
南国少年周刊记者 李艺
最近,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合复旦大学附属华山医院,与相关企业合作,成功开展了中国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验。在实验中,失去四肢的受试者,在脑机接口技术的帮助下,能用“意念”控制电脑,从而玩游戏、发短信等。我国也继美国之后,成为全球第二个,在侵入式脑机接口技术上进入临床试验阶段的国家。
1 失去四肢
能用“意念”玩游戏?
该临床试验的受试者,是一位因高压电事故导致四肢截肢的37岁男性。今年3月植入脑机接口设备以来,系统运行稳定。在这次的临床试验中,受试者首先训练对电子设备的控制,仅用2~3周,受试者就能在手机、平板电脑上操控光标,下棋、玩赛车游戏等,达到了跟普通人控制电脑触摸板相近的水平。受试者也可以像正常人一样打字、发短信。
科研人员介绍,下一步,他们将利用3~6个月的时间,让脑机接口设备能控制机械臂、轮椅等智能设备,帮助受试者在现实生活中完成抓握等操作。
2 微创手术
植入体仅硬币大小
侵入式脑机接口技术拥有单神经元级别的记录与刺激精度。我国的这款侵入式脑机接口植入体,尺寸是全球最小的,仅硬币大小。在植入时,只需要在大脑皮层运动区域对应的颅骨上,“打薄”出一块硬币大小的凹槽用以镶嵌设备,再在凹槽中打出穿刺孔,把设备连接的电极植入到大脑皮层里即可。这相当于微创手术,能降低手术期风险,缩短术后康复周期。
手术完成后,植入体与颅骨平齐,头皮缝合之后用手也摸不到突起。设备采用无线的方式充电和传输,不需要在头皮上留下开放式创口,使用的时候戴上有接收器的帽子即可。
3 降低损伤
脑细胞几乎“意识”不到有异物
要减少对大脑组织的伤害,需要把设备的电极做得极细小和柔软。电极仅为头发丝百分之一粗细,但它的结构非常复杂,每一个电极前端都有32个传感器,可以精细捕捉大脑神经细胞的微弱活动。电极还十分柔软,软柔到弯折电极需要用到的力,比蝴蝶拍打翅膀的力还要小得多。
也正是因为这样,电极不会激活身体的免疫反应和排异反应,使得电极在大脑中,可以和大脑组织长期和谐共存。
目前,这款植入式脑机接口设备,可以在50毫秒内完成神经信号的特征提取、运动意图解析并发出控制指令,从而尽量让患者在日常使用过程中有更好的感受。