隨著腦科學的發展，用機器和算法來理解人類的大腦，已不再是科幻作品中的異想天開——上周末，首都醫科大學附屬北京天壇醫院成立了腦機接口臨床與轉化病房，這是我國首個將腦機接口技術應用於臨床的病房。而作為病房“前站”，今年3月，天壇醫院開通了全國首個腦機接口咨詢評估門診，招募腦機接口試驗者。門診自上線以來一直處於飽和狀態，滿懷期待的腦損傷患者從全國各地慕名而來，祈禱自己能成為那名入選的幸運兒。

腦機接口技術簡單來說，就是在人的大腦與外部設備之間，搭建起一條傳遞信息的“高速公路”，用大腦直接控制外部設備。用意念喝水吃飯、控制家電開關……在科學家們的暢想中，腦機接口擁有無限可能。那麼，如今的腦機接口技術究竟發展到了什麼程度？它是否真的能讓癱瘓人士用意念自由控制肢體？又有多少人通過腦機接口技術煥發生機呢？近日，北京青年報記者前往天壇醫院一探究竟。

門診百態

臥床十年無法運動 65歲老人難承手術之苦

全家總動員、推著輪椅過來的老者，拄著拐杖專程從雄安一早搭高鐵趕來的小伙子，捏著厚厚病歷和影像資料千裡奔波而至的家屬……自門診開設以來，每個周三上午，天壇醫院腦機接口評估門診都是人滿為患。這裡的患者都面臨類似的問題：因腦損傷導致的意識障礙、認知障礙、偏癱、失語等。

“聽說天壇醫院在招募腦機接口試驗者，哪怕隻有萬分之一的希望，我們也想來試試。”所有患者都試圖抓住腦機接口這根“救命稻草”，但真正符合試驗條件的卻不多。

老張因一場車禍癱瘓在床整整十年。其間，好友老嚴輾轉廣州、武漢、成都等地的多家知名醫院，想找最好的技術幫老張重新站起來，卻始終未能如願。在社交媒體上刷到天壇醫院開通腦機接口評估門診后，老嚴立刻決定替老張來看看。

接待老嚴的是天壇醫院神經外科主任醫師楊藝。老嚴向她仔細講述了老張的病情，並打開手機展示了老張的近況。視頻中，65歲的老張意識清醒，但已完全失去運動能力。一番分析研判后，楊藝認為老張不適宜手術：“做腦機接口恢復功能是有一定限制的，患病時間不能太久。就好比一輛車，長期擱置后再想順暢啟動，難度就大大增加了。”

老嚴有些不甘：“哪怕只是通過這個技術讓他能自己動一下手呢？這也是一種安慰啊！”

楊藝只能進一步解釋，目前天壇醫院主要採用半侵入式腦機接口技術，需要在腦硬膜外植入電極，“老張的身體情況可能無法承受手術之苦，還會面臨感染、排異等身體反應，而且重建通路、恢復功能的過程需要花費大量時間和精力訓練，對他來說風險遠大於獲益。或許以后會有更多的腦機接口終端，可以實現替代功能。”

腦電波特征不明顯 28歲小伙未過基礎測試

早上還不到8點，患者小彭便和母親從懷柔趕到天壇醫院。兩年前一次突發腦出血，導致小彭身體右半邊肢體基本喪失活動能力，除了胳膊能抬一抬，手腕根本無法活動，吃飯、上廁所、拿東西等基本動作都無法完成。

小彭的母親告訴醫生，因為生病，這兩年小彭胖了六七十斤。父母帶他試過針灸、康復訓練，效果都不明顯。這個今年剛滿28歲的小伙子，人生本該有無限可能，如今卻失去了一半的生活和社交能力，更不要說成家立業了。這位母親邊流淚邊說，腦機接口已成為全家目前唯一的希望。

經過初步篩選評估后，小彭坐到一台腦機接口電刺激治療儀前。他頭戴布滿了傳感器的腦電帽，右手手腕處的肌肉貼了幾個電極片。

“想象右手抬腕。”跟隨電腦提示音，小彭閉上眼，幾秒后屏幕上出現一張笑臉，表示腦電活動識別成功——這個過程需要不斷重復，從而讓計算機分析小彭大腦想象抬腕動作時的腦電活動。

大約十分鐘后，小彭完成了基礎測試，此時計算機已能基本識別他用大腦想象抬腕動作時的腦電波。在隨后的增強訓練階段，當小彭主動想象抬腕動作時，電流通過電極片刺激到他右手的肌肉，手腕出現了一些刺激后的抬腕反應。這一幕讓站在一旁的母親很是激動：“兩年了，這是他第一次‘主動’抬起右手！”

不過，相對於腦機接口試驗的嚴格要求，小彭的測試結果並不理想。

“這次採集的腦電波數據特征並不明顯，腦電信號微弱或注意力分散都會導致失敗。而且由於小彭的肌張力過高，電流刺激下抬腕反應不算良好。”現場工作人員給出結論，意味著小彭不適合更深入的腦機接口試驗。

醫生解惑

技術尚在臨床試驗 嚴格測試是對患者負責

老嚴緊鎖的眉頭和小彭母親失望的淚水，藏著許多患者的困境——先進技術雖然帶來了曙光，想變為現實卻困難重重。腦機接口評估門診自今年3月正式開放以來，已有800多名患者預約評估，由於目前臨床應用的門檻把握很嚴格，真正符合試驗條件的患者並不多。

對於那些落選的患者，楊藝只能反復解釋：“眼下腦機接口技術在臨床應用的初級階段，我們選擇病人，就像挑選宇航員一樣，要符合嚴格的試驗條件，身體、精力都要符合安全倫理和試驗腳步，包括持續參與訓練、長期追蹤，這也是為了保証患者的安全和最終的療效。”

原來，經歷了實驗室研發、動物實驗，腦機接口技術近幾年才開始在人體試用，尚處於早期臨床試驗階段。出於對患者安全和收益的考慮，目前腦機接口評估門診篩選試驗者的條件近乎苛刻。患者需要通過三項測試，才能真正進入腦機接口試驗。

楊藝介紹，患者需要過的第一關為初步篩選，問卷調查涵蓋基本信息、症狀、肌力肌張力測評、認知心理狀態、家庭背景等。“患者須具備良好的溝通能力、專注力和認知程度，並且能配合交互訓練，例如卒中導致偏癱，病程一兩年且康復需求強烈的中青年患者，要求大腦運動皮層功能保存較好，尤其是卒中后未行開顱手術干預的患者。”第二關是小彭參與的門診初步測試，主要通過腦電、肌電信號控制簡單任務，測試靈敏度和穩定性。第三關則是高級解碼評估，需要到實驗室採用更加復雜的採集和分析，驗証信號能否精准控制終端設備。

不過，腦機接口評估門診剛剛傳來了一個好消息：有人成功“通關了”！這位進入腦機接口試驗的患者是一名50歲男性，此前因腦梗導致左側肢體活動不利已有兩年多。通過重重測試后，5月19日上午，經歷3小時手術，這名患者順利植入半侵入型腦機接口電極片，后續院方將繼續跟蹤觀察他的訓練和功能恢復情況。

“對於不符合腦機接口試驗條件的患者，我們也會給出其他治療方案和建議，包括脊髓電刺激、神經鬆解、康復治療、藥物治療等，盡最大可能幫助患者。”楊藝說。

像拐杖而非治愈術 仍然是患者眼中一束光

在門診中，楊藝遇到過無數像老張和小彭這樣對腦機接口有迫切需求的患者，他們認為有了腦機接口，自己有一天也能像科幻電影中那樣“隨心所欲”。每到這時，楊藝都會認真向患者解釋腦機接口技術的原理，以及發展應用的現狀。

腦機接口的工作原理可以這樣通俗理解：大腦在思維活動時會產生腦電波，腦機接口系統通過識別腦電波特征，直接“讀取”大腦意圖，將其轉化為計算機指令，實現人與電腦或外部設備之間的交互。

不少人覺得，現在腦機接口已進入技術爆發期，對此，楊藝十分冷靜：“從發展階段上來說，這些仍是非常初代的技術，對於臨床來說是剛剛冒頭的一線希望。”在楊藝看來，目前的腦機接口技術更像是“拐杖”而非“治愈術”。她還舉了幾個例子：對於脊髓損傷患者，目前腦機接口可幫助患者控制外部機械臂抓取物品，但無法徹底修復損傷的神經﹔對於偏癱患者，目前電刺激能輔助簡單動作，卻也難以完全恢復精細功能。

天壇醫院神經外科學中心常務副主任、腦機接口病房主任曹勇也認為，當前的腦機接口技術仍處於臨床試驗階段，需要通過志願者參與積累病例數據、驗証技術的安全性與有效性，在確保技術成熟后再推廣至臨床治療。

盡管困難重重，但腦機接口門診仍承載著特殊的意義。楊藝清楚地記得一位來自廣東的小伙子：“他偏癱十幾年了，獨自一個人坐飛機來北京求醫。明知希望渺茫，但一句‘技術在進步’就能讓他堅持下去。對患者來說，腦機接口技術就是黑暗中照進的一束光，我們要通過這個門診，讓患者在清醒認識的同時保持希望不滅。”

走出門診的老嚴也沒有失望，他說自己回去后會把醫生的話都帶給老張，“如今國家為腦機接口技術投入了大量人力物力，我想給老張傳遞這個積極信號，保持信心。對研究者來說這項技術的成功率可能是萬分之一，但對患者來說這是100%的希望。”

研發進程

北腦一號首秀成功 天壇醫院成立臨床病房

作為“十四五”規劃綱要中重點發展的“腦科學與類腦研究”領域的關鍵技術之一，腦機接口被譽為大腦與外部設備之間的“信息高速公路”。自2021年起，北京市已在布局腦機接口領域，並逐步取得進展。

雖然腦機接口技術仍處於起步階段，但國內各項研究卻在不斷取得新進展：今年以來，作為北京科研工作者自主研發的智能腦機系統，“北腦一號”已在北京大學第一醫院、宣武醫院、北京天壇醫院完成了國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統的人體植入，3名患者術后恢復良好，設備有效通道數98%以上。

其中，在北大第一醫院完成手術的脊髓損傷高位截癱患者，已經能用意念操控機械臂，並驅動肌肉刺激裝置激發自己手部的動作。

在宣武醫院完成手術植入的，是一位漸凍症導致的重度構音障礙患者，術后3小時左右的數據訓練，已能解碼60多個常用詞，輸出如“我想吃飯”“請幫我找醫生”等短句。

在天壇醫院完成手術的腦卒中導致偏癱患者，術后恢復也很快，目前已能夠通過大腦內源信號驅動肌肉刺激裝置進行康復訓練，患者肌力有明顯提高。

此外，今年5月17日，天壇醫院正式成立腦機接口臨床與轉化病房，將圍繞腦機接口開展科研攻關、臨床試驗，並推動相關科技成果轉化，實現腦機接口技術發展從“科研驅動”向“臨床牽引”邁進。這也是國內第一個將腦機接口技術應用於臨床的病房。

前景展望

技術需求極其旺盛 久久為功實現全民受益

據統計，在我國全身各部位外傷中，顱腦外傷的發生率居第二位，主要因交通事故、墜落、跌落等造成，但其死亡率和致殘率仍高居全身各部位損傷之首﹔中國卒中學會去年發布的流行病學調查數據表明，我國有卒中患者1494萬人，每年新發卒中330萬人，每年因卒中死亡154萬人，卒中存活者中約有80%左右留有不同程度的殘疾……由此可見，加快腦機接口技術在醫療領域的推廣，已經成了一項亟待解決的重要任務。

“臨床對腦機接口的需求極為旺盛，它為解決治愈難、后遺症多、經濟負擔重的腦重大疾病治療開辟了新路徑。不過目前大多數技術仍處於臨床試驗階段，腦機接口距離開展大規模臨床試驗乃至臨床應用還有一段距離，需持冷靜和科學的態度，也需要加強‘政、產、學、研、醫’的通力合作。”中國科學院院士、國家神經系統疾病臨床醫學研究中心主任、北京天壇醫院腦機接口轉化研究中心主任趙繼宗說。

作為在國內較早開展腦機接口技術的科學家，趙繼宗坦言，目前我國腦機接口領域存在人才和設備缺口。“首先是人才短缺。目前的技術下，腦機接口設備安裝后，需要長時間一對一進行患者跟蹤、數據採集和分析，而國內相關的腦電分析、算法開發以及臨床結合的專業團隊稀缺。其次，腦接機口相關設備還未實現產業化，基本依賴於實驗室自制，且產品開發審批流程相對復雜。此外，腦機接口不單單是技術或醫療問題，也是一個社會問題，家屬的理解、支持和配合也是關鍵。”趙繼宗說。

對於腦機接口技術的發展前景，趙繼宗表示：“它是未來醫學的重要入口，希望我們能在腦機接口技術的科學性、可及性、安全性等多方面全面發力，不僅引領中國的腦機接口技術走向國際前沿，更要實現腦機接口從技術突破走向全民受益。不過，站在技術風口，不可盲目擴張，要以審慎的態度推進創新、穩扎穩打、久久為功。”

本版文/本報記者 蔣若靜 攝影/本報記者 劉暢

攝像/本報記者 劉暢 史晨楓

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