脑机接口：从科幻走向临床的"数字桥梁"

齐鲁晚报·齐鲁壹点 记者 郭蕊

近年来，脑机接口技术在全球范围内迎来研发与应用热潮，成为科技竞争与医疗创新的前沿领域。马斯克的Neuralink公司于2024年完成首位人类患者脑机接口植入，帮助渐冻症患者仅凭意念操控机械臂完成饮水、加热食物等日常任务。在国内，2026年脑机接口首次写入政府工作报告，被明确为培育发展的六大未来产业之一，山东也在该领域稳步发力、实现突破。近日，齐鲁晚报·齐鲁壹点记者专访山东省立第三医院神经外科三病区主任王庭忠教授，结合国际前沿与山东实践，深入解读脑机接口技术的分类、临床应用及未来前景。

作为多学科深度融合的前沿技术，脑机接口（Brain-ComputerInterface，BCI）又称脑机交互，通俗来讲就是“脑控技术”，核心是在生物大脑与外部设备之间搭建“数字桥梁”，绕过外周神经，实现脑电信号的采集、解码与指令输出，进而完成大脑与设备的直接交互。“简单来说，脑机接口就是把人脑的脑电信号翻译成计算机能懂的‘语言’，再通过外部设备实现指令输出，比如让瘫痪患者的肢体动起来。”王庭忠解读，“它就像一座‘数字桥梁’，直接实现大脑与外部设备的信息交互，通过它，医生能‘听懂’大脑发出的指令，精准‘看见’脑功能区的位置，为各类脑疾病治疗提供支撑。”

脑机接口+机器人导航，破解临床难题

在脑肿瘤、瘫痪等疾病的治疗中，精准定位脑功能区是关键。王庭忠教授介绍，此前医院曾为一例脑功能区胶质瘤患者，采用“术中机器人导航+脑机接口功能定位”方案开展手术，这也是省内首次将侵入式脑机接口应用于术中。“机器人导航就像‘大脑GPS’，通过术前CT、磁共振重建的三维影像，能将病灶位置精准标记，误差控制在0.1毫米以内，比人工定位更精准高效。”

术中，医生将脑机接口电极片贴合在患者大脑病变区域及周边皮层，再由麻醉师精准调整药物剂量，将患者术中唤醒。“患者按照指令活动肢体，对应的脑电信号会被电极实时捕捉，传输至计算机后进行解码分析，就能清晰区分脑功能区与肿瘤病灶的界限。”王庭忠教授表示，这种方式能有效避免手术损伤正常脑区，保障患者术后功能完整，而该应用场景也是医院原创，后续被山西多家医院借鉴。

脑机接口的“实用化”探索

结合国际研发趋势与国内临床实践，脑机接口主要分为三类，各有侧重、适配不同场景，其核心差异在于电极的放置位置，这也直接决定了信号精准度与手术创伤程度。

最易被大众接受的是非侵入式，“就像戴一顶带电极片的脑电帽，不用开刀，没有创伤，操作便捷，适合用于轻症康复训练、健康监测等场景，但缺点是隔着头皮和颅骨，信号衰减明显，收集的脑电信号不够精准，难以实现复杂指令控制”；第二类是侵入式，需要打开颅骨，将细如发丝的电极直接植入大脑内部，“像马斯克的Neuralink就是这种路线，能直接捕捉神经元活动，信号最直接、灵敏度最高，目前国际上主要用于渐冻症、高位截瘫等重症患者的功能替代，但创伤较大，对手术精度和术后护理要求极高”；第三类是半侵入式，也是目前国内临床研究较多的类型，“同样需要开颅，但电极只贴在大脑表面或硬脑膜外，不用深入脑组织，兼顾了信号精准度和手术安全性，更贴合国内临床的实用需求，也是我们医院术中应用和未来康复推广的主要路线。”王庭忠补充介绍。

从运动功能到感官重建，覆盖多类患者需求

“脑机接口在医疗领域的核心应用之一就是康复，目前已覆盖运动障碍、感官障碍、语言障碍等多个场景，既能帮助患者实现功能替代，也能辅助神经功能重塑，这也是我们医院重点推进的方向。”王庭忠表示，最成熟、最广泛的应用场景是脊髓损伤截瘫患者的运动功能康复。这类患者的大脑皮层功能完好，只是信号无法通过受损的脊髓传导到肢体，脑机接口恰好能绕过损伤部位，搭建新的信号传导通道。“比如颈椎受伤导致双上肢瘫痪的患者，通过植入半侵入式脑机接口设备，将电极贴在控制手部活动的脑区，再连接气动手套，患者只需动意念，计算机就能快速解码脑电信号，控制手套完成抓握、喝水、吃饭等大动作，”王庭忠结合临床场景解读，“目前能稳定实现基础生活动作，精细动作还在进一步优化，通过长期康复训练，未来有望让患者重新实现生活自理。”

除了截瘫患者，脑机接口也广泛应用于脑卒中偏瘫患者康复。脑卒中患者常出现单侧肢体瘫痪，传统康复训练恢复速度慢、效果有限，而脑机接口能通过实时采集患者大脑运动意念信号，驱动机械臂、康复支架等设备，辅助患者完成肢体活动训练，同时通过信号反馈，促进大脑功能重塑，帮助患者逐步恢复自主运动能力。“比如右侧肢体偏瘫的患者，大脑左侧运动皮层仍能发出指令，我们通过非侵入式脑电帽采集信号，解码后驱动右侧机械臂活动，反复训练后，患者自身的神经通路会逐步恢复，慢慢就能自主控制肢体动作。我们团队近期对中枢性偏瘫行颈7神经转位术的病人术后进行非侵入式脑机接口辅助康复，取得了满意效果。”王庭忠介绍，这种“意念驱动+康复训练”的模式，能显著提升脑卒中患者的康复效率，缩短康复周期。

在语言障碍康复领域，脑机接口也展现出广阔前景。对于因脑损伤、脑卒中导致的失语症患者，他们无法正常说话，但大脑语言相关区域仍能发出信号，脑机接口可采集这些信号，通过算法解码后，将其转化为文字或语音，帮助患者实现沟通。“目前针对英文的语言解码技术相对成熟，患者可通过意念选择字母，拼写出完整句子；中文解码因汉字结构复杂，目前能实现简单词汇、数字的识别，后续随着算法优化，将逐步实现更复杂的中文沟通。”王庭忠补充道。

前景可期但仍需理性

对于市民关心的安全性问题，王庭忠给出了明确回应：“脑机接口植入手术属于小手术，不用开很大的骨瓣，创伤小、风险低，可能出现的脑膜出血、感染等并发症，通过严格的术前评估和术后护理都能有效控制。”

除了康复领域的广泛应用，脑机接口的未来还有更广阔的探索空间，这也是国际国内的共同研发方向，“通过解码特定脑电信号，探索其在阿尔茨海默病、抑郁症等疾病治疗中的应用。脑机接口不仅是一项技术，更是无数患者的希望。”王庭忠介绍，未来三五年内，会有更多产品拿到医疗证，让这项‘科幻技术’真正走进寻常百姓家，为更多脑疾病患者带来健康与尊严。

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