中國(guó)學(xué)者腦脊接口研究獲突破：脊髓損傷者步態(tài)將更自然流暢
陳靜
只需在腦部和脊髓植入電極芯片，在大腦與脊髓搭建一條“神經(jīng)旁路”，癱瘓患者就有可能重新自主控制肌肉，恢復(fù)下肢站立及行走功能。
記者5日獲悉，復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院青年教師加福民團(tuán)隊(duì)研發(fā)新一代用于脊髓損傷患者的植入式腦脊接口設(shè)備，為脊髓損傷患者帶來(lái)重新站立行走的希望。相關(guān)項(xiàng)目“植入式腦脊接口關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研制”，在約1400個(gè)參賽項(xiàng)目中脫穎而出，獲2024年全國(guó)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎(jiǎng)，預(yù)計(jì)年底開展首例臨床試驗(yàn)。
如何使脊髓損傷致癱患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力，一直以來(lái)是醫(yī)學(xué)界重大難題。由于神經(jīng)損傷的不可逆性，目前針對(duì)脊髓損傷患者的治療手段效果有限。2023年，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院 Grégoire Courtine博士團(tuán)隊(duì)初步驗(yàn)證腦脊接口實(shí)現(xiàn)脊髓損傷患者功能恢復(fù)的可能，但在腦電運(yùn)動(dòng)解碼、脊髓神經(jīng)根個(gè)體化重建、系統(tǒng)集成與臨床應(yīng)用等方面還存在許多不足。
針對(duì)這些不足，加福民團(tuán)隊(duì)采用紅外動(dòng)捕、肌電、慣性傳感器、足底壓力墊等多模態(tài)技術(shù)，構(gòu)建健康步態(tài)以及多種異常步態(tài)數(shù)據(jù)集，建立算法模型，實(shí)現(xiàn)跨人群、跨模態(tài)、跨類型的連續(xù)步態(tài)軌跡高性能追蹤，為腦脊接口技術(shù)奠定基礎(chǔ)。加福民團(tuán)隊(duì)提出“三合一”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：將三臺(tái)設(shè)備集成為一臺(tái)顱骨植入式微型設(shè)備，減小患者術(shù)后創(chuàng)口的同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)采集與刺激一體化，對(duì)患者自主運(yùn)動(dòng)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)控。
這個(gè)方案可將解碼過(guò)程由體外轉(zhuǎn)入體內(nèi)，提高腦電信號(hào)采集穩(wěn)定性和效率，最終實(shí)現(xiàn)百毫秒級(jí)別的解碼速度和刺激指令輸出——正常人的反應(yīng)時(shí)間為二百毫秒左右，這意味在未來(lái)，脊髓損傷患者的行走步態(tài)將更加自然流暢。
下一階段，加福民計(jì)劃完成植入式腦脊接口關(guān)鍵技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化。加福民表示，希望通過(guò)研發(fā)三類有源植入式創(chuàng)新醫(yī)療器械，建立智能腦脊接口自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，讓全球更多脊髓損傷患者獲益。
