未來產(chǎn)業(yè)是引領科技進步、帶動產(chǎn)業(yè)升級、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的重大戰(zhàn)略選擇。北京市依托科技創(chuàng)新資源聚集稟賦,聚焦高精尖企業(yè),在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展上已取得明顯的成果與優(yōu)勢。近日,北京商報記者走進“國家神經(jīng)疾病醫(yī)學中心北京天壇醫(yī)院腦機接口轉(zhuǎn)化研究中心”,了解腦機接口技術(shù)的前沿動態(tài),探究該技術(shù)將如何為患者帶來福音。
突破創(chuàng)新,扎實推進
腦機接口是當前國際科技創(chuàng)新發(fā)展熱點領域,在人機交互技術(shù)變革的背景下,其應用潛力巨大。特別是在臨床應用中,腦機接口技術(shù)在推進人類健康和增強類腦智能方面,具有巨大的發(fā)展空間,在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病、促進患者康復和改善生活方面具有重要意義,正因如此,腦機接口技術(shù)也成了全球科技競爭的“戰(zhàn)略高地”。
天壇醫(yī)院腦機接口轉(zhuǎn)換研究中心(以下簡稱“中心”)走在了這場競爭中的前列。在采訪中,北京商報記者了解到,中心目前已開始了多項腦機接口技術(shù)的應用探索,對語言、運動等障礙功能患者的康復起到重要作用。
趙繼宗院士團隊開展基于低侵入性高分辨ECoG電極的運動意圖解碼,通過功能性電刺激技術(shù),精準刺激卒中后癱瘓肢體肌群,促進患者患肢的早期主動康復。江濤院士團隊利用術(shù)中喚醒患者的腦皮層ECoG信號,結(jié)合機器學習算法,成功解碼患者手寫數(shù)字的運動軌跡。
賈旺教授團隊聯(lián)合斯坦福大學采用創(chuàng)新的導電聚合物分子設計策略,成功研發(fā)出具有可拉伸性和高導電性的電極材料。與清華大學團隊合作,將微型腦機接口處理器植入高位截癱患者顱內(nèi),借助解碼算法實現(xiàn)腦機接口通信。王伊龍教授團隊專注于高復雜度的手部書寫軌跡解碼研究。通過對漢字連續(xù)書寫的運動軌跡進行神經(jīng)元集群活動解碼,該技術(shù)為重度運動和語言障礙患者,提供了高穩(wěn)定性、高可靠性的交流手段。
張建國主任團隊是國內(nèi)最早開展腦深部刺激(DBS)技術(shù)的團隊之一,在新技術(shù)創(chuàng)新方面做了諸多探索,擁有大量患者的調(diào)控數(shù)據(jù)集,這些有助于發(fā)現(xiàn)特定神經(jīng)元放電特征,并利用這些特征開發(fā)適應性腦機交互技術(shù)。張凱主任團隊應用北腦自主研發(fā)的柔性高密度ECOG 電極北腦一號,連接自研的1024通道腦電采集儀,用于術(shù)中癲癇信號的高精度采集和定位輔助,目前已成功應用于四例患者的手術(shù)中。
韓小弟主任團隊針對截癱后下肢運動功能障礙患者,實施脊髓電刺激植入手術(shù),并開發(fā)了一種腦-脊髓接口(BSI),能讓大腦和參與行走的脊髓區(qū)域連接起來,幫助慢性四肢癱患患者自然控制腿部站立、行走。另外,事件相關電位技術(shù)等技術(shù)可通過腦機交互的形式為昏迷患者評估意識水平,并通過穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位技術(shù),解碼患者的指令反應,為意識障礙的診斷和治療提供了重要依據(jù)。
推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化
腦機接口的技術(shù)突破,離不開北京市超前的判斷與謀劃。采訪中,北京芯智達神經(jīng)技術(shù)有限公司代表李園,代表北京腦科學與類腦研究所、芯智達公司,介紹了北京市“智能腦機系統(tǒng)增強計劃”的進展。
據(jù)了解,北京市提前謀劃,幾年前就開始研究部署腦機接口重大科技戰(zhàn)略,大力支持北京腦科學與類腦研究所。由羅敏敏所長牽頭,基于國內(nèi)外腦機接口發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)研,以及技術(shù)發(fā)展前沿趨勢的研判,規(guī)劃制定了“智能腦機系統(tǒng)增強計劃”。
該計劃旨在充分發(fā)揮北京在神經(jīng)科學、材料、電子、人工智能各相關專業(yè)領域和臨床資源優(yōu)勢,進行腦機接口核心部件和算法等技術(shù)攻關,實現(xiàn)軟硬件自主可控,并完成臨床應用的產(chǎn)品開發(fā)。
為了更高效地開展有組織的科研攻關,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,該計劃通過成立項目公司的方式落地實施,于2023年3月注冊成立芯智達,開展腦機接口產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。
2024年,芯智達公司與天壇醫(yī)院進一步深入合作?;谧匝须姌O和采集設備,已有兩項臨床研究立項,并都已通過倫理審批,其中一項已成功采集四例癲癇病患者的術(shù)中數(shù)據(jù),驗證了電極的臨床安全性和信號采集質(zhì)量。
放眼未來,中心將繼續(xù)著重于全球協(xié)作與技術(shù)引領。中心計劃與國際頂尖的腦機接口研究機構(gòu)和專家團隊建立緊密合作,吸引全球領袖級人才,推動神經(jīng)調(diào)控、言語解碼、運動康復等領域的技術(shù)突破,力爭在全球腦機接口技術(shù)的學術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應用方面取得領先地位。
北京商報記者 王柱力
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