清华大学脑机接口临床植入试验大突破,商业化应用比Neuralink更具优势

1月30日,清华大学官网发布一则新闻称,清华大学与宣武医院团队成功进行首例无线微创脑机接口临床试验。

作者: 清华大学、央视网 来源: 清华大学、央视网 2024-02-02 10:26:05

北京时间1月30日,马斯克发文宣布,第一位人类患者接受了来自Neuralink公司的植入手术且恢复良好。

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同一日,清华大学官网发布一则新闻称,清华大学与宣武医院团队成功进行首例无线微创脑机接口临床试验。文章显示,经过3个月的居家脑机接口康复训练,脊髓损伤患者可以实现自主喝水等脑控功能。

清华大学文章介绍,2023年10月24日,清华大学医学院洪波教授带领团队设计研发的无线微创植入脑机接口NEO(Neural Electronic Opportunity),在宣武医院成功进行首例临床植入试验。宣武医院赵国光院长、单永治主任团队主持手术规划及植入手术。2024年1月29日,联合团队召开临床试验阶段总结会,宣布首例患者脑机接口康复取得突破性进展。

首例

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无线微创植入脑机接口NEO系统及其体内机

图片设计合成:清华大学医学院洪波

该临床试验将两枚硬币大小的脑机接口处理器植入高位截瘫患者颅骨中,成功采集感觉运动脑区神经信号。

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宣武医院赵国光院长团队进行首例植入手术

图片摄影:清华大学医学院刘定坤

首例患者是一位车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤(ASIA评分A级),处于四肢瘫痪状态已经14年。该系统采用无线微创设计,体内机埋在颅骨内,电极覆盖在硬膜外(硬膜位于颅骨和大脑皮层之间,起到保护神经组织作用),不损伤大脑细胞,手术后10天患者出院回家。

居家使用时,体外机隔着头皮给体内机供电,并接收脑内的神经信号,传送到电脑或者手机上,借助解码算法实现脑机接口通信。系统采用了近场无线供电和通信技术,植入颅骨的体内机无需电池,患者可以终生使用。

经过三个月的居家脑机接口康复训练,患者可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握解码准确率超过90%;患者脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位响应均有显著改善。

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首例患者通过无线微创脑机接口

成功实现脑控抓握

图片摄影:清华大学新闻学院林毓菁

与马斯克领导的Neuralink脑机接口不同,无线微创植入脑机接口NEO把电极放在大脑硬膜外,通过长期动物试验研制,不会破坏神经组织;采用了近场无线供电和传输信号,体内无需电池。

第2例

据了解,第二例脊髓损伤患者植入已于2023年12月19日在天坛医院成功进行,贾旺教授团队主持手术,信号接收正常,患者居家康复训练中。

该项无线微创脑机接口的临床试验分别于2023年4月和5月通过宣武医院、天坛医院伦理审查,并进行了国际和国内植入医疗器械临床试验注册(NCT05920174、沪械临备20230175)。

清华医学生物医学工程学院脑机接口研究团队长期开展脑机接口原理、算法和临床转化研究。2015年高小榕、高上凯教授团队在头皮脑电稳态诱发电位脑机接口中,达到319比特/分钟的信息传输率;2021年洪波教授团队在无线微创脑机接口临床前研究中,每个电极等效信息传输率达到20比特/分钟,均超过当时国际同类脑机接口最高水平。

脑机接口通过记录和解读大脑信号,实现大脑和计算机之间直接通信。一方面可以帮助渐冻症、脊髓损伤、癫痫等脑疾病患者康复;另一方面有望实现脑机融合智能,直接拓展人脑信息处理能力,但是商业化落地环节却不慎乐观。从投资机构的角度来看,半侵入式脑机接口的优势更大。

据央视网报道,医疗行业资深投资人柳丹曾表示,虽然国家大力支持脑科学和脑机接口相关转化研究,脑机接口在全球范围内尚未作为医疗器械获得大规模应用,监管层面对于脑机接口的作为医疗器械的商业化应用仍然保持较为严谨的态度。在监管的严谨要求下,需要注意选择长期安全性可控、植入便利性较好的技术路线和标的,寻找更加安全、临床落地确定性更强的技术方案。

柳丹认为,以Neuralink为代表的全植入式脑机接口技术路径,与真正的临床应用还有较远的距离,面临长期安全性、临床手术接受度等多方面问题,商业化可能至少还需要5—10年;而半侵入式电极是信号质量与落地难度和创伤性折中的结果,将是未来首个临床落地的技术路径。

脑机接口 Neuralink脑机接口

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