脑机接口是我们在科幻作品里常见的场景。近年来，随着脑机接口技术不断发展，让失语者“开口说话”、通过“意念”指挥机械，频频出现在我们的视野里。

    清华大学科研团队近日连续公布了两个案例，分别与首都医科大学附属北京天坛医院，和首都医科大学宣武医院联合开展的脑机接口临床试验的进展情况。两位高位截瘫患者分别通过无线微创脑机接口实现了意念控制光标移动，意念控制手套外骨骼持握，这意味着由我国开展的无线微创脑机接口临床试验取得重大进展。

    截瘫患者通过意念

    控制光标移动和持握

    最新发布的临床试验是清华大学科研团队与首都医科大学附属北京天坛医院共同开展的。35岁的截瘫患者小白，在去年12月19日接受了无线微创脑机接口植入手术，经过两个多月康复训练，目前他已经能够实现意念控制光标移动。

    首都医科大学附属北京天坛医院神经外科学中心主任医师贾旺：我们通过脑机接口获取了大脑运动区的神经信号，通过解码体现他的运动意图。通过意念来控制鼠标，追逐目标的靶区。他现在对移动和追踪以及覆盖目标的准确率，已经达到了我们预设的试验目标的第一步。

    另一例临床试验则是由清华大学科研团队与首都医科大学宣武医院合作开展。四肢瘫痪长达14年的患者杨先生，在去年10月24日接受了植入手术，这也是我国首例无线微创脑机植入手术。目前患者杨先生通过意念控制手套外骨骼，部分恢复了抓握功能。

    清华大学生物医学工程学院博士研究生刘定坤：我们让患者把水瓶拿到八个不同的位置，然后我们会算一个时间来评估他使用脑机接口的情况。目前患者平均能够在十秒钟时间内把水瓶或者物件拿到指定的位置。

    试验人员发现，杨先生不仅能够通过脑控抓握，甚至还能够拿起水瓶喝水，这意味着他们的试验目标已基本达成。

    清华大学医学院教授洪波：我们要通过这个系统帮助脊髓损伤的患者能够恢复手部的运动。患者现在已经能够自如地用他的脑信号来控制机械手喝水，这是这名患者14年来第一次。我们认为达成了我们最初整个试验的目的。

    北京脑科学与类脑研究所罗敏敏：它是半侵入式的，信号比较好，它的设计也有一些无线充电等集成度比较高的设计。它的安全性、有效性都得到了初步的验证。我觉得这是一个很好的开端。

    半侵入式脑机接口助力患者救治

    在临床试验中，患者是怎样通过脑机接口技术，用自己的意念来控制器械的呢？在四肢瘫痪长达14年的患者杨先生家中，记者记录了他用意念操控外骨骼系统实现抓握和喝水的过程。

    在杨先生家中，他的妻子确认电脑和外骨骼系统都开机之后，就把无线接口贴在杨先生的头部。随着脑电波不断被采集和解码，杨先生驱动气动手套外骨骼，握住了水瓶，并将瓶子慢慢放在嘴边。

    无线微创脑机接口临床试验参与者杨先生：你在想它的同时，它就能攥上了，用力地去想抓，然后这个就会有动作。只有病人有这个真实体会，就这么一点，就感觉很幸福了，对提高生活质量确实有很大的帮助。

    无线微创脑机接口临床试验参与者杨先生的妻子：科技改变生活，真的相信了。因为仅仅三个月的时间，就已经有了这么大的进步，有我们十几年没有的进步，所以我觉得将来可能进步更大。吃饭都是我喂，可能再练练，没准能自己吃饭了。

    联合团队专家介绍，在杨先生头部植入的仅有硬币大小的装置集成了脑机接口处理器、无线通信和供电接口以及用来采集脑电波的电极。植入位置位于颅骨外侧，只有电极进入颅骨内，贴在硬脑膜外。另外这套系统还包括信息采集供电模块、脑电波解码翻译模块，以及气动手套外骨骼等。

    清华大学医学院教授洪波：有两个线圈，里面有一个，外面有一个。我们的系统设计是吸上去以后，既能够隔着皮肤把外边的电供到里面去，也能够把病人大脑里边的脑信号通过这个线圈传出来，实现了无线的供电和无线的通信。把他想动的信号采出来，指挥一个气动的手套来帮他动。

    专家介绍，脑机接口分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。非侵入式脑机接口通过头皮采集脑电波，安全性最高，但信号质量低，功能有限。侵入式直接将电极植入大脑皮层，可获得最高质量的神经信号，但对患者来说创伤大、风险高。清华大学开发的无线微创脑机接口为半侵入式，将电极植入患者大脑硬膜外，不破坏神经组织，可获得较高信号强度和分辨率，同时降低了免疫反应和损伤神经细胞的风险。

    首都医科大学宣武医院院长赵国光：我们首先要保证患者的安全，我们对一些装置植入以后未知的可能发生的问题要有充分的预判。所以我们选了这样一个技术路线，围绕着患者的安全，在最大保证安全的情况下，让这套系统工作，让患者能够获益。

    脑机接口：

    未来医学应用前景广泛

    当前世界主要国家都将未来视为“脑科学时代”，将脑科学研究列入国家层面的发展战略。我国在2017年启动了中国“脑计划”，脑机接口作为中国脑计划的重要组成部分，近年来取得了许多重要进展。专家表示，此次临床试验对于推进我国脑机接口技术临床应用又向前迈进了一步。

    中国科学院院士，中国科学院脑智卓越中心学术主任蒲慕明是我国脑科学领域的学术带头人之一。他介绍，目前脑机接口的应用主要是在医学领域，全球科学家开展的脑机接口临床试验，多数是针对高位截瘫患者的功能恢复。在此次临床试验中，除了读取大脑运动皮层信息之外，联合团队还专门设计了对大脑感觉信息的记录通道。

    中国科学院院士中国科学院脑智卓越中心学术主任蒲慕明：这次试验还有一个很重要的特点，它不是只针对一个脑区。不仅运动皮层有记录，它还有一个感觉区皮层的记录，记录反馈信息。

    当大脑能够接收到发出的动作的反馈信息之后，动作思维就形成了一个完整的信息回路，这将大大提升脑机接口在神经医学领域应用的效果。

    中国科学院院士中国科学院脑智卓越中心学术主任蒲慕明：比如说癫痫治疗，你刺激了以后，它抑制癫痫有没有得到效果，有得到效果之后就可以停止刺激。记录系统跟刺激系统同时都在电极上面，这个就是反馈系统，就是闭环的系统。这个研究现在是脑机接口的一个高地，大家都在努力竞争。

    联合试验团队专家告诉记者，脑机接口未来的应用十分广泛，下一步他们的目标是希望通过迭代开发打造一个通用的微创脑机接口平台，用于更多脑疾病的康复。

    首都医科大学宣武医院院长赵国光：目前，我们现在探索从事的包括截瘫患者、四肢瘫患者或者渐冻症患者，未来可能还会涉及其他的领域，包括比如癫痫、认知障碍、严重抑郁，所以探索的疾病领域也会逐渐宽广。

    （总台央视记者 潘虹旭 代钦夫）

编辑:苏晓静