清華醫學院洪波：計劃兩年內實現無線微創植入腦機接口大規模臨牀試驗

在科技日新月異的今天，腦機接口技術作爲一項前沿科技，正逐步從實驗室走向臨牀，爲人類的生活和健康帶來前所未有的變革。作爲這一領域的領軍人物之一，清華大學醫學院教授洪波及其團隊，其設計研發的“無線微創植入腦機接口NEO系統”，在國內率先實現了腦機接口技術的臨牀應用，引起廣泛關注。

近日，洪波在騰訊青少年科學小會的活動現場接受羊城晚報等媒體記者的採訪，暢談腦機接口技術的現狀、挑戰與未來。

臨牀試驗取得突破性進展

自20年前將腦機接口概念引入中國以來，洪波帶領團隊一直致力於該技術的研發與應用。他們的設計思路不僅注重技術的科學性與實用性，更着眼於患者的實際需求。在洪波的帶領下，團隊成功研發了“無線微創植入腦機接口NEO系統”，並在臨牀試驗中取得了突破性進展。

2023年10月24日，在北京宣武醫院，癱瘓了15年的老楊接受了無線微創植入腦機接口手術，成爲該項技術的首例臨牀試驗患者。經過一個多月的訓練，老楊在氣動機械手臂的幫助下成功抓握起了礦泉水瓶。

“老楊因爲車禍脊髓受傷，大腦沒有辦法指揮四肢。他唯一的希望是有一天能用思維指揮機械手幫助自己喝水、吃飯，就是這些大家普通得不能再普通的日常活動。”在洪波看來，老楊的心願就是團隊堅持做腦機接口的初心和使命。

如今，老楊可以自如地吃飯、喝水，最近還悄悄出現了一些新變化。他有時候會覺得自己的手指在不由自主地動，別人握他的手，他會感覺到冷熱。洪波透露，通過精確地測量，團隊猜想每一次腦機接口的使用可能都有電信號刺激老楊損傷的神經網絡。“會不會經過反覆的刺激，他的神經網絡自己慢慢修復了呢？我們期待在未來的兩個月裡面，老楊會有更多的進展。”

第二例臨牀試驗的患者是同樣因爲車禍導致脊髓損傷的小白。去年12月份完成植入手術後，經過很短時間的康復訓練，小白就能夠很輕鬆地利用腦機接口驅動屏幕光標進行操作。

前段時間，小白想回內蒙古老家一趟，團隊裡一名研究生和小白一起帶着腦機接口設備搭上了飛機。“在7000米高空的時候，我們打開了小白的腦機接口，讓他在飛機上可以玩遊戲、聽歌、看影視節目。這是一次大膽的嘗試，我們想檢驗腦機接口未來能不能幫助截癱患者、殘疾人正常的生活和旅遊。”洪波說，這次實驗很好的證明了腦機接口在真實世界的可靠應用性。

期待未來應用惠及更多患者

洪波介紹，腦機接口技術作爲一種人機交互的新方式，目前主要分爲植入式、半植入式和非植入式三大類型，前兩種主要應用於醫療康復等場景，後一種更多運用在可穿戴娛樂設備中。

他解釋說，大腦自內向外都可以“放電”，亦即腦電波，但“放電”的功率逐漸衰減。如果把大腦比作一個大會堂，植入式腦機接口就是在會堂裡擺放麥克風，非植入式就是放在會堂外面，而他們研究的方案就屬於半植入式——把麥克風貼在門裡面。

據介紹，無線微創植入腦機接口設備由電極、體內機和體外機三部分組成。負責採集信號的電極覆蓋在顱骨與大腦皮層之間的硬膜外，負責處理和通訊的體內機埋入顱骨內，體外機則吸附在頭皮上，負責接收、傳輸腦電信號併爲體內機供電。這種設計不僅實現了無線信號傳輸與供電，還大大降低了手術創傷與感染風險。

技術需要不斷地更迭升級。洪波談道，未來將通過增加電極來提升無線微創植入腦機接口系統的靈敏度和精確性。與此同時，材料科學的突破、腦科學的進步也會推動腦機接口技術的升級。“隨着我們對腦信號的理解越來越深入，翻譯算法做得越來越好，都會提升整個系統的通訊情況。”洪波說。

談及未來的發展規劃，洪波表示，團隊計劃在未來兩年內實現大規模臨牀試驗，完成幾十例或上百例受試患者的植入手術，“具體的例數要根據國家藥監部門對於該類產品有效性的統計測算要求”。待獲得第三類有源植入醫療器械許可證後，無線微創植入腦機接口系統將面向市場有更廣泛的應用，惠及更多患者。

“我們國家因爲車禍或外傷導致脊髓損傷的患者有三百萬到四百萬，他們一般傷口穩定下來以後就待在家裡什麼也做不了，所有的日常起居都要家人照顧。如果有一個技術能幫助這些人，這是腦機接口造福患者、造福人類的最重要貢獻。”洪波說。

文｜記者 王莉圖｜受訪者提供