湘雅神经外科研究团队运用脑机接口技术成功唤醒颅脑创伤昏迷患者

近期，刘劲芳教授领导的神经外科团队运用脑机接口技术成功唤醒了一名因颅脑创伤而陷入昏迷状态的患者。这一临床实验的成功，标志着湘雅医院神经外科在脑机接口技术的临床应用领域取得了重大进展。

患者张某某，一位大学教师，不幸于去年遭遇车祸，导致严重的颅脑创伤并陷入深度昏迷。在转至湘雅医院神经外科ICU接受治疗后，经过专业医护人员的精心照料，患者成功脱离ICU并转入湘雅博爱康复医院继续康复。尽管在康复医院接受了系统的康复治疗，患者仍处于植物人状态，家属因此焦虑万分。在与家属进行充分沟通并获得知情同意后，患者成为了刘劲芳教授团队脑机接口促醒研究的首位参与者。刘子源主治医师和陈紫杨医生利用闲暇时间，使用脑机接口设备对患者进行基于运动想象的反复训练，并在周末对训练效果进行总结和评估。经过一个月的努力，患者终于能在机械臂辅助下抬起手臂。经过八个月的持续训练，患者目前已完全恢复意识。

脑机接口技术，作为一种革命性的技术，能够直接解读大脑中的信息。自2018年起，刘劲芳教授团队与国防科技大学认知科学与智能系统湖南省创新团队合作，致力于脑机接口技术的开发与临床应用。他们共同研发了脑电控制智能轮椅，专为脊髓损伤后的截瘫患者设计；患者能够完全通过脑控方式操控轮椅，实现前进、后退、转向等动作，并能识别并拿起桌面上的水瓶（如图二所示）。目前，两个团队基于前期的试验成果，正在进行《结合大语言模型和视觉诱发脑机接口的中文辅助交流系统》的临床应用测试。该系统旨在为行动不便和言语障碍的患者提供一种新的交流方式，并通过大语言模型强大的自然语言理解能力，智能预测患者的语言表达意图，从而提高交流系统的效率。在前期研究中，团队已成功利用脑机接口技术改善了意识清醒患者的运动和语言功能。陈鑫副教授的《脑机接口技术在慢性意识障碍患者中的应用》研究项目在2024年获得湘雅医院医疗新技术立项。研究表明，通过解码和分析脑电信息，可以获取植物人患者残存意识的重要线索。面对植物人促醒这一全球性难题，刘劲芳教授团队与中国电子科技集团第十四研究所尹奎英教授团队合作，共同研发了“灵犀脑遇”——智能脑机促醒系统。该系统通过脑机接口采集残存意识信号，并通过识别对外界运动命令的响应，启动机械外骨骼，带动患者肢体运动；这种正反馈机制进一步强化了残存意识，最终实现了促醒植物人的目标。前述患者正是该试验的首位成功案例。

目前，该团队已在该领域发表了两篇JCR 1区的临床研究论文，参与了一项国家重点研发项目，并获批了湖南省重点研发项目及自然科学基金各一项。刘劲芳教授指出，随着各级医院急性脑损伤救治能力的提升，脑损伤的死亡率已显著降低。然而，慢性意识障碍问题正日益凸显。团队一直致力于研究如何对植物人进行促醒，这一直是科研工作的重点方向。期望通过脑机接口这一前沿技术，能够更好地服务于广大意识障碍患者。

文章来源：中南大学湘雅医院