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猴脑主动脑控机械臂！中国完成首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验

2023-05-06 18:20

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

大数据文摘出品

脑机接口又出新闻了，只不过这次不是马斯克，而是中国。

根据北京日报报道，5月4日，由南开大学教授段峰团队牵头的团队成功在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂，这也是全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验。

据了解，本次试验是在前期介入式脑机接口动物（羊）试验基础上取得的进一步成果，实现了介入式脑电信号从被动采集到主动控制的技术飞跃，突破了血管内脑电信号采集、介入式脑电信号识别等核心技术。

去年，团队在羊身上完成了首例介入式脑机接口动物试验。脑电极植入术由介入机器人辅助完成，宣武医院神经外科马永杰博士在主端操作完成了部分血管造影。试验最终在羊脑血管内完成了传感器植入，并成功采集到了脑电信号。

除了段峰团队外，联合完成本次实验的还有中国人民解放军总医院（301医院）和上海心玮医疗科技股份有限公司。

该话题在知乎上也得到了众多网友的关注，话题浏览量已经超过了730,000。

如何实现介入式脑机接口

参与该项目研发与试验的马永杰博士在采访中透露道，目前脑机接口技术主要通过将脑电信号转换为控制指令，帮助运动功能障碍患者如脑卒中、渐冻症等与外部设备交互，提升生活质量。

实现脑机接口主要有三种方式，包括侵入式脑机接口、非侵入式脑机接口和介入式脑机接口。

其中侵入式脑机接口是以开颅等方式，将电极植入大脑皮层功能区附近。由于直接接触大脑皮层，这种方式获取的脑电信号是准确度最高的，但也由于它采取的是有创的接入方式，因而会对人体造成较大损伤，并可能出现炎性反应、排异反应等。

非侵入式脑机接口通过头皮采集脑电信号，优点是安全，缺点是隔着头皮采集到的信号纯度和信噪比较差，质量不高。

介入式脑机接口是通过微创介入方式，将血管穿刺小口，通过类似心脏支架的微创手术实现脑机连接。创伤较侵入式脑机接口更小，信号质量较非侵入式脑机接口更高。

在总结前人经验的基础上，本次脑机接口实验采取的是介入式脑机接口。介入式脑电传感器通过颈静脉，进入矢状窦，到达猴运动皮层脑区。在术后成功采集并识别到非人灵长类动物介入式脑电信号，实现了动物对机械臂的主动控制。

此次试验的介入手术由解放军总医院第一医学中心神经外科吴东东团队操作完成。

段峰表示，此次在非人灵长类动物脑内开展的介入式脑机接口试验研究成果，促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进，有助于推动医疗企业产业升级，通过医工结合打造高端医疗设备民族品牌，未来在脑疾病医疗康复领域市场前景广阔。

马永杰也说到，脑机接口对不同部位的脑分区进行“脑密码”解析的途径，从而让人们可以更好地解析大脑功能。在未来，一定程度上将人类的思考、意识、记忆存储下来，不是完全没有可能。甚至可以让想象更加“科幻”一点，比如意识的直接显示、通过意识实现驾驶等，都不是没有可能。只不过这需要一个较长的周期。

人类第一次通过脑机接口进行交流可以追溯到1998年

说到脑机接口，不少人第一时间想到的可能是马斯克的Neuralink。

根据此前多家外媒报道，Neuralink的实验主要通过侵入式脑机接口实现，已造成了，引发了不小争议。

网友@卜寒兮指出，去年12月份，有新闻报道“Neuralink开发的无线设备有望在6个内开始人体人脑芯片临床试验”，但至今迟迟没有消息，上个月又有新闻报道该项目“难产”。

同时他也指出，从上个世纪80年代左右到本世纪20年代的脑机接口领域论文数量上看，脑机接口是跟计算机技术的发展步调一致的。

链接：

https://www.zhihu.com/question/599231157/answer/3014372638

网友@手抖毛大夫也评论称，全球首例人类的植入式脑机接口试验其实早在1998年就有人完成了。

1998年，神经学家、神经内科医生Phil Kennedy在一位高位截瘫患者的脑内植入多个丝状电极，并教会了他用意念控制电脑鼠标。Kennedy称该病人是世界上“第一个电子人”，媒体称赞这是人类第一次通过脑机接口进行交流。

不疯魔不成活。

2014年，Kennedy开始在健康人身上进行试验，而试验对象正是他自己，主刀医生Cervantes也只是一家医疗旅游诊所的创始人。

手术的核心过程就是在软脑膜和大脑皮层的间隙中植入数个神经营养电极。虽然手术十分顺利，但术后2天Kennedy就出现了严重的癫痫、震颤和运动性失语症状，疯狂磨牙，手颤抖得拿不住东西，说不出一句完整的话，勉强写出的单词字母的顺序也是错的。

随着后续手术创伤的愈合和Kennedy脑内的神经元逐渐“爬”进了植入神经营养电极，上述并发症状才逐渐好转。但这并没有结束，Kennedy随后花了几个月记录了自己的神经信号，为此在保持正常工作的基础上，还经常在家自言自语或者放飞想象。

不过由于电极、线圈、信号接受器等装置体积过大，头部伤口也一直没有愈合，在植入电极88天后，Kennedy在美国接受手术取出了植入脑内的线圈和信号接受器，但由于其中三个电极已经被脑组织紧紧包裹，最后未能取出，永远留在了Kenndey脑中。同时由于植入和取出手术过程的一些神经损伤，留下了持续性的单侧面瘫。