用意念完成手指抓握动作,瘫痪11年的患者可以抓起一颗葡萄送入口中,这个曾经只能在科幻电影里看到的场景,如今在南通大学附属医院通过脑机接口技术成为现实。这给众多神经系统疾病患者带来了希望,也给人类医疗健康和生活方式带来了革命性变化。
脑机接口技术在我市成功应用
“手术后经过近2个月的康复训练,我的左手已经可以抓东西了,这太神奇了!”9月25日上午,在南通大学附属医院脑机接口与神经调控研究型病房,作为我市首例、全省第二例接受“植入式脑部采集刺激系统”手术的55岁患者顾先生,用左手缓缓抓起一颗葡萄轻轻送入口中,在场的医护人员和家属都不由得为他的这个举动高兴得鼓起掌来。当天,顾先生完成了又一次的功能评估后,出院回到了家中。
2014年2月,一场车祸导致顾先生颈髓损伤、四肢瘫痪,从此无法自行坐起、站立,生活不能自理。今年7月2日,他在通大附院成功接受了半侵入式脑机接口手术,在神经外科手术机器人精准定位和电生理验证下,于手功能区表面植入皮层电极,并植入采集刺激系统。术后28天,设备顺利开机。经过50余天康复训练,他从当初的通过脑机接口设备精准控制气动手套,完成抓握木块、圆球等动作,到现在能徒手抓起葡萄送入口中,康复成效令人振奋。
曾几何时,这个常人简单就能完成的动作,对于瘫痪了11年的顾先生来说就是奢望。而就在顾先生成功手术后不久,7月21日,来自浙江的51岁潘女士也在通大附院接受了同样的半侵入式脑机接口手术,并于8月20日成功开机,目前也正进行康复训练。
“开颅不入脑”兼顾疗效和安全
“今年6月11日,我们面向全国公开发布脑机接口临床研究患者招募公告。收到了来自全国各地数千名患者的咨询与申请。顾先生的家人看到招募信息后,第一时间为他报名。经过严格筛选,他成功入组。”通大附院神经疾病中心康复团队负责人刘苏教授介绍,“经过近两个月的康复训练,顾先生的康复效果十分明显,其佩戴脑机设备训练的准确率提高至90%以上。”
简单来说,脑机接口是大脑与外部设备(如电脑、机械臂)直接沟通的“桥梁”,一套能让大脑和外部设备“对话”的系统。通常脑机接口手术分为侵入式、半侵入式和非侵入式三种类型。
“脑神经元可以产生神经冲动,而在这一过程中脑部电磁活动会发生变化并呈现特定的空间和节律分布,我们利用传感器捕捉并放大这种电生理信号,再经过信号预处理和算法处理破译出大脑的状态或想法,最后编码特定指令传递给外部设备带动肢体运动,这就是脑机接口收集和处理信息的大致过程。”通大附院神经疾病中心、神经外科主任沈剑虹教授介绍,“我们团队这次为两位患者实施的是半侵入式脑机接口,电极置于颅骨下、大脑皮层表面的硬脑膜上,俗称‘开颅不入脑’。整个过程如同在鸡蛋壳(头骨)与蛋膜(硬脑膜)间精准操作,既保证了较高的信号采集质量,又避免了侵入式手术对脑组织的损伤及慢性炎症风险。”
期待更多先进技术造福患者
“从科幻到现实,脑机接口技术正以惊人速度突破边界。这项通过直接读取大脑神经信号,实现人脑与外部设备交互的前沿技术,在脊髓损伤患者的康复中发挥着越来越重要的作用。”沈剑虹教授表示。
8月31日,通大附院“脑机接口与神经调控研究型病房”正式揭牌启用,该病房重点聚焦意识障碍、运动障碍、神经退行性疾病三大方向,整合无创和植入式脑机接口、DBS神经调控、SCS(脊髓电刺激)神经调控、VNS(迷走神经电刺激)等前沿技术,打造一体化的脑机接口技术平台,推动多种疑难重症患者的功能恢复和生活质量提高,标志着通大附院神经疾病治疗在全省率先迈入“脑机融合”新阶段。
“脑机接口作为国家战略布局的重要领域,为身陷困境的患者打开了一扇窗,照进了希望的光,让他们拥有改变人生轨迹的可能。通大附院率先参与其中,肩负着推动技术落地、助力其惠及更多患者的责任。”通大附院党委书记、神经外科主任医师施炜教授表示,“技术的生命力在于应用,我们期待将更多突破性技术转化应用到患者身上,让先进技术真正服务患者、造福患者。”
本报记者 李波
本报通讯员 邵勇林 居靖雯