產(chǎn)業(yè)一線·跨年行 | 意念操控成真！腦機接口如何加速中風患者康復？

2025-02-11 16:55:12 中新經(jīng)緯

　　中新經(jīng)緯2月11日電 (熊思怡)不用說話，也不用做動作，只需要想象騎行，機器人就會帶著你動起來——這不是科幻電影中的場面，而是超10萬患者體驗過的康復訓練。

　　近日，中新經(jīng)緯走進西安臻泰智能科技有限公司(下稱：臻泰智能)，實地體驗了腦機接口技術(shù)在醫(yī)療康復領(lǐng)域的應用。

　　“意念控制”走進現(xiàn)實

　　“帶上頭環(huán)，腳放在踏板上不要用力，想象你在騎行。”2月7日上午，中新經(jīng)緯來到西安國家數(shù)字出版基地，在臻泰智能創(chuàng)始人、CEO王浩沖的指導下，用意念控制康復設(shè)備完成了一次特殊的騎行：僅憑想象，腳下的設(shè)備就帶著我動了起來。

　　整個騎行過程中，康復設(shè)備會根據(jù)大腦的參與程度控制騎行速度。中新經(jīng)緯體驗中發(fā)現(xiàn)，當注意力高度集中，設(shè)備就會帶著腳加速騎行；一旦分心，設(shè)備就會慢下來甚至停止。

　　臻泰智能腦機接口上下肢康復訓練系統(tǒng)。中新經(jīng)緯張嘉怡攝

　　神奇的“意念控制”背后，是近期爆火的腦機接口技術(shù)。

　　“腦機接口(Brain-Computer Interface,BCl)是建立在大腦和外部設(shè)備之間的交互通道，它不依賴肢體或者神經(jīng)肌肉，直接在大腦和外部設(shè)備之間建立通信。”王浩沖這樣說道。

　　據(jù)科技部《腦機接口研究倫理指引》，腦機接口通過記錄裝置采集顱內(nèi)或腦外的大腦神經(jīng)活動，通過機器學習模型等對神經(jīng)活動進行解碼，解析出神經(jīng)活動中蘊含的主觀意圖等信息，基于這些信息輸出相應的指令，操控外部裝置實現(xiàn)與人類主觀意愿一致的行為，并接收來自外部設(shè)備的反饋信號，構(gòu)成一個交互式的閉環(huán)系統(tǒng)。

　　根據(jù)腦信號采集時電極植入大腦的位置，腦機接口主要分為三類：非侵入式、半侵入式和侵入式。相比于非侵入式的類型，侵入式由于可以直接放置在神經(jīng)元附近，因而具有可獲取豐富的數(shù)據(jù)流和可實現(xiàn)特異性刺激的優(yōu)勢。盡管如此，出于對安全問題的擔憂和考慮，將侵入式應用于臨床還存在著極大的挑戰(zhàn)。

　　包括臻泰智能在內(nèi)，我國腦機企業(yè)目前大多選擇非侵入式采集技術(shù)路線。如今臻泰智能腦機接口技術(shù)突破了三大核心技術(shù)壁壘，包括柔性低阻抗電極材料、高增益多級放大電路、多模態(tài)自適應算法，可實現(xiàn)腦機交互系統(tǒng)響應時間1s以內(nèi)，準確率90%以上，個體適應性大于90%。

　　“正常的神經(jīng)肌肉反射傳導大概是0.3秒，盡管在一些實驗室場景可以做到0.5秒，但在實際產(chǎn)品應用場景，1s以內(nèi)已經(jīng)是比較頂尖的技術(shù)�！闭劶按颂帲鹾茮_難掩自豪。

　　他分析稱，從腦機交互技術(shù)本身來看，進一步提升系統(tǒng)交互效率對突破使用瓶頸，拓展教育、娛樂等應用場景具有重要意義，理論上越接近人體神經(jīng)反射傳導效率的腦機交互系統(tǒng)更具有通用性。

　　治療時間縮短近三分之一

　　腦機接口的研究自二十世紀70年代開始，近年來，隨著人工智能、神經(jīng)生物學原理發(fā)展以及外部技術(shù)爆炸式的突飛猛進，腦機接口技術(shù)逐漸從實驗室走向市場。

　　漢鼎智庫報告顯示，醫(yī)療健康是目前腦機接口最大的市場應用領(lǐng)域，也是最主要且最接近商業(yè)化的領(lǐng)域。臻泰智能，正是這條賽道上的一員。

　　2018年8月，當時還在西安交通大學醫(yī)工交叉研究所攻讀碩士學位的王浩沖創(chuàng)立了臻泰智能。他透露，讀研期間所在的實驗室參與到了國家863計劃主題項目“智能仿生機器人技術(shù)研究與開發(fā)”，重點研究腦控智能康復機器人。

　　“2017年10月，我們?nèi)ノ骶┽t(yī)院康復科做腦機接口康復機器人的臨床試驗，當時在康復科有位20歲左右的脊髓損傷患者，還有很多高位截癱、腦損傷造成的認知、運動功能障礙患者，他們的康復需求很迫切，但在以人工輔助、針灸理療為主的被動方式治療下，整體康復周期需要半年至一年以上，康復效率較低，治療效果不佳�！痹陬l繁接觸患者的過程中，王浩沖萌生了創(chuàng)業(yè)的念頭，通過企業(yè)實現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，讓腦機接口技術(shù)服務更多人。

　　經(jīng)過近七年探索，臻泰智能已研發(fā)了可穿戴式腦電采集分析系統(tǒng)、通用腦機接口智能康復機器人等多款產(chǎn)品，面向腦卒中(俗稱“中風”)、脊髓損傷、老年癡呆等多種疾病康復治療應用。

　　2024年8月，臻泰智能獲工信部、國家藥監(jiān)局評選為人工智能醫(yī)療器械創(chuàng)新任務揭榜優(yōu)勝單位。中新經(jīng)緯熊思怡攝

　　“腦損傷患者的手部肌肉是正常的，肢體運動的神經(jīng)通路也是正常的，核心是康復他的大腦控制神經(jīng)�！蓖鹾茮_告訴中新經(jīng)緯，背后的原理是神經(jīng)可塑性——腦神經(jīng)會不斷地再生和重塑，通過訓練刺激旁路神經(jīng)細胞再生，把神經(jīng)通路重新連接起來，就能恢復對下肢或者手部的控制能力。

　　王浩沖解釋稱，腦機接口康復訓練系統(tǒng)把被動訓練變成主動訓練，讓大腦融入康復訓練。從神經(jīng)康復環(huán)路的機制上來講，傳統(tǒng)康復訓練只動肢體，是從肢體運動神經(jīng)到腦的單向刺激，加上大腦信號的反饋后，就變成了中樞到外周再到中樞的雙向閉環(huán)訓練，康復效果會更好。

　　據(jù)他介紹，在兩周的臨床對照試驗中，相較于接受傳統(tǒng)被動康復訓練的患者，接受腦機接口下肢康復訓練的患者在認知、運動、平衡、肌張力等指標上都提升了20%-30%。綜合來看，相較傳統(tǒng)訓練能縮短近三分之一的治療時間。

　　落地方面，臻泰智能在成人運動康復領(lǐng)域已獲批兩張醫(yī)療器械注冊證，產(chǎn)品成功進入200多家醫(yī)院，服務患者超過10萬人次。目前，這一治療項目已被部分地區(qū)劃入醫(yī)保范疇，如山東已獲批“腦機交互康復訓練”醫(yī)保目錄，腦機接口肢體康復訓練單次120元，醫(yī)保能報銷大部分，對患者的負擔來說也比較小。

　　對于腦機接口在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展前景，王浩沖滿懷憧憬和期望�！皬男袠I(yè)角度，腦機接口技術(shù)目前處于初步應用階段，在腦卒中、脊髓損傷、老年癡呆等認知運動功能障礙患者康復治療方面已表現(xiàn)出顯著的效果，未來在抑郁、焦慮、睡眠以及兒童腦癱、自閉、多動等多種疾病治療干預方面將會表現(xiàn)出良好的應用前景。”

　　從醫(yī)療向更多領(lǐng)域拓展

　　近年來，國內(nèi)腦機接口技術(shù)的發(fā)展受到了政策的大力支持。

　　國家層面，2021年3月，十三屆全國人大四次會議通過《“十四五”規(guī)劃綱要》，明確腦科學等為前沿領(lǐng)域的戰(zhàn)略重要地位；2024年1月，七部門出臺《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，將腦機接口列為未來產(chǎn)業(yè)十大創(chuàng)新標志性產(chǎn)品。

　　地方層面，北京、上海等多地科技部門密集出臺腦機接口發(fā)展行動方案，針對監(jiān)管政策、臨床試驗、產(chǎn)業(yè)鏈等加緊布局，旨在加速技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　北京社科院副研究員王鵬對媒體表示，政策開始向腦機接口偏移是一個積極的信號，預示著行業(yè)正在逐步走向成熟，并可能進入爆發(fā)的前夜。政府政策的支持和引導對于新興技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，它可以為行業(yè)提供必要的資金、資源和市場準入機會，加速技術(shù)的研發(fā)和應用。

　　在政策的催化下，腦機接口技術(shù)從醫(yī)療向更多領(lǐng)域拓展。浙商證券稱，隨著BCI(腦機接口)技術(shù)的進步，腦機接口逐漸擴散至心理健康、智能家居、虛擬現(xiàn)實、游戲、軍事等領(lǐng)域。目前，BCI約有43%屬于非醫(yī)療用途。