当前位置：首页>焦点 > 正文

中科院院士赵继宗：脑机接口未来将造福教育、医疗

2023-06-02 20:23:58来源：中国经济周刊

“脑机接口将来要造福教育、医疗。”中国科学院院士、世界神经外科联盟执委赵继宗如是表示。

5月29日，在2023中关村论坛期间举办的“脑机接口创新发展论坛”平行论坛上，赵继宗院士发表了题为《脑机接口医疗应用发展趋势》的主旨演讲，介绍脑机接口医疗应用发展趋势。

什么是脑机接口？根据定义，脑机接口（brain-computerinterface.BCl）是在人或动物脑与外部设备创建的连接通路，不依赖于脑的正常输出通路的脑——机的一种全新通讯和控制技术。

(资料图片)

“简单理解就是，人或者是动物与外部联系，过去是通过神经网络联系，现在是想通过机器联系，这么一个过程。” 赵继宗说。

赵继宗指出，进入21世纪，脑机接口技术飞速发展，应用领域也在逐渐扩大。他举例称，2012年巴西世界杯，一个完全截瘫的病人，凭借脑机接口和机械外骨骼开出了一球。2019年，清华高小榕教授协助渐冻人实现了通过意念打字。2020年，国内有团队通过植入式脑机接口技术，运用大脑运动皮层信号控制器，帮助一位因车祸高位截瘫的患者实现用意念喝水等等。

日前，埃隆·马斯克旗下的脑机接口（BCI）公司（Neuralink）宣布，获美国FDA批准将启动临床试验。“它当时的突破在于，在28（平方）微米的脑部，植入了96根直径4-6微米的线。”赵继宗介绍说。

值得一提的是，2021年，我国启动了中国脑科学计划。该计划以“一体两翼”为结构，即以研究脑认知的神经原理为基础，用以研发重大脑疾病的治疗方法和推动新一代人工智能的发展。赵继宗表示，“这‘两翼’都与脑机接口有关。”

赵继宗介绍了“脑机接口”相关技术在临床医学的研究情况，包括脑出血意识障碍早期促醒闭环脊髓电刺激系统；脑机接口系统评估意识障碍；基于脑机接口的神经调控；隐蔽汉语言通讯脑机接口系统等。

例如，对有意识障碍的患者，通过脑机接口技术可判断患者是否有清醒的可能。“意识障碍，说得通俗点就是植物人。什么样的植物人能醒，什么样的植物人醒不了，这是我们需要判断的。” 赵继宗直言，过去是依靠神经外科和神经内科“拿锤子敲一敲，叫一叫”。而如今在临床上，通过脑机接口技术来判断这个病人能不能醒，术后通过电极刺激病人苏醒。

例如，对脊髓损伤导致瘫痪的患者，应用脑机接口技术，在损伤节段植入电刺激器，可以通过电刺激器发出的信号促进患者行走等。赵继宗说，但这是刺激器发出的电信号，还需探索能否真正做到脑脊髓接口，也就是利用脑机接口，“通过意念使得患者实现想走就行，走得快还是走的慢。”

例如，基于脑机接口的神经调控在帕金森氏病合并帕金森痴呆的相关探索。DBS（脑深部电刺激术）是目前治疗帕金森的常用手段，也是脑机接口技术的一种。“DBS实际上就是一个植入的脑机接口，通过放电控制病人的抖动。”赵继宗说，能否利用该技术治疗合并帕金森痴呆，目前正在开展这方面的研究。

赵继宗指出，未来脑机接口技术发展有几大方向：一是高性能脑机接口。目前脑机接口的通信速率仍较低，在大脑与机器之间建立高效的信息交流通道，是实现高性能脑机接口的关键。二是双向脑机接口。“从脑到机”（将脑信号转换成意图运动指令)与“从机到脑”(将与外部环境交互的设备捕获的感觉信息传递至大脑)。三是信息安全。实现脑机接口应用的过程中，对脑活动数据进行有效安全的管理并制定相关标准规范。

不过，脑机接口临床应用仍然面临不小的问题与挑战。

“包括大脑非常复杂、植入式电极有手术风险，隐私问题、伦理问题等等。”赵继宗指出，其一，大脑非常复杂。大脑有800~1000亿个神经元，每个神经元约10000个神经元间连接。分析脑机接口采集的数据非常困难：哪些信号有用，哪些信号没用，信号之间如何相互作用知之甚少。其二，植入式电极有手术风险；植入后的电极可能发生免疫反应或感染；电极周围形成神经胶质疤痕组织使神经信号衰减。其三，非侵入方式获取的脑电信号质量较差，容易受到外界干扰。其四、脑机接口安全性。如探测到一些伤害或对社会造成威胁的想法，是否该采取相应措施？其五、如何保护个人隐私等。

赵继宗表示，脑机接口应用还处在临床试验阶段，许多技术和伦理问题尚待解决。随着脑研究深入，未来脑机接口在医疗领域的应用前景广阔。脑机接口的发展需要加强“政、产、学、研、医”的通力合作，以及人才培养，共同推进脑机接口的健康快速发展。

标签：