荆楚网(湖北日报网)讯(记者 郑一鸣)助瘫痪者重新行走,凭借意念操控鼠标……在当前科研项目中评选“最科幻技术”,脑机接口必然榜上有名。
脑机接口是指将人脑与外部设备连接起来,实现人脑与外部设备之间的信息交互。简单来说,这种技术可以把大脑的想法转换成电脑可以理解的信号,或者把电脑的信号转换成大脑可以理解的指令,像在大脑和电脑之间架起一座桥梁。
作为新质生产力的代表,脑机接口技术正在一日千里地发展,特别是在医疗领域。武汉抢抓风口,在脑机接口领域已形成一批具有国际领先水平的技术成果,产业集聚效应初步显现。
依瑞德非植入式技术,市场占有率国内第一
脑机接口大致可分为植入式脑机接口(有创)和非植入式脑机接口(无创)两大类。
经颅磁刺激作为脑机接口的非植入式技术,无痛、无创,在国内外临床诊断治疗和科学研究中得到了迅速发展。
MST(经颅磁刺激技术)设备体验。资料图
“一位四肢不全瘫痪患者,就诊时坐轮椅不能下地,经过30次经颅磁刺激治疗,目前可以下地缓慢行走。”12月6日,武汉依瑞德集团医疗设备新技术有限公司(以下简称“武汉依瑞德”)董事长蔡胜安,正在听取来自合作医院的病例情况反馈。
什么是经颅磁刺激治疗?把一个蓝色、巴掌大小的拍子,紧贴在头部。治疗开始后,随着脉冲磁的力度有节奏地输出,脑袋有被轻微敲击的感觉,像是在给大脑做按摩。
蓝色拍子其实是磁刺激线圈,通上电后,其周围会产生变化的磁场。这个磁场可穿透皮肤、颅骨,在脑袋里产生感应电流,刺激脑神经,从而干预脑代谢和神经电活动,达到治疗疾病的目的。
刺激的频率、位置、时长不一样,起到的作用也不一样。例如抑郁症患者,大脑前额叶皮层功能下降,需要采用医用级高频磁刺激,让大脑神经兴奋起来;躁郁症患者,则采用低频刺激,起到抑制作用。对于脑卒中、帕金森病、阿尔茨海默病、睡眠障碍等患者,磁刺激也可改善相关症状。
截至目前,武汉依瑞德的经颅磁刺激仪市场保有量超1万台,市场占有率连年居国内第一。除国内市场外,还远销欧洲、东南亚等国家。
衷华脑机植入式技术,双向通道芯片国际领先
不久前,华中科技大学同济医学院附属协和医院的医生,把衷华脑机公司的脑机接口芯片,成功植入一名脑肿瘤患者脑部并完成测试。这是首个全国产高通道脑机接口临床测试。
接受测试手术的是一位脑肿瘤患者,此次手术采用高通量柔性硬膜外脑机接口,用嵌入的方式安在患者的头顶部。“从脑肿瘤的形态上,有时很难区分是正常人体组织,还是瘤体部分。通过脑机接口感知脑部信号后,就能作出明确区分,让手术更精准。”武汉衷华脑机融合科技发展有限公司(以下简称衷华脑机)首席科学家、董事长黄立说。
术后,脑机接口能精准捕捉神经元活动的电生理信号,帮助临床医生更深入地了解患者脑肿瘤状态,为患者“定制”手术治疗方案。
衷华脑机接口芯片。资料图
目前,衷华脑机研发的脑机接口最大通道数达65536个,且是双向的,是美国马斯克旗下脑机接口公司Neuralink的20倍,达到国际领先水平。目前,衷华脑机已申请国内外相关专利200余项。
据悉,衷华脑机公司预计年底还会进行一例脑机接口植入人体的临床试验。
业内专家介绍,随着社会的发展,大家越来越重视脑健康、脑疾病,现在就诊的人群数量相较以前大幅提升,各类脑机接口技术帮助他们“读脑、控脑”,让瘫痪者重新行走,让失语者“开口”说话,甚至让盲人恢复视力,实现人机共生,这些都是脑机接口未来值得期待的应用场景。
武汉乘势而为、顺势而为
衷华脑机公司和武汉依瑞德的引领式发展,既是武汉脑机接口产业发展的缩影,也是脑机接口庞大研究和产业链的一环。
据了解,武汉脑机接口产业发展基础良好。在脑机接口领域,拥有中国科学院精测院、武汉现代病理工程研究院、华中科技大学脑研究所等创新平台,在“双向植入式脑机接口系统”等领域形成一批具有国际领先水平的技术成果。
中国光谷脑科学产业基地揭牌。资料图
武汉建有华中地区首个聚焦脑科学产业基地——中国光谷脑科学产业基地,集聚以格林泰克为代表的电极器件企业,以衷华脑机、依瑞德、沃亿生物为代表的设备研发与制造领军企业,产业集聚效应逐步显现。
在医疗资源方面,武汉拥有31家三甲医院、122个国家级重点专科、9个生命健康领域“双一流”学科,为脑科学研究提供了丰富的临床数据和病例资源。
“武汉在无创和有创脑机接口技术上已有基础和条件,在‘学、研’上具备优势,应乘势而为、顺势而为。武汉抓住机遇,完全有望走在全国和全球前列。”武汉依瑞德董事长蔡胜安说。
随着政产学研医用的共同促进和技术的持续创新,武汉脑机接口研究将在未来为更多患者带来希望,推动脑机接口技术广泛应用于日常生活,为全球脑机接口产业发展贡献更多“武汉智慧”和“武汉力量”。