近日，清華大學科研團隊公佈了兩個案例，兩位高位截癱患者分別通過無線微創腦機介面實現了意念控制游標移動、意念控制手套外骨骼持握，其中一名患者四肢癱瘓14年來，第一次實現了“用手喝水”。

截癱患者通過意念

控制游標移動和持握

35歲的截癱患者小白，在去年12月接受了無線微創腦機介面植入手術，經過兩個多月康復訓練，目前他已經能夠實現意念控制游標移動。醫生介紹，通過腦機介面，可獲取大腦運動區的神經信號，再通過解碼體現患者的運動意圖，從而實現“意念控制活動”。

另一名患者是四肢癱瘓長達14年的楊先生。他在去年10月接受了植入手術，這也是我國首例無線微創腦機植入手術。目前楊先生通過意念控制手套外骨骼，部分恢復了抓握功能，平均能在十秒內把水瓶或者物件拿到指定的位置。

不光如此，他還能自如地用腦信號來控制機械手，並在癱瘓後第一次拿起水瓶自己喝水。

楊先生説：“你在想它（拿水瓶）的同時，就能攥上了。老幸福了，對提高生活品質有很大幫助。”楊先生妻子也對此十分驚喜，她期待隨著科技進步，楊先生可以自主完成更多日常活動。

意念控制動作

究竟如何實現？

專家介紹，在楊先生頭部植入的僅有硬幣大小的裝置整合了腦機介面處理器、無線通信和供電介面以及用來採集腦電波的電極。植入位置位於顱骨外側，只有電極進入顱骨內，貼在硬腦膜外。此外，這套系統還包括資訊採集供電模組、腦電波解碼翻譯模組，以及氣動手套外骨骼等。

病人體內外分別有一個線圈，外面的線圈既能夠隔著皮膚供應電，也能夠把病人大腦裏的腦信號傳輸出來，實現了無線的供電和無線的通信，再用採集到的信號來指揮氣動手套外骨骼。

專家介紹，腦機介面分為非侵入式、侵入式、半侵入式三類：非侵入式腦機介面通過頭皮採集腦電波，安全性最高，但信號品質低，功能有限；侵入式直接將電極植入大腦皮層，可獲得最高品質的神經信號，但對患者來説創傷大、風險高；清華大學開發的無線微創腦機介面為半侵入式，將電極植入患者大腦硬膜外，不破壞神經組織，可獲得較高信號強度和解析度，同時降低了免疫反應和損傷神經細胞的風險。

無線微創植入腦機介面NEO系統及其體內機，圖片來源：清華大學

腦機介面應用前景廣泛

或可用於治療癲癇、認知障礙等

當前世界主要國家都將未來視為“腦科學時代”，我國也在2017年啟動了中國“腦計劃”，其中腦機介面是重要組成部分。

中國科學院院士，中國科學院腦智卓越中心學術主任蒲慕明介紹，目前腦機介面的應用主要是在醫學領域，全球科學家開展的腦機介面臨床試驗，多數是針對高位截癱患者的功能恢復。

在此次臨床試驗中，除了讀取大腦運動皮層資訊之外，聯合團隊還專門設計了對大腦感覺資訊的記錄通道。“不僅運動皮層有記錄，它還有一個感覺區皮層的記錄，可記錄反饋資訊。”

宣武醫院趙國光院長團隊進行首例植入手術

當大腦能夠接收到發出動作的反饋資訊後，動作思維就形成了一個完整的資訊回路，將大大提升腦機介面在神經醫學領域應用的效果。蒲慕明介紹：“比如説癲癇治療，在有效果之後就可以停止刺激，是閉環的系統。”

接下來，團隊的目標是通過迭代開發打造一個通用的微創腦機介面平臺，用於癲癇、認知障礙等更多腦疾病的康復。