上海
复旦大学今天发布消息，复旦AI for Science，即人工智能与科学研究的深度融合，产生重磅成果——该校科研团队脑脊接口取得突破，全球2000万瘫痪者有望重获行走能力。
让瘫痪者再次站立和行走。这一跨越“不可能”的奇迹，源自复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民团队全球首创的“三合一”脑脊接口技术——通过微创手术在脑与脊髓间搭建“神经桥”，仅需4小时同步植入电极，术后24小时，人工智能辅助下患者即可恢复腿部运动。
今年1月-2月，该团队已联合复旦大学附属中山医院成功完成全球首批3例临床概念验证手术，昨天，华山医院完成了首批第4例手术，严重脊髓损伤患者在两周内实现自主控腿、迈步行走，标志着脊髓损伤治疗迈入“神经功能重建”新纪元。
瘫痪两年后，来自广东34岁的小林（化名）在术后第14天，依靠自身运动意图，行走超过5米。“放在以前，这事我想都不敢想。”曾被宣判“永远站不起来”的小林说。2月27日，小林从老家广东如期来到中山医院第一次术后随访，康复进展比预期迅速，脚会发热出汗、有酥麻感，站的时候感到腿部肌肉收缩、大小便也开始有感觉……诸多变化令人欣喜。
患者术后练习行走
“这几位截瘫患者治疗效果符合甚至超出我们的预期，初步证明新一代脑脊接口方案的可行性。2家医院、4例手术的完成，也证明脑脊接口技术可复制可推广。这不仅是技术的胜利，更是瘫痪患者重获新生的开始。”加福民表示，下一步将持续优化、迭代该技术，让更多脊髓损伤患者重获行走能力，造福全球上千万患者及其家庭。
脊髓损伤导致的瘫痪，在医学界一直被视为“不治之症”。走路，本是再简单不过的事，对于小林和千万瘫痪病人而言，几乎是遥不可及的梦。因为人的脊髓一旦损伤，大脑和脊髓神经元之间的联系就会被动中断，轻者造成机体的部分感觉丧失，重者半身不遂、四肢瘫痪，甚至全身瘫痪。然而神奇的是，采用了加福民团队脑脊接口术后第一天，受试者都可以躺在床上自主抬左右腿，印证了脑脊接口使患者的神经通路得到重建。
加福民团队通过植入式脑脊接口技术，在大脑和脊髓间搭建一条“神经桥”，采集、解码脑电信号，给特定神经根进行时空电刺激，让瘫痪者再次掌控自己的肢体，而非依靠外部设备。
加福民团队采取微创手术，把2个直径1毫米左右的电极芯片植入到运动脑区，脑部、脊髓的手术可以在4小时左右一次完成，手术效率较前者显著提高。
加福民团队采取了“三合一”的方法，将多台设备集合为一台脑部植入式微型设备，不仅大大降低手术创伤，也有助于提高脑电信号采集稳定性和效率，具有“高精准、高通量、高集成、低延时”的特点。
目前可用于植入人体的成熟电极通道数比较少，在信息量受限的情况下，如何实现对人体运动解码的实时性、准确性，是团队面临的最大挑战。解决办法，就是设计一套运算速度快、运算能力准确、算力需求低的轻量级AI算法模型。
“如果患者想抬腿，但算法没有解码出来，或者只是晚了几秒，患者可能就会摔跤。”加福民说，团队花了将近3年时间，才在算法层面实现了对大脑运动意图实时解码的突破。
加福民团队还搭建了电刺激参数-神经激活-肌肉骨骼运动仿真计算平台，根据仿真人受到电刺激后的仿真计算结果在电脑上调整参数，排除掉大多数无效刺激参数，效率大大提升。
加福民认为，“舍筏登岸，这才是最好的脑脊接口技术。”
下一步，加福民团队计划继续联合国内多家临床单位，开展更多脑脊接口临床概念验证工作，积累更多真实数据，进一步迭代算法。“过去，大家熟悉的是国外的高端医疗器械国产化，但现在我们进入了‘无人区’，在全球首次实现了新一代原创性脑脊接口系统方案。”加福民说。
原标题：复旦科研团队脑脊接口实现重磅突破，全球2000万瘫痪者有望重获行走能力
栏目编辑：马丹 图片来源：复旦大学
来源：作者：新民晚报 张炯强
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