清華大學(xué)取得無(wú)線腦機(jī)接口技術(shù)突破
http://www.wandqa.cn2024年02月18日 09:20教育裝備網(wǎng)
腦機(jī)接口通過(guò)記錄和解讀大腦信號(hào),實(shí)現(xiàn)大腦和計(jì)算機(jī)之間直接通信。一方面可以幫助漸凍癥、脊髓損傷、癲癇等腦疾病患者康復(fù);另一方面有望實(shí)現(xiàn)腦機(jī)融合智能,直接拓展人腦信息處理能力。
2023年10月24日,清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授洪波帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)的無(wú)線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口NEO(Neural Electronic Opportunity),在宣武醫(yī)院成功進(jìn)行首例臨床植入試驗(yàn)。
2024年1月29日,聯(lián)合團(tuán)隊(duì)召開(kāi)臨床試驗(yàn)階段總結(jié)會(huì),宣布首例患者腦機(jī)接口康復(fù)取得突破性進(jìn)展。洪波介紹,將兩枚硬幣大小的腦機(jī)接口處理器植入高位截癱患者顱骨中,成功采集感覺(jué)運(yùn)動(dòng)腦區(qū)神經(jīng)信號(hào)。首例患者是因車禍引起的頸椎處脊髓完全性損傷(ASIA評(píng)分A級(jí)),處于四肢癱瘓狀態(tài)已經(jīng)14年。該系統(tǒng)采用無(wú)線微創(chuàng)設(shè)計(jì),體內(nèi)機(jī)埋在顱骨內(nèi),電極覆蓋在硬膜外(硬膜位于顱骨和大腦皮層之間,起到保護(hù)神經(jīng)組織作用),不損傷大腦細(xì)胞,手術(shù)后10天患者出院回家。
居家使用時(shí),體外機(jī)隔著頭皮給體內(nèi)機(jī)供電,并接收腦內(nèi)的神經(jīng)信號(hào),傳送到電腦或者手機(jī)上,借助解碼算法實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口通信。系統(tǒng)采用了近場(chǎng)無(wú)線供電和通信技術(shù),植入顱骨的體內(nèi)機(jī)無(wú)需電池,患者可以終生使用。
經(jīng)過(guò)3個(gè)月的居家腦機(jī)接口康復(fù)訓(xùn)練,患者可以通過(guò)腦電活動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手套,實(shí)現(xiàn)自主喝水等腦控功能,抓握解碼準(zhǔn)確率超過(guò)90%;患者脊髓損傷的ASIA臨床評(píng)分和感覺(jué)誘發(fā)電位響應(yīng)均有顯著改善。
“與馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的企業(yè)Neuralink腦機(jī)接口不同,無(wú)線微創(chuàng)植入腦機(jī)接口NEO把電極放在大腦硬膜外,通過(guò)長(zhǎng)期動(dòng)物試驗(yàn)研制,不會(huì)破壞神經(jīng)組織;采用了近場(chǎng)無(wú)線供電和傳輸信號(hào),體內(nèi)無(wú)需電池。”洪波說(shuō)。
此次臨床應(yīng)用的NEO系統(tǒng)軟硬件由洪波教授團(tuán)隊(duì)與博睿康科技合作開(kāi)發(fā),臨床合作單位包括宣武醫(yī)院、天壇醫(yī)院。第二例脊髓損傷患者植入已于2023年12月19日在天壇醫(yī)院成功進(jìn)行,賈旺教授團(tuán)隊(duì)主持手術(shù),信號(hào)接收正常,患者居家康復(fù)訓(xùn)練中。
據(jù)悉,清華醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開(kāi)展腦機(jī)接口原理、算法和臨床轉(zhuǎn)化研究。2015年高小榕、高上凱教授團(tuán)隊(duì)在頭皮腦電穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位腦機(jī)接口中,達(dá)到319比特/分鐘的信息傳輸率;2021年洪波教授團(tuán)隊(duì)在無(wú)線微創(chuàng)腦機(jī)接口臨床前研究中,每個(gè)電極等效信息傳輸率達(dá)到20比特/分鐘,均超過(guò)當(dāng)時(shí)國(guó)際同類腦機(jī)接口最高水平。
責(zé)任編輯:董曉娟
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