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天津健嘉康復(fù)醫(yī)院，67歲的張先生坐在康復(fù)訓(xùn)練椅上，緩緩抬起左臂，穩(wěn)穩(wěn)拿起水杯……這是他因腦梗偏癱半年以來首次完成這一動(dòng)作。幫助他的是中國(guó)首例介入式腦機(jī)接口輔助人體患肢運(yùn)動(dòng)功能修復(fù)試驗(yàn)。該試驗(yàn)近期由南開大學(xué)段峰教授團(tuán)隊(duì)牽頭完成。

段峰介紹，科研人員通過頸部血管微創(chuàng)手術(shù)，將直徑僅2毫米的電極支架送入大腦運(yùn)動(dòng)皮層血管，同步植入無線供能與傳輸裝置，建立起“腦—機(jī)—肢體”閉環(huán)通路。術(shù)后兩周內(nèi)，患者即可通過意念實(shí)現(xiàn)手部抓握等操作，系統(tǒng)信號(hào)傳輸穩(wěn)定率達(dá)99.7%?！跋啾葌鹘y(tǒng)侵入式腦機(jī)接口必須開顱植入電極，介入式方案通過血管通路實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦信號(hào)的精準(zhǔn)采集和高效傳輸，就像在血管中鋪設(shè)‘光纖’，繞過了對(duì)腦組織的直接干預(yù)，在保障信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)也提升了術(shù)后恢復(fù)效率。”段峰說。

這一介入式方案融合多項(xiàng)技術(shù)：采用仿生蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電極適應(yīng)血管搏動(dòng)，保持信號(hào)穩(wěn)定；自主設(shè)計(jì)的無線供能閉環(huán)控制平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備續(xù)航5年以上，降低感染風(fēng)險(xiǎn)；配套的智能自適應(yīng)解碼算法，可根據(jù)患者運(yùn)動(dòng)意圖實(shí)時(shí)調(diào)整輸出參數(shù)，使操作自然流暢。

在試驗(yàn)中，科研團(tuán)隊(duì)還提出了“中樞—外周—中樞”神經(jīng)重建模式，通過同步電刺激訓(xùn)練，促進(jìn)神經(jīng)突觸再生，顯著提升了運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)效率。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，患者抓握力度恢復(fù)至健康一側(cè)的82%。

“這項(xiàng)技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了腦信號(hào)對(duì)患肢的控制，更激活了潛在的神經(jīng)可塑性?！敝袊?guó)科學(xué)院院士蒲慕明說。

從技術(shù)提出到系統(tǒng)驗(yàn)證，段峰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了多年積累。2022年，團(tuán)隊(duì)完成羊腦介入實(shí)驗(yàn)；2023年，完成非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；2024年，實(shí)現(xiàn)羊腦腦內(nèi)植入傳感器的完整取出，為人體臨床試驗(yàn)奠定了系統(tǒng)性基礎(chǔ)……一步一個(gè)腳印，走出了腦機(jī)接口的創(chuàng)新之路。

今年7月，段峰團(tuán)隊(duì)與長(zhǎng)三角國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心、江蘇南通創(chuàng)新區(qū)聯(lián)合成立“介入腦機(jī)信息技術(shù)研究所”。研究所將聚焦腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā)、臨床驗(yàn)證與成果轉(zhuǎn)化，推動(dòng)腦機(jī)接口邁入體系化、平臺(tái)化發(fā)展階段?！翱蒲胁粦?yīng)止步于實(shí)驗(yàn)室，要走向真實(shí)場(chǎng)景，造福社會(huì)。”段峰說。

目前，團(tuán)隊(duì)已啟動(dòng)多中心臨床試驗(yàn)。同時(shí)，北京、武漢等地已建立專病門診。