下肢瘫痪近5年的张峰（化名），再次体会到了行走的滋味。去年5月，张峰作为研究参与者接受了“北脑一号”智能脑机系统植入手术。薄如蝉翼的电极薄膜紧贴在硬脑膜外，一元硬币大小的体内机固定在颅骨上，精准采集脑电信号，并无线传输至解码设备。经过数月康复训练，他在脑机接口帮助下不仅实现站立，还能独立迈步行走。目前，接受“北脑一号”植入的患者已增至10位，这得益于今年3月多中心注册临床试验的启动。

“北脑一号”智能脑机系统

更多突破 冲破截瘫的禁锢

“张峰能够自主踢腿了。”消息传回实验室，让北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏感到无比激动。

因车祸瘫痪在床、下肢完全丧失运动能力的张峰在植入“北脑一号”后，给了所有科研人员一个惊喜——对肢体、对大小便的控制力奇迹般实现“从无到有”的部分恢复。经过6个月的脑机康复训练，他的脊髓损伤功能评分从A级跨越到C级，并借助无动力支撑器具和助行器，成功连续迈出了“一小步又一小步”，能够独立行走100米以上。

站得稳了，走得动了，排便不需要辅助了。虽然张峰的下肢运动能力未完全恢复，但他已然冲破了截瘫的禁锢，这是脑机接口领域研究的“一大步”。

另一位四肢瘫痪患者植入“北脑一号”超过1年，同样恢复了部分运动能力。接受植入手术前，他甚至都无法依靠自身的力量坐在椅子上，手部更是不具备抓握功能。术后经过6个月的训练，他竟能在脑机接口不开机的情况下，捏起小玻璃球放到指定位置，还能依靠自己的上肢力量吃到草莓。据悉，临床试验受试者将在年内全部入组。

接受“北脑一号”植入后，患者开展康复训练

■解读

唤醒可修复神经元

“如此惊人的成果，是我们在启动临床研究时没有预料到的。”围绕这些令人惊喜的现象，罗敏敏正带领团队探究背后的科学原理。

“依托脑机接口开展的康复训练，可能会刺激患者机体修复尚未完全‘断联’的神经元，增强连接效率，从而帮助他们重拾对肢体的控制。脑机接口的边界在哪里，它能够怎样重塑神经，我们还需要更多的临床案例加以研究。”罗敏敏说。

原理揭秘

微型主机仅硬币大小

大脑通过神经细胞间电信号的传导，“指挥”人体生理活动。而通过采集大脑活动的电信号，并以极低的时延传输至外部计算设备进行解码，解读出这些电信号的含义，就是脑机接口设备的运行原理。

依托本市“智能脑机系统增强计划”，北京脑所牵头成立北京芯智达神经技术有限公司，推动相关科研成果转化。这两家机构所在的昌平区中关村生命科学园，使命是构筑全球顶尖的“生命谷”，这里汇聚起大量优质的生物医药产业资源，助力智能脑机系统研制。

“北脑一号”所使用的电极、编解码算法等核心技术均为自主研发。通过微纳加工技术制造的柔性电极，能与硬脑膜更好地贴合，大幅降低接触阻抗，显著提高脑电记录的信噪比和空间精度；高集成度微型主机仅相当于一元硬币大小，就能处理大通量、低功耗信号。

■解读

创下信号通量纪录

“‘北脑一号’植入后开机的有效通道数超过98%，这是半侵入式脑机接口在全球范围实现无线全植入人脑的最高信号通量。”罗敏敏介绍，“北脑一号”通过新一代无线短距通信技术，电极与体内机采集、处理的信号可以传输至体外机，再借助高实时性、高准确性、多场景编解码算法，输出高精度、低延迟的控制指令，可完成脑控计算机、智能终端等操作。这套系统，融合了生物医药、电子学、人工智能等多种高精尖产业和未来产业技术，产业链涉及环节很多。“未来走向产业化，必然需要集合产业链上下游大量企业的力量。”在生命科学园，一条服务于“北脑一号”以及侵入式智能脑机系统“北脑二号”的更大规模生产线正在建设，将服务于相关产品的产业化进程。

全新未来 帮助患者回归社会

截至目前，“北脑一号”已完成10例人体植入，最长植入时间超过一年，累计人体安全工作时长4.5万小时。植入人体后的“北脑一号”系统性能长期保持稳定，帮助肢体瘫痪患者重建运动功能、失语患者实现常用近百词的中文解码输出。

在罗敏敏看来，脑机接口技术发展的关键在于服务患者，特别是重症患者，改善他们的生活体验，帮助他们回归社会。而在当前发展阶段，脑机接口植入手术只是个开始，后续还需要经历长期的康复训练过程。“大家还是要理性看待，绝不是植入脑机接口之后，瘫痪的患者就能立刻健步如飞了。”罗敏敏笑道，患者的康复过程，仍需要各方面力量的参与，“我们非常感谢合作医院和每一位入组的患者，他们对脑机接口技术的发展帮助巨大。”

“北脑一号”入组的患者，在康复训练上大多不遗余力。“有的患者每天要学习、训练数小时，上午学光标控制、下午做康复，甚至拒绝我们的技术人员帮他关机休息。”罗敏敏说，目前的多例人体试验证明，患者的动机和学习能力，对脑机接口术后的康复进程会存在一定影响。

■解读

信息加密机制待完善

“需要强调的是，‘北脑一号’聚焦医疗康复而非认知增强，专注帮助患者实现运动功能替代和康复，以及言语功能和交流能力重建，这些功能都符合当前的科研伦理框架。”罗敏敏表示，脑机接口技术正在推开一扇通往功能重建与生命尊严的全新大门，但在此过程中，还需要提升相关的监管水平。目前，北京芯智达公司对已采集的患者数据进行了高标准的严格保护，保证隐私数据的安全性。未来随着技术发展，罗敏敏也建议有关机构建立神经数据安全标准，特别是无线传输过程中的信息加密机制。

来源：北京晚报

记者：刘苏雅