脑机启侦|欧盟首次实施手术！为四肢瘫痪患者进行脑机接口手术

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慕尼黑工业大学附属医院的一个团队为一名颈部以下瘫痪的患者植入了脑机接口。这项耗时五小时的手术在欧洲尚属首例。该设备能够帮助开展研究，未来有望帮助患者恢复独立生活并改善生活质量。科学家们希望，这位25岁的患者能够仅凭意念就能控制他的智能手机和机械臂。

“我希望我能再次独立进食饮水，日常生活中不需要太多帮助，”迈克尔·梅林格说道。16岁时，他遭遇了一场严重的摩托车事故，幸存下来。之后，他住院14个月，经历了昏迷、重症监护和多次手术。至今，他仍然四肢瘫痪。迈克尔·梅林格和他的家人通过一篇报纸文章了解到慕尼黑工业大学附属医院正在进行的“人工智能治疗神经功能障碍”研究。“我始终保持乐观，始终充满希望。这就是我前进的动力。我很自豪能够为推动研究做出贡献，”他说道。

手术持续了五个多小时

图片来源：TUM医院

经过充分的准备和规划，慕尼黑工业大学医院的神经外科团队在一场持续五个多小时的手术中植入了一个定制的脑机接口。该设备的256个微电极捕捉来自大脑中负责规划和执行复杂抓握动作的区域的信号。

“最大的挑战是绝对精确地植入电极。这是获得准确记录和可靠测量脑信号的唯一方法。”神经外科主任伯恩哈德·迈耶教授解释道。

欧洲首次开展此类行动

“通过这项手术，我们首次在欧洲为一位四肢瘫痪的患者植入了脑机接口，”转化神经技术教授西蒙·雅各布说道。“我们很荣幸成为欧洲首个植入两台此类设备的学术机构。” 2022年，该团队为一位患有语言障碍的中风患者植入了一台设备，这使得绘制她大脑健康右半球的语言处理过程成为可能。

解码脑信号

手术完成后，研究阶段正式开始。Mehringer 和研究人员每周在实验室会面几次。一台计算机通过端口连接到入口物。系统从传输的信号中神经提取元活动。这些数据随后被用于训练人工智能算法，将特定的活动大脑模式与 Mehringer 想要进行的动作联系起来。莫斯科工业大学 (TUM) 的轴向机器人与机器智能研究所 (MIRMI) 的团队从此而生。

第一步是利用解码后的脑信号控制屏幕上的光标或鼠标点击。接下来，Mehringer 有望逐步学会控制机械臂抓取物体。“我们并不指望人类去适应和学习如何操作机器人系统，而是专注于设计能够识别人类意图的系统，”团队负责人 Melissa Zavaglia 博士说道。经过几周的训练，团队取得了首个突破：当 Mehringer 尝试追踪屏幕上的光标时，研究人员可以通过他的脑信号判断他想要移动到的位置。

与美国研究中心竞争

在为重度肢体残疾人士开发新解决方案方面，慕尼黑的研究人员认为自己与美国的机构存在直接竞争。雅各布表示，美国在过去20年中对脑机接口研究投入了大量资金。

“我们的目标是通过开展其他任何地方都无法实现的项目来缩小欧洲和美国之间的差距。这需要将所有关键学科整合在一起：医学、神经科学（包括人工智能）和工程学。在全球范围内，很少有大学能够像慕尼黑工业大学那样有效地将这学科结合起来。”雅各布教授说道。

文章来源：慕尼黑工业大学