人民網(wǎng)北京3月4日電 （記者孫競）據(jù)復(fù)旦大學(xué)消息，3日晚上8點，全球首批第4例通過腦脊接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術(shù)在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院成功實施?！白尠c瘓者再次站立和行走”成為可能。
人的脊髓一旦損傷，大腦和脊髓神經(jīng)元之間的聯(lián)系就會被動中斷，造成機體的部分感覺喪失，甚至全身癱瘓。復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院加福民團隊全球首創(chuàng)“三合一”腦脊接口技術(shù)——通過微創(chuàng)手術(shù)在腦與脊髓間搭建“神經(jīng)橋”，采集、解碼腦電信號，給特定神經(jīng)根進行時空電刺激，讓癱瘓者再次掌控自己的肢體。
在微創(chuàng)手術(shù)中，通過2個直徑1毫米左右的電極芯片植入到運動腦區(qū)，腦部、脊髓的手術(shù)可以在4小時左右一次完成。術(shù)后24小時，在人工智能輔助下，患者即可恢復(fù)腿部運動。
術(shù)后第14天，患者依靠自身運動意圖行走。復(fù)旦大學(xué)供圖
目前，可用于植入人體的成熟電極通道數(shù)比較少，信息量受限的情況下，如何實現(xiàn)對人體運動解碼的實時性、準(zhǔn)確性，是團隊面臨的最大挑戰(zhàn)。“如果患者想抬腿，但算法沒有解碼出來，或者只是晚了幾秒，患者可能就會摔跤。”加福民說，團隊花了將近3年時間，才在算法層面實現(xiàn)了對大腦運動意圖實時解碼的突破。
此外，每個人的脊髓生理結(jié)構(gòu)都不一樣，且人體運動非常復(fù)雜，如何精準(zhǔn)刺激脊髓特定神經(jīng)根，是另一個難題。為此，團隊搭建了電刺激參數(shù)-神經(jīng)激活-肌肉骨骼運動仿真計算平臺，根據(jù)仿真人受到電刺激后的仿真計算結(jié)果在電腦上調(diào)整參數(shù)，排除掉大多數(shù)無效刺激參數(shù)，效率大大提升。
腦脊接口項目是復(fù)旦大學(xué)腦機接口領(lǐng)域系列突破性成果之一。學(xué)校建立了神經(jīng)調(diào)控與腦機接口研究中心，打造腦機接口、AI for Science交叉學(xué)科科研合作平臺，構(gòu)建了材料、芯片、人工智能到臨床的全技術(shù)鏈條，正在建設(shè)融合前沿探索、科創(chuàng)轉(zhuǎn)化與企業(yè)孵化為一體的腦機接口創(chuàng)新平臺。復(fù)旦大學(xué)自由探索與交叉融合的科研文化正在孕育腦脊接口、人工視網(wǎng)膜、高時空分辨超聲成像、人腦言語解碼等一系列顛覆性技術(shù)的突破。
如今，在患者康復(fù)訓(xùn)練現(xiàn)場，紅外動捕攝像頭用于實時記錄患者步態(tài)。團隊每天記錄下患者的腦電、肌電和步態(tài)等康復(fù)數(shù)據(jù)，用于進一步優(yōu)化仿真模型，“相當(dāng)于把人給數(shù)字化，精準(zhǔn)控制病人的運動意圖和肢體動作。”加福民說。隨著模型不斷優(yōu)化，病人逐漸適應(yīng)模型，就會越走越好。
據(jù)了解，今年1月至2月，該團隊已聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院成功完成全球首批3例臨床概念驗證手術(shù)，嚴(yán)重脊髓損傷患者在兩周內(nèi)實現(xiàn)自主控腿、邁步行走。
“這幾位截癱患者治療效果符合甚至超出我們的預(yù)期，初步證明新一代腦脊接口方案的可行性。2家醫(yī)院、4例手術(shù)的完成，也證明腦脊接口技術(shù)可復(fù)制可推廣。這不僅是技術(shù)的勝利，更是癱瘓患者重獲新生的開始?！奔痈Ｃ癖硎荆乱徊綄⒊掷m(xù)優(yōu)化、迭代該技術(shù)，讓更多脊椎損傷患者重獲行走能力，造福全球上千萬患者及其家庭。
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
晉公網(wǎng)安備 14090202000008號 
