红色电极的帽子尤为显眼。这只脑电帽是脑机接口技术的重要环节，通过它，工作人员的脑电信号能被系统读取并转化为可量化的测试指标，通过人工智能分析，在电脑屏幕上准确反映出他当下的放松、专注、疲劳、觉醒等精神指标。

通俗来讲，脑机接口是一种“读脑”技术，通过对人类大脑活动做实时监测，分析解读出人们想表达的控制指令是什么。在理论上，这并非一项新技术。早在50年前，就有美国学者提出“脑机接口（BCI）”的概念。

王薇本科就读于天津大学生物医学工程专业，师从中国脑机接口“终身成就奖”获得者王明时教授，毕业后赴英国深造读博。在此期间，她深耕于生物医学工程领域，跟随导师教授团队主攻脑机接口技术研究，通过在动物身上植入芯片对其大脑神经进行调控。“但在20多年前，受限于当时的软件、算法、人工智能、材料学等硬件配套技术，很多设想都无法实现，导致理论迟迟无法落地。”

另一方面，脑机接口技术主要分为侵入式和非侵入式两种。侵入式脑机接口的信号更准确高频，还能够通过精确的电刺激，让大脑产生特定感觉。但在技术手段上，仍需通过开颅手术植入电极，且存在一定安全和伦理风险。对比之下，非侵入式脑机接口安全性高，受众群大，产业化前景广阔，在国内也具备较好的技术积累。

王薇告诉记者，事实上，随着生物医学、通信和人工智能技术的显著提升，近十多年来，国内外脑机接口技术实现了跨越式发展，为理论落地提供了良好的技术背景。

因此，2016年，时任“西门子全球核心专家”、负责大型医疗设备研发和临床的她精准地嗅到了脑机接口技术产业化加速的发展机遇，于是辞职创业，创立术理创新及旗下系列子公司，深耕脑机接口技术在严肃医学领域的研发应用。“在医疗领域，脑机接口技术有着巨大的潜能，它能够帮助那些因为疾病或事故瘫痪的病患重拾一些运动能力。”王薇说。

1000余例临床实验，“百分百”改善

在王薇团队研发的非侵入式脑机接口技术中，人工智能多模态脑机接口平台是最成熟也最具代表性的产品。这项技术面向中枢神经系统损伤或者疾病导致的“肢体运动障碍诊疗”系统，通过运用脑机接口技术、运动想象范式和智能设备，将大脑信号转化为肢体运动，在临床上帮助中枢神经损伤导致患侧脑区对应的肢体控制出现障碍的患者恢复运动功能。

王薇告诉记者，大部分患者瘫痪的原因是神经元受损，当原本畅通的神经通路被打断，脑电信号无法向下传递，便会阻碍肢体运动的表达。但脑机接口是在人或动物与外部设备间创建的直接连接通路，它不依赖于脑的正常输出通路，即脑神经系统。它可以直接“听到”神经元发出的电信号，进而以脑电波控制外部设备，如机械臂等。

在实际应用中，瘫痪的病人需带上脑电帽和机械手套，用大脑想象“抓握”的意念，脑电帽便迅速捕捉到这一脑电波，通过人工智能系统解析成具体的指令传输给机械手套，与患者手掌紧密契合的“外骨骼”会帮助患者执行“抓握”的肢体指令。

“原本的神经通路是脑电信号-神经通路-肢体运动，通过脑机接口技术代替中间环节，能够以肢体运动外周神经向中枢神经传导刺激未受损的神经元，诱导其形成代偿神经通路，促进患者运动功能的改善和恢复。”据王薇介绍，自产品落地三年来，已有1000多例病患接受了临床实验，一个疗程为18次训练，每次20分钟。临床效果十分显著，瘫痪病人的运动恢复改善有效率达到近乎百分百。

比如，开头处提到的软件工程师小杰，经过7周的治疗，出院时，肌力接近正常，右手精细动作得到极大改善，言语正常，回归正常工作生活。又如，因脑出血导致言语不清、肢体失控的65岁王婆婆，经过一个月的脑机接口治疗，已恢复了基本的自理能力，最直观的表现是右手可以握拳，能够自主抓握勺子进食；还有瘫痪6个月以上、“被抬着进医院”的患者，经过治疗，出院时已能自主行走，自己吃饭穿衣……“尽管创业的过程充满挑战和困难，但看到病患因我们研发的脑机接口技术而好转，带来的成就感和价值感是不言自明的。”王薇说。

服务更广泛的人群

王薇坦言，公司刚起步时，市场对术理创新研发的脑机接口技术和产品是抱有谨慎和质疑态度的。但近两年，随着相关技术不断完善，国家对脑机接口领域重视程度增强，越来越多人看到了脑机接口的潜能。术理创新优质的临床经验，引来不少客户主动上门寻求合作。目前，全国各地不少医院都已用上了术理创新的脑机接口设备。

作为最早一批进入这个赛道的创业者，王薇希望脑机接口技术能服务的人群面更广、数更多，让这项突破传统医学壁垒的技术为更多病患带去曙光。“它能做的可以更多。”

王薇告诉记者，目前，引进术理创新脑机接口设备和治疗方案的大多是三甲医院或大型医疗机构，但在未来，她希望能推动这项技术下沉到形如社区卫生服务中心等更基层的医疗机构。“大部分脑卒中患者会选择居家疗养。相比流程繁复的三甲医院，‘家门口’的社区医院会更便于他们接受治疗。”据了解，目前，术理创新已在奉贤两个镇属社区卫生中心进行布点。

同时，术理创新还在探索以脑机接口技术改善自闭症、多动症等儿童神经发育障碍方面的诊疗方案。比如，针对自闭症儿童，脑机接口技术可以为他们营造某种类元宇宙的虚拟场景，在这个特殊的场域中，孩子们能够以脑电信号与外界或同伴实现“交流”，进而帮助其稳定情绪。“未来公司还将研发针对抑郁症、焦虑症等的产品，让脑机接口技术服务更广泛的群体。”王薇说。