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北京大学第六医院黄牛代挂号电话票贩子号贩子网上预约挂号,住院检查加快,脑机接口,唤醒脊髓损伤患者的“手”(创新故事)

05-13 娱乐新闻

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前不久,我们研发的植入式脑机手部运动功能代偿系统(NEO系统)获批上市,它是全球首个经过大规模临床验证的采用半侵入式设计的脑机接口,能够帮助脊髓损伤患者恢复手部运动功能,实现脑控抓握等,提高生活自理能力。

我们团队最早对脑机接口展开探索是在20多年前,那时脑机接口主要有两种技术路线:非侵入式和侵入式。前者是把无创的传感电极放置在头皮外面,虽然安全但信号较弱;后者是将传感电极直接植入大脑皮层,信号精准但长期风险大。

我们一直在探索,有没有第三条路。

2013年,我们提出半侵入式脑机接口设想,把电极放在硬脑膜外。它不接触脑组织,不损伤神经细胞,没有电极移位风险,但比非侵入式的头皮采集脑电信号更稳定,在安全性和信号质量之间找到一个平衡点。

要把这一设想真正落地,需要突破好几个难关。

首先是如何让植入设备长期可靠地采集和传输脑信号。我们反复尝试,最终采用了近场无线通信与供能技术,一方面抛弃了传统连线插头的设计,把脑电信号无线传输到体外;另一方面去掉了体内电池,通过无线方式为处理器供电,避免了因反复充电、电池失效等引起二次手术的风险。这种“信能一体、里应外合”的设计,使得植入设备终身可靠。

其次要攻克脑电信号准确解码这道难题。NEO系统的电极在硬脑膜外,信号衰减是无法回避的问题。经过实验,我们把信号拆分成不同频带,构建了“虚拟信号通道”,并将频带间的协同变化也纳入解码特征。通过这一技术,NEO系统只用8个电极,就实现了90%以上的抓握解码准确率,解码延时控制在数百毫秒,可以精准快速地翻译患者运动意图,让患者“想动就动”。

除此之外,还要尽量降低植入创伤。我们结合手术前磁共振、CT成像和手术中神经电生理测试,确保电极精准植入,缩小电极和植入体的占位。目前,NEO系统一共完成36例患者长期植入,居家安全使用累计天数超过1万天。

还有闭环反馈训练技术。NEO系统没有采用机械手,而是让患者自己戴上气动手套,由脑信号解码控制气动手套的手指充放气,从而带动瘫痪的手指“动”起来。令人惊喜的是,许多患者在使用过程中出现了神经修复迹象,我们猜测可能诱发了脊髓神经环路的特异性修复。

临床试验中的神经修复是如何发生的?如何让这一变化加速进行?这些谜题还有待解开。作为科研工作者,我们将着眼临床试验中发现的未知现象并深入研究,揭示背后奥秘,这是我们未来一个阶段的目标。

把成果推向临床应用和产业,往往意味着要付出更多时间精力,团队成员也曾有过“发文章慢下来了”的压力和困惑。随着探索深入,我们逐渐找到了科学研究在现实应用中的另一种价值所在。有学生跟我说,当看到患者熟练地通过脑控轮椅完成指令时,内心充满了喜悦,顿时感觉到了自己参与这项研究的意义。我们每一次微小的技术进步,都会给患者和他们的家庭带去新的希望。

当下,科技创新与产业创新融合越来越紧密。我也有一个心愿,希望更多青年人能用自己的原创性成果,带动人工智能、集成电路、新材料、高端装备、生命健康等前沿领域的技术变革,用青春力量改变未来。

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