產業一線·跨年行 | 意念操控成真！腦機接口如何加速中風患者康復？

　　中新經緯2月11日電 (熊思怡)不用說話，也不用做動作，只需要想象騎行，機器人就會帶著你動起來——這不是科幻電影中的場面，而是超10萬患者體驗過的康復訓練。

　　近日，中新經緯走進西安臻泰智能科技有限公司(下稱：臻泰智能)，實地體驗了腦機接口技術在醫療康復領域的應用。

　　“意念控制”走進現實

　　“帶上頭環，腳放在踏板上不要用力，想象你在騎行。”2月7日上午，中新經緯來到西安國家數字出版基地，在臻泰智能創始人、CEO王浩沖的指導下，用意念控制康復設備完成了一次特殊的騎行：僅憑想象，腳下的設備就帶著我動了起來。

　　整個騎行過程中，康復設備會根據大腦的參與程度控制騎行速度。中新經緯體驗中發現，當注意力高度集中，設備就會帶著腳加速騎行；一旦分心，設備就會慢下來甚至停止。

　　臻泰智能腦機接口上下肢康復訓練系統。中新經緯張嘉怡攝

　　神奇的“意念控制”背后，是近期爆火的腦機接口技術。

　　“腦機接口(Brain-Computer Interface,BCl)是建立在大腦和外部設備之間的交互通道，它不依賴肢體或者神經肌肉，直接在大腦和外部設備之間建立通信。”王浩沖這樣說道。

　　據科技部《腦機接口研究倫理指引》，腦機接口通過記錄裝置采集顱內或腦外的大腦神經活動，通過機器學習模型等對神經活動進行解碼，解析出神經活動中蘊含的主觀意圖等信息，基于這些信息輸出相應的指令，操控外部裝置實現與人類主觀意愿一致的行為，并接收來自外部設備的反饋信號，構成一個交互式的閉環系統。

　　根據腦信號采集時電極植入大腦的位置，腦機接口主要分為三類：非侵入式、半侵入式和侵入式。相比于非侵入式的類型，侵入式由于可以直接放置在神經元附近，因而具有可獲取豐富的數據流和可實現特異性刺激的優勢。盡管如此，出于對安全問題的擔憂和考慮，將侵入式應用于臨床還存在著極大的挑戰。

　　包括臻泰智能在內，我國腦機企業目前大多選擇非侵入式采集技術路線。如今臻泰智能腦機接口技術突破了三大核心技術壁壘，包括柔性低阻抗電極材料、高增益多級放大電路、多模態自適應算法，可實現腦機交互系統響應時間1s以內，準確率90%以上，個體適應性大于90%。

　　“正常的神經肌肉反射傳導大概是0.3秒，盡管在一些實驗室場景可以做到0.5秒，但在實際產品應用場景，1s以內已經是比較頂尖的技術。”談及此處，王浩沖難掩自豪。

　　他分析稱，從腦機交互技術本身來看，進一步提升系統交互效率對突破使用瓶頸，拓展教育、娛樂等應用場景具有重要意義，理論上越接近人體神經反射傳導效率的腦機交互系統更具有通用性。

　　治療時間縮短近三分之一

　　腦機接口的研究自二十世紀70年代開始，近年來，隨著人工智能、神經生物學原理發展以及外部技術爆炸式的突飛猛進，腦機接口技術逐漸從實驗室走向市場。

　　漢鼎智庫報告顯示，醫療健康是目前腦機接口最大的市場應用領域，也是最主要且最接近商業化的領域。臻泰智能，正是這條賽道上的一員。

　　2018年8月，當時還在西安交通大學醫工交叉研究所攻讀碩士學位的王浩沖創立了臻泰智能。他透露，讀研期間所在的實驗室參與到了國家863計劃主題項目“智能仿生機器人技術研究與開發”，重點研究腦控智能康復機器人。

　　“2017年10月，我們去西京醫院康復科做腦機接口康復機器人的臨床試驗，當時在康復科有位20歲左右的脊髓損傷患者，還有很多高位截癱、腦損傷造成的認知、運動功能障礙患者，他們的康復需求很迫切，但在以人工輔助、針灸理療為主的被動方式治療下，整體康復周期需要半年至一年以上，康復效率較低，治療效果不佳。”在頻繁接觸患者的過程中，王浩沖萌生了創業的念頭，通過企業實現規模化生產，讓腦機接口技術服務更多人。

　　經過近七年探索，臻泰智能已研發了可穿戴式腦電采集分析系統、通用腦機接口智能康復機器人等多款產品，面向腦卒中(俗稱“中風”)、脊髓損傷、老年癡呆等多種疾病康復治療應用。

　　2024年8月，臻泰智能獲工信部、國家藥監局評選為人工智能醫療器械創新任務揭榜優勝單位。中新經緯熊思怡攝

　　“腦損傷患者的手部肌肉是正常的，肢體運動的神經通路也是正常的，核心是康復他的大腦控制神經。”王浩沖告訴中新經緯，背后的原理是神經可塑性——腦神經會不斷地再生和重塑，通過訓練刺激旁路神經細胞再生，把神經通路重新連接起來，就能恢復對下肢或者手部的控制能力。

　　王浩沖解釋稱，腦機接口康復訓練系統把被動訓練變成主動訓練，讓大腦融入康復訓練。從神經康復環路的機制上來講，傳統康復訓練只動肢體，是從肢體運動神經到腦的單向刺激，加上大腦信號的反饋后，就變成了中樞到外周再到中樞的雙向閉環訓練，康復效果會更好。

　　據他介紹，在兩周的臨床對照試驗中，相較于接受傳統被動康復訓練的患者，接受腦機接口下肢康復訓練的患者在認知、運動、平衡、肌張力等指標上都提升了20%-30%。綜合來看，相較傳統訓練能縮短近三分之一的治療時間。

　　落地方面，臻泰智能在成人運動康復領域已獲批兩張醫療器械注冊證，產品成功進入200多家醫院，服務患者超過10萬人次。目前，這一治療項目已被部分地區劃入醫保范疇，如山東已獲批“腦機交互康復訓練”醫保目錄，腦機接口肢體康復訓練單次120元，醫保能報銷大部分，對患者的負擔來說也比較小。

　　對于腦機接口在醫療領域的發展前景，王浩沖滿懷憧憬和期望。“從行業角度，腦機接口技術目前處于初步應用階段，在腦卒中、脊髓損傷、老年癡呆等認知運動功能障礙患者康復治療方面已表現出顯著的效果，未來在抑郁、焦慮、睡眠以及兒童腦癱、自閉、多動等多種疾病治療干預方面將會表現出良好的應用前景。”

　　從醫療向更多領域拓展

　　近年來，國內腦機接口技術的發展受到了政策的大力支持。

　　國家層面，2021年3月，十三屆全國人大四次會議通過《“十四五”規劃綱要》，明確腦科學等為前沿領域的戰略重要地位；2024年1月，七部門出臺《關于推動未來產業創新發展的實施意見》，將腦機接口列為未來產業十大創新標志性產品。

　　地方層面，北京、上海等多地科技部門密集出臺腦機接口發展行動方案，針對監管政策、臨床試驗、產業鏈等加緊布局，旨在加速技術創新與產業發展。

　　北京社科院副研究員王鵬對媒體表示，政策開始向腦機接口偏移是一個積極的信號，預示著行業正在逐步走向成熟，并可能進入爆發的前夜。政府政策的支持和引導對于新興技術的發展至關重要，它可以為行業提供必要的資金、資源和市場準入機會，加速技術的研發和應用。

　　在政策的催化下，腦機接口技術從醫療向更多領域拓展。浙商證券稱，隨著BCI(腦機接口)技術的進步，腦機接口逐漸擴散至心理健康、智能家居、虛擬現實、游戲、軍事等領域。目前，BCI約有43%屬于非醫療用途。

　　圖源：《浙商證券腦機接口報告：腦機接口，機器人中的人機交換》

　　受益于此，國內腦機接口市場規模不斷擴大。根據麥肯錫的預測，我國腦機接口市場預計將在2040年超過1200億元人民幣，年復合增長率可達26%。

　　雖然前景廣闊，但腦機接口技術仍面臨著電極、芯片、算法方面的技術挑戰。王浩沖坦言，植入式和非植入式腦機接口電極性能都需進一步提升，芯片需進一步低功耗集成，算法方面需要在腦機接口數據集以及通用性方面進一步研究。

　　“產業的需求和我們能供給的人才數量形成了明顯的矛盾。”中國生物醫學工程學會副理事長、天津大學副校長明東曾在第二屆腦機接口大會暨腦機接口產業聯盟第四次全會上呼吁，必須加大人才供給，特別是自主培養的人才。

　　據悉，天津大學2024年新設立了腦機接口專業方向，但明東認為“遠遠不夠”：“目前只到研究生階段的人才培養還滿足不了發展的需要，我們更希望延展到前端，同時實施創新的人才培養體系。”(中新經緯APP)

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