截癱患者通過意念

控制光標移動和持握

35歲的接口截癱患者小白，在去年12月接受了無線微創腦機接口植入手術，新突現用經過兩個多月康復訓練，破肢目前他已經能夠實現意念控制光標移動。癱瘓醫生介紹，通過腦機接口，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。

△楊先生根據指令將水瓶放到指定位置

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

楊先生說：“你在想它（拿水瓶）的同時，就能攥上了。老幸福了，對提高生活質量有很大幫助。”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集成了腦機接口處理器、無線通信和供電接口以及用來采集腦電波的電極。植入位置位于顱骨外側，只有電極進入顱骨內，貼在硬腦膜外。此外，這套系統還包括信息采集供電模塊、腦電波解碼翻譯模塊，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，也能夠把病人大腦里的腦信號傳輸出來，實現了無線的供電和無線的通信，再用采集到的信號來指揮氣動手套外骨骼。

專家介紹，腦機接口分為非侵入式、侵入式、半侵入式三類：

• 非侵入式腦機接口通過頭皮采集腦電波，安全性最高，但信號質量低，功能有限；

• 侵入式直接將電極植入大腦皮層，可獲得最高質量的神經信號，但對患者來說創傷大、風險高；

• 清華大學開發的無線微創腦機接口為半侵入式，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分辨率，同時降低了免疫反應和損傷神經細胞的風險。

腦機接口應用前景廣泛

或可用于治療癲癇、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”，其中腦機接口是重要組成部分。

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，目前腦機接口的應用主要是在醫學領域，全球科學家開展的腦機接口臨床試驗，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信息之外，聯合團隊還專門設計了對大腦感覺信息的記錄通道。“不僅運動皮層有記錄，它還有一個感覺區皮層的記錄，可記錄反饋信息。”

當大腦能夠接收到發出動作的反饋信息后，動作思維就形成了一個完整的信息回路，將大大提升腦機接口在神經醫學領域應用的效果。蒲慕明介紹：“比如說癲癇治療，在有效果之后就可以停止刺激，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接口平臺，用于癲癇、認知障礙等更多腦疾病的康復。