本市加快突破脑机接口关键技术

6月21日是第二十五个“世界渐冻人日”。基因疗法、脑机接口技术等创新医疗科技的出现与应用，让渐冻症人群看到了希望。

脑机接口是当前国际科技创新发展的热点领域，应用潜力巨大。近日，北京青年报记者走进位于北京市昌平区的北京脑科学与类脑研究所，了解其利用脑机接口技术为脊髓损伤、脑卒中、渐冻症等患者开展运动、言语功能替代和康复的临床应用情况。

应用

“北脑一号”让患者重新“说话”

“我想吃饭”“我想出去散步”“请帮我找医生”……一位因渐冻症导致言语障碍的患者，于今年3月份在宣武医院完成手术植入后“说出”了上述话语。这也是国际首例植入式脑机接口的中文言语解码临床试验。

今年5月份，一位脑缺血导致左侧偏瘫的患者，在北京天坛医院完成手术植入，目前已能够使用脑控肌肉刺激装置，开始上肢功能恢复的训练。

他们植入的是智能脑机系统“北脑一号”。将一片128通道的柔性高密度薄膜电极通过手术方式，贴敷在患者硬脑膜外，即可采集患者神经元放电信号，进而通过意念控制外部设备，帮助行动不便的患者实现自主活动，或者帮助言语障碍患者重新“说话”。

“今年以来，我们已完成5例患者植入，为脊髓损伤、脑卒中、渐冻症患者开展运动、言语功能的替代和康复。”北京芯智达神经技术有限公司业务发展总监李园介绍，通过一年左右的研发攻关，目前“北脑一号”智能脑机系统已在北京多家医院进入临床验证阶段。从效果上来看，上述渐冻症患者随着训练深入，有望重建交流能力。系统可以解码输出患者想说的话，速度达到每分钟80字以上。

李园表示：“下一步，我们将完成‘北脑一号’智能脑机系统的正式注册临床试验，同时，继续推动技术优化与应用拓展。”

进展

“北脑二号”明年有望进入临床验证

当下，脑机接口技术分为侵入式和非侵入式，脑读取技术基于相同的基本原理：它们记录与语言或注意力等功能相关的神经活动（通常是电活动）；解释该活动的含义；将其用于控制外部设备，或简单地作为信息提供给用户。

国际上言语解码主要为英文解码，不同语言体系间差异很大。李园表示，“北脑一号”有望成为第一个开放集中文言语脑机接口。

“北脑一号”智能脑机系统，也是国际上首次实现百通道以上、高通量、无线全植入、准实用化的半侵入式脑机系统。面向重大脑疾病、脑损伤引起的运动和言语功能障碍替代和康复的临床需求，搭建肢体瘫痪主动式康复训练和言语障碍患者辅助沟通交流等多种脑机接口临床应用场景。

“北脑一号”通过半侵入的方式采集皮层脑电信号。128通道的柔性高密度薄膜电极通过手术方式，贴敷在硬脑膜外，不触及脑组织，生物相容性高、信号质量优异。李园解释，“128通道是指128个采集信号的触点，触点越多，采集的信息量就越大。”术后患者的头皮完全缝合，这种植入术式属于神经外科低风险的手术操作。

李园介绍，脑机接口是典型的跨多学科复杂集成系统。作为北京市的重大项目之一的“智能脑机系统增强计划”，就是由北京脑科学与类脑研究所牵头，成立芯智达公司，以工程化方式快速推进研发，目前成功推出“北脑一号”和“北脑二号”两套智能脑机系统，均达到世界领先水平。

李园透露，目前，“北脑二号”1024通道有线版已实现猴子用意念拦截运动目标的突破性成果；临床应用的微型无线全植入产品正在加速研发中，有望于明年进入临床验证阶段。

关键技术加快突破临床应用进展显著

北京市医药健康产业正加速向具有全球影响力的现代化医药健康产业集群迈进。数据显示，2024年北京医药健康产业规模达到了1.06万亿元，同比增长8.7%。今年以来，全市11款创新药械产品获批上市，总数居全国前列。

北京医药健康科技发展中心主任刘慧表示，在脑机接口、合成生物制造等新兴产业领域，北京具备较好发展优势，拥有一批领先的代表性创新企业。

智能脑机系统增强计划是北京市政府支持开展脑机接口研究的重要举措。刘慧介绍，从脑科学与脑机接口领域的进展与成效来看，北京持续开展脑认知原理解析、脑重大疾病、神经科学新技术、神经计算与神经编解码等脑科学前沿研究，推动脑重大疾病基因治疗技术加快临床转化，正在开展临床试验的重度癫痫和难治性疼痛药物初步显示了安全性和有效性。

脑机接口关键技术加快突破，研发了超薄柔性深部电极、脑机接口专用芯片、高性能语言解码器、前馈式运动意图解码算法等；临床应用进展显著，清华大学研发的无线微创植入式脑机接口已完成3例人体植入，帮助脊髓损伤患者实现喝水等脑控功能；脑科所、芯智达研发的128通道无线植入脑机接口系统“北脑一号”已完成两批、5例人体植入，其中，言语障碍患者术后实现近百个中文词解码输出，脊髓损伤高位截瘫患者实现隔空操控机械臂、电脑光标，并初步实现康复效果。

文/本报记者宋霞