腦后接入線纜，就能在虛擬世界“暢游”；把“大腦上傳云端”，可以依靠“意念”控制身體……經(jīng)典科幻片《黑客帝國》中描繪的奇思妙想，隨著腦機(jī)接口技術(shù)的快速發(fā)展，正在逐步照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

腦機(jī)接口技術(shù)主要分為非侵入式和侵入式兩種。侵入式腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于臨床，能顯著提升“腦癌”手術(shù)的精準(zhǔn)度；非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)也已融入部分社區(qū)，為阿爾茨海默病和卒中等疾病的早期篩查診斷帶來全新方案。當(dāng)人機(jī)共生的“黑客帝國”不再遙不可及，腦機(jī)接口技術(shù)如何改變生活？未來是否已來？

“把腦電信號(hào)抓取出來”

一塊由8行8列共64個(gè)電極點(diǎn)組成的電極片，緊緊貼著患者腦組織，實(shí)時(shí)采集腦部信號(hào)，手術(shù)室里十分安靜，只有一旁信號(hào)器發(fā)出的“滴滴”聲。腫瘤的電信號(hào)與正常神經(jīng)元的電信號(hào)不同，醫(yī)生們一邊進(jìn)行手術(shù)，一邊全神貫注地盯著電信號(hào)的異常，一旦找準(zhǔn)腫瘤與正常神經(jīng)元的邊界，就眼疾手快地切除……

近期，一場侵入式腦機(jī)接口手術(shù)在四川大學(xué)華西醫(yī)院順利實(shí)施，手術(shù)團(tuán)隊(duì)借助侵入式腦機(jī)接口技術(shù)成功將病人的腦膠質(zhì)瘤切除。

四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)外科副教授楊淵說，腦膠質(zhì)瘤是一種常見的腦腫瘤，俗稱“腦癌”，是公認(rèn)的人體“癌王”，因其像樹根一樣與大腦神經(jīng)元盤根錯(cuò)節(jié)，傳統(tǒng)的手術(shù)切除面臨的最大難點(diǎn)，就是如何讓大腦功能完好無損，又能準(zhǔn)確切除腫瘤組織。

四川大學(xué)華西醫(yī)院神經(jīng)外科學(xué)科主任毛慶介紹，在沒有應(yīng)用腦機(jī)接口技術(shù)之前，想要精確地劃分腦部功能區(qū)，醫(yī)生們不得不在手術(shù)中途“喚醒”患者，對患者腦部進(jìn)行電刺激，來幫助醫(yī)生判斷腦功能區(qū)。而喚醒手術(shù)對麻醉醫(yī)生以及手術(shù)醫(yī)生的要求極高，一般的基層醫(yī)院長期無法開展這項(xiàng)手術(shù)。

腦機(jī)接口技術(shù)，則為“腦癌”手術(shù)帶來新的突破。

楊淵說，利用腦機(jī)接口技術(shù)，通過腫瘤的電信號(hào)與正常神經(jīng)元電信號(hào)之間的區(qū)別，醫(yī)生可以清楚識(shí)別腦部組織是腫瘤還是神經(jīng)元，“通過電極片‘把腦電信號(hào)抓取出來’，能有效提高對腫瘤的全切率?！睏顪Y說。

“中國膠質(zhì)瘤疾病負(fù)擔(dān)在全球居于首位，腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用后，能讓更多的基層醫(yī)院開展腦膠質(zhì)瘤切除手術(shù)，減少患者的等待時(shí)間?！泵珣c說。

讓患者從“被動(dòng)”到“主動(dòng)”

一個(gè)看起來像“頭盔”的醫(yī)療器械，上面有針對性地布置了6個(gè)腦電電極位置，老人佩戴后，通過在手機(jī)或平板上進(jìn)行5至10分鐘的認(rèn)知交互測試，就可以實(shí)現(xiàn)認(rèn)知障礙患者的早期篩查……這是四川大學(xué)華西醫(yī)院研發(fā)的老年認(rèn)知健康腦機(jī)接口“天鵝湖”系統(tǒng)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)來自智能可穿戴老年健康管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。

該實(shí)驗(yàn)室主任江寧說，他們聚焦老年健康領(lǐng)域，自主研發(fā)多項(xiàng)世界上最先進(jìn)的非侵入式腦電分析的核心技術(shù)，形成了“天鵝湖”和“魔笛”技術(shù)系統(tǒng)，計(jì)劃分別用于老年輕度認(rèn)知障礙（阿爾茨海默病的潛伏期）和卒中后肢體功能障礙的康復(fù)。

很多人不知道的是，阿爾茨海默病的潛伏期叫輕度認(rèn)知障礙，患者的認(rèn)知功能已經(jīng)有所下降，但因?yàn)榘Y狀不明顯，不影響正常生活，且這個(gè)階段可長達(dá)10年以上，容易讓人“麻痹”。

“阿爾茨海默病進(jìn)展快、無特效藥、病程不可逆，44%的輕度認(rèn)知障礙患者3年后轉(zhuǎn)為阿爾茨海默病，5年轉(zhuǎn)化率約為70%，是普通人的10倍，給患者和照護(hù)者造成嚴(yán)重的痛苦和負(fù)擔(dān)。因此，輕度認(rèn)知障礙的早篩、早診、早干預(yù)對于老年認(rèn)知健康至關(guān)重要。”江寧介紹，尤其是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)老年人對阿爾茨海默病的潛伏期認(rèn)識(shí)不足，知曉率和治療率還較低。

“天鵝湖”使用門檻低、成本低、效率高，“有望對包括阿爾茨海默病在內(nèi)的老年慢性病實(shí)現(xiàn)‘一頭’和‘一尾’管理”。江寧介紹，所謂“一頭”“一尾”，就是將篩查和治療從醫(yī)院搬到社區(qū)和家庭，實(shí)現(xiàn)“普篩+早篩+非藥物干預(yù)”閉環(huán)。

與目前臨床上的康復(fù)方式不同，該項(xiàng)技術(shù)能讓患者“主動(dòng)參與”康復(fù)。

在“一頭”，即面向社區(qū)的早篩。傳統(tǒng)篩查非常耗時(shí)且成本高，往往要?？漆t(yī)生花1小時(shí)以上，無法實(shí)現(xiàn)大面積的普篩。而江寧團(tuán)隊(duì)通過新技術(shù)，僅用4個(gè)電極、5至10分鐘的測試，就可達(dá)到超過90%的篩查靈敏度，實(shí)現(xiàn)快速大規(guī)模早篩。在“一尾”，即面向社區(qū)的干預(yù)，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對300多個(gè)社區(qū)的老年人群進(jìn)行了有效的認(rèn)知功能干預(yù)。

　　在卒中康復(fù)領(lǐng)域，非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)也大有可為。

　　當(dāng)前，江寧團(tuán)隊(duì)研發(fā)的非侵入式腦機(jī)接口“魔笛”，能用于腦卒中康復(fù)治療，可以識(shí)別超過4類運(yùn)動(dòng)意圖信號(hào)，準(zhǔn)確率可達(dá)90%以上。

一個(gè)長得像智能手環(huán)、名為“胡桃夾子”的器械，可用于肌少癥的早篩康復(fù)；形似八爪魚的“帽子”，通過對大腦網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行深度分析，對被檢測者的認(rèn)知能力、專注能力、大腦協(xié)調(diào)能力進(jìn)行評估，可對孤獨(dú)癥進(jìn)行輔助診斷，準(zhǔn)確率超過90%……不斷豐富的應(yīng)用場景，讓患者從“被動(dòng)”到“主動(dòng)”，為腦機(jī)接口技術(shù)“落地”創(chuàng)造了更多可能。

產(chǎn)業(yè)落地需要更多“想象力”

如今，越來越多腦機(jī)接口技術(shù)正在走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，產(chǎn)業(yè)新賽道加速拓展。

在江寧看來，當(dāng)前，侵入式、非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)都在加速推進(jìn)。5年至10年后，腦機(jī)接口技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品會(huì)從醫(yī)療向健康管理領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。長遠(yuǎn)來看，腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用會(huì)進(jìn)入人們的生活，逐漸得到普及，“像手機(jī)一樣普遍”。

然而，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破到產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用，還有很長的路要走。

毛慶直言“還不能盲目樂觀”?！澳X機(jī)接口技術(shù)是當(dāng)前多個(gè)國家正在搶占的技術(shù)制高點(diǎn)，而技術(shù)突破從0到1的過程非常難，不僅是醫(yī)學(xué)上的突破，更需要人工智能、材料學(xué)、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的聯(lián)合攻堅(jiān)克難。”毛慶坦言，大腦中含有數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元，認(rèn)識(shí)大腦不是一朝一夕的事。

多位業(yè)內(nèi)人士也告訴記者，加速研發(fā)突破，還需要更前沿的應(yīng)用場景布局和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

“腦機(jī)接口是突破性的技術(shù)，一項(xiàng)新的成果能應(yīng)用在哪里，帶來什么樣的改變，推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)落地，還需要更多想象力。”江寧說。