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脑机接口让“意念”控制“动作” 四肢瘫痪患者实现“脑控”喝水_接口_暗记

南宫静远 2024-12-16 18:10:06 0

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与此同时,美国“神经连接”公司刚刚进行了其脑机接口设备的首例人体移植,引发广泛关注。
这是脑机接口在去年得到FDA批准开展人体临床研究、于秋季开始招募患者后进行的首次人体临床试验。

脑机接口是若何的技能?能给人类带来哪些帮助?研发进展和前景如何?

脑机接口让“意念”控制“动作” 四肢瘫痪患者实现“脑控”喝水_接口_暗记 通讯

进展

植入处理器 四肢瘫痪者抓握准确率超90%

由于车祸导致颈椎处脊髓完备性损伤,中国这例植入脑机接口的患者长期处于四肢瘫痪状态。
2023年10月24日,赵国光教授团队与洪波教授团队共同完成无线微创植入脑机接口首例临床植入试验,将两枚硬币大小的脑机接口处理器通过神经外科年夜夫的操作植入高位截瘫患者颅骨中,并成功采集觉得运动脑区颅内神经旗子暗记

经由3个月的居家康复演习,该患者目前可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%。
患者脊髓损伤临床评分和觉得诱发电位丈量均有改进。

据先容,该项目在无线微创方面实现两大打破,一方面在担保颅内旗子暗记质量的同时,不直接毁坏神经组织;另一方面它采取近场无线供电和旗子暗记传输,植入颅骨的体内机无需电池。

据悉,第二例脊髓损伤患者植入已于2023年12月19日在都城医科大学附属北京天坛医院成功进行,旗子暗记吸收正常,患者目前正在居家康复演习中。
该项无线微创脑机接口的临床试验分别于2023年4月和5月通过宣武医院、天坛医院伦理审查,并进行了国际和海内植入医疗东西临床试验注册。

大脑植入设备 通过意念掌握手机、电脑

美国有名企业家埃隆·马斯克1月29日表示,他旗下的脑机接口公司“神经连接”公司于1月28日进行了脑机接口设备的首例人体移植,移植者目前规复良好。

据马斯克先容,“神经连接”公司的首款脑机接口产品名为“心灵感应”,大脑植入设备后,只需通过意念就能掌握手机、电脑,并通过它们掌握险些所有设备。
失落去四肢功能的人群将是这款产品的首批利用者。

目前,脑机接口技能按照其是否须要侵入大脑以及侵入的程度分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。
“神经连接”公司干系产品为侵入式。
马斯克表示,初步结果显示,植入的脑机接口设备检测神经元干系活动的前景很好。

脑机接口设备的潜在功能强大,但其植入人体的安全性一贯引发争媾和担忧。
通过开颅植入电极具有很大风险,并且异物侵入还可能引发免疫反应和形成疤痕组织,也可能因此影响电极旗子暗记质量。

为此,“神经连接”公司进行了动物实验。
2020年8月,马斯克曾在线直播展示了大脑被植入脑机接口设备的小猪,其脑部活动旗子暗记可以被实时读取。
脑部植入设备后又取出的小猪表现康健,与普通小猪比较没有明显差异。
2021年又有宣布说,“神经连接”公司将一块微芯片植入猴子大脑,让其能够通过意念玩电子游戏。

自2019年以来,马斯克多次预测“神经连接”公司将很快获批启动人体临床试验。
但直到2023年5月,美国食品和药物管理局才为其人体试验亮绿灯。
同年9月,该公司开始为其首次脑机接口临床试验招募参与者。

讲述

脑部植入芯片 中风患者规复说话能力

“很高兴见到你。
”为了讲出这句话,安等待了18年。

18年前,她因严重中风而瘫痪,失落去运动和措辞能力。
直到研究职员将一块芯片植入她的大脑皮层,她能借助人工智能大屏说出想说的话,乃至做出微笑、嘟嘴等表情。
这是2023年美国加州大学旧金山分校一项研究中,脑机接口技能运用的真实案例。

贝内特与安的遭遇相似,她身患渐冻症,严重瘫痪,无法说话。

斯坦福大学的研究职员在她的大脑里放了两个传感器,与解码软件连接,她想说的话在另一真个屏幕上被转换成单词。
单词的天生速率是每分钟62个,靠近正常语速的一半。

斯坦福大学和加州大学的这两项同类型研究,险些同一期间在《自然》杂志揭橥,揭示了脑机接口技能帮助人体规复互换功能的最新进展。

安和贝内特参与的实验事理相似:先在患者脑中植入传感器,用它采集脑部活动开释的神经旗子暗记,再将神经旗子暗记通报给外部机器,末了经由解码软件将神经旗子暗记翻译成文本或单词,实现与外界对话。

2023年9月初,瑞士也传出新进展。
洛桑联邦理工大学等机构通过在人体内植入脑旗子暗记读取装置,成功让因脊髓受损而下半身瘫痪的患者规复自主行走能力。

芯片塞入大脑 烦闷症患者称“像换了个人”

在海内,将脑机接口推上“热搜”的是它在烦闷症治疗领域的运用。

2022年初,在患烦闷症的第16年,31岁的吴晓天(化名)决定参加上海交通大学医学院附属瑞金医院的一项临床研究,接管脑机接口治疗难治性烦闷症的手术。

“启动脑机接口,我能觉得到一股力量在身体里扩散开。
这是一种快乐的感情,也可以视作一种精神力量。
”吴晓天说。

此前,他曾接管针灸、催眠等治疗,效果不佳。
他将脑机接口技能视作末了一条“救命稻草”。
接管脑机接口手术后,他称自己“像换了一个人”。

如今,埋在吴晓天体内的“脑起搏器”成为他的“感情调节器”:他的头部装有电极,胸部装有芯片,当“脑起搏器”开始供电,电流沿着特定路线延伸到耳后,再从后脑延伸到大脑前侧,与大脑前端和感情干系的神经核团相联结。
当电极刺激大脑前端神经核团上的靶点,烦闷症状也随之改进。

“用脑机接口治疗烦闷症,紧张是在一个脑区采集非常的神经旗子暗记,对其所靶向的脑区进行特定的电刺激,压制非常的神经活动,让烦闷感情得以缓解。
”李骁健阐明。

吴晓天清晰记得,在手术准备期,年夜夫在他的头部拧入数根螺丝来固定脑立体定位仪,这是为了确定他大脑皮层下某些神经构造的位置,便于脑机接口的传感器植入。

李骁健说,在脑机接口系统中,传感器的义务是获取脑部神经旗子暗记,这是用脑机接口治病最主要的环节之一。
“换句话说,要先知道患者脑筋里想什么,才能借助外部机器帮患者完成相应任务”。

“脑机接口可以分为植入式和非植入式两种,植入式常日将传感器穿过颅骨植入大脑或放入颅腔内,非植入式是借助可穿着设备完成。
”李骁健说。

两种办法有何差异?打个比方,如果将脑部神经旗子暗记比作“猎物”,那么传感器的角色便是神经旗子暗记的“猎人”。
“猎人”佃猎前要抵达的“猎场”不同,决定了传感器不同的植入办法。

“由于颅骨会对采集的神经旗子暗记进行屏蔽,一些疾病须要采集较深脑区旗子暗记,非植入式脑机接口远没有植入式脑机接口获取的旗子暗记清晰。
”李骁健说。

植入式脑机接口看似是把芯片“塞进”脑筋里,但实际上并不可怕。
他先容,以目前的技能水平,在脑皮表层植入芯片对脑组织没有严重损伤。
“相称于一次微创手术,可能会有轻微损伤,但并不影响正常生活。

在吴晓天、安和贝内特身上所利用的脑机接口,都属于植入式脑机接口,仍处于临床研究的探索阶段。

前景

有望作为医疗东西走向临床

未来,脑机接口技能有望用于治疗渐冻症、孤独症、烦闷症、成瘾、痴呆等疾病。
“在运动、措辞、视觉等功能规复或替代、感情障碍诊疗等方面,这项技能具有较大运用前景。
”李骁健说。

他先容,利用脑机接口帮助运动失落能者、失落语者规复身体功能,脑科学事理清晰,只需采集大脑皮层运动和措辞区的较少量神经旗子暗记,对植入电极、芯片和解码算力等的哀求并不太高,有望作为医疗东西向临床的疾病治疗领域推动。

李骁健表示,目前马斯克的试验仅仅完成了第一步的植入事情,要想完备运用于医疗东西还有较长的路要走,须要更多试验对技能的安全性和有效性展开进一步验证。
“后续可能推动生物电子疗法东西进入临床推广的机会。
”李骁健说。

打开疑难杂症想象空间

对许多疑难杂症来说,脑机接口打开了新的想象空间。
“在运动、措辞、视觉等功能规复或替代、感情障碍诊疗等方面,这项技能具有较大运用前景,有望用于治疗渐冻症、孤独症、烦闷症、成瘾、痴呆等疾病。
”李骁健说。

让失落能者靠人工智能的赞助拿水杯喝水、掌握轮椅自走运动、发合成的语音……

然而,对付烦闷症等精神疾病而言,脑机接口只是第一步。

开始接管治疗后,吴晓天情形好转,但起效韶光并没有持续太长。
几天后,年夜夫为他重新调试了靶点,让电流在他脑袋里的多靶点上挨个测试,以此为他探求更为稳定的状态。

李骁健也表示:“烦闷症的诱发缘故原由难以明确,与烦闷症干系联的深脑区神经网络构造也比较繁芜。
用脑机接口治烦闷症在个别患者身上见效,并不虞味着疗法走向成熟,仍需更多临床验证。

和吴晓天同期进行脑机接口治疗烦闷症临床试验的,还有25位患者,但只有吴晓天对外公开了治疗效果。

争议

有人质疑为新型“电子毒品”

这一新型疗法也不乏争议,有人质疑这是一种新型“电子毒品”,随意马虎使患者成瘾;也有人担忧,人的感情或意识由机器操控,个中存在伦理问题。

在李骁健看来,任何技能都是一把“双刃剑”。
“脑机接口技能涉及的伦理问题,紧张表示在外部信息直接写入大脑以及人脑内部信息被外界直接读取等方面。
在医疗领域的运用上,技能利用应本着利远大于弊的原则,研究者和利用者要勾引技能利用走向良性发展,让患者成为受益者,避免其他负面问题涌现。

“脑机接口确实带我分开苦海,让我重拾快乐和幸福,且目前没有涌现成瘾等问题。
”吴晓天说。
但面对其他患者的咨询,他的答复则十分谨慎。
“我不敢担保其他人能有同样的效果。
公开自己的治疗经历,是为了鼓励更多人重树希望,接下来,我还打算在短视频平台做公益直播。

临床安全、伦理等问题尚待办理

李骁健提示,该试验设计相对激进,临床上的安全性问题须要格外当心,后续的研究也要持续关注可能带来的脑部传染、排异反应、并发症、电极利用寿命等问题。

“在医疗领域的运用上,技能利用应本着利远大于弊的原则,研究者和利用者要勾引技能利用走向良性发展,让患者成为受益者,避免其他负面问题涌现。
”他说。

多个专家表示,只管脑机接口技能已取得较大进展,具有广阔的想象空间,但间隔真正的大规模商用还须要超过很多障碍,不仅包括实用性的技能瓶颈,还包括伦理、隐私、社会公正等方面的问题。

据美国媒体宣布,除“神经连接”公司外,还有多家美国公司在研发脑机接口技能,有的公司也已开展了人体临床试验。

知多D

作甚脑机接口

“脑机接口”事情事理是采集脑部神经旗子暗记并剖析转换成特定指令,实现“脑”与“机”之间的直接信息交流。
大脑植入设备后,只需通过意念就能掌握手机、电脑,并通过它们掌握险些所有设备。
失落去四肢功能的人群将是这款产品的首批利用者。

运用前景广阔

脑机接口设备的主要功能包括帮助治疗影象力衰退、颈脊髓损伤及其他神经系统疾病,帮助有运动功能障碍的患者、瘫痪人群规复部分能力等。

随着技能的发展,其潜在运用处景也在不断扩展,包括增强感官能力、提高游戏的操控性以及用于教诲、军事等领域。

安全性引争议

脑机接口设备的潜在功能强大,但其植入人体的安全性一贯引发争媾和担忧。
通过开颅植入电极具有很大风险,并且异物侵入还可能引发免疫反应和形成疤痕组织,也可能因此影响电极旗子暗记质量。

整合:易福红

采写:南方+ 吴雅楠

卞德龙 黄锦辉

来源:新华社 央视 中新社等

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