首都医科大学三博脑科医院：让脑机接口技术惠及更多患者

畅婉洁

2014年6月13日，巴西圣保罗，世界杯揭幕战开球仪式，28岁的截瘫青年朱利亚诺·平托在全球数十亿观众的注视下，借助基于脑机接口技術开发的辅助装置，完成了巴西世界杯的第一次开球。

与普通人踢球无异，平托的这次踢球动作同样由大脑指挥—他想象自己正在踢球，随后大脑发出踢球这一动作的指令信号。这段信号随即传入一台小型计算机装置，由计算机将大脑发出的信号转换成数字指令。300毫秒过后，装置稳定保持着平托身体的平稳，并牵引他无法移动的下肢将球踢出。

瘫痪6年，训练6个月，平托行走的一小步，是脑机接口技术发展的一大步。

作为生物智能与机器智能融合的关键性技术，脑机接口被公认为新质生产力的典型代表。新质生产力是生产力质的跃升，而发展未来产业是形成新质生产力的关键。

2023年9月，工业和信息化部正式对外宣布，要在全国范围内开展关于未来产业创新的工作，主要聚焦4个方向，脑机接口就是其中之一。

如今，脑机接口在医疗、科研方向得到了应用，从渐冻症、脊髓损伤等运动障碍类疾病，到癫痫、疼痛管理等神经调控方向，再到抑郁症、强迫症等精神类疾病，都已经有了进入现实的可能性。

栾国明在手术室做手术。

“作为一项颠覆性技术，脑机接口在医疗领域的应用主要集中在疾病治疗、功能的加强和恢复上。”首都医科大学三博脑科医院功能及癫痫中心主任、世界神经调控学会中国分会主席栾国明说。

应用

脑机接口（Brain Computer Interface，BCI），简言之就是在人脑与外部设备间建立直接连接通路，让大脑与机器实现“对话”。

作为人机交互的特殊形态，脑机接口颠覆了传统的人机交互必须有肌肉组织参加的模式，可以直接从大脑提取信号控制外部设备，替代、恢复、补充或改善大脑的功能。

“广义来说，世界上任何一台计算机，和中枢神经系统界面之间建立一种联系，就可以理解为脑机接口。如果把这个连接通过获取信号又读码、解码再反馈回去，这是真正的脑机接口应用。”栾国明说。

作为一名多年工作在一线的外科医生，栾国明认为，像精神疾病、运动障碍病、癫痫、疼痛等，都可以利用脑机接口的方式治疗，“我们最早是把电极植入大脑的某一个核团，通过给一个高频或低频的刺激，当然不同的病采取的方式不一样，来调节人兴奋和抑制的平衡，达到治疗的作用”。

神经调控与脑机接口均为中国脑计划重要组成部分，也是脑科学发展建设特别是产业转化的关键所在。栾国明介绍，全球罹患脑疾病的患者近3亿，病人脑功能形成不可逆损伤，而目前缺乏有效干预手段。因此，脑功能损伤诊疗是重大的医疗难题及社会公共卫生问题。

我国癫痫患者人数为1000万人左右，其中难治性癫痫约占三分之一。药物难治性癫痫反复发作造成患者脑神经元损害，导致记忆力下降、智能和精神障碍乃至痴呆，严重损害患者的身心健康。

1998年，国内首例用脑机接口—神经调控疗法治疗癫痫，正是栾国明在天坛医院开展的。他率先将迷走神经刺激、脑深部电刺激术等神经调控疗法应用于难治性癫痫，开创性应用脑深部微电极刺激术（DBS）治疗帕金森、抽动秽语综合征、舞蹈症等疾病。

未来

如今，神经调控治疗难治性癫痫已成为三博脑科实现创新突破的关键。

三博脑科医院癫痫中心重点在两方面开展工作：一是基于头皮脑电研究对脑网络、脑连接的分析评估；二是基于腺苷激酶的基因多态性进行分析，寻找预测迷走神经刺激治疗癫痫疗效的预测靶点。在这两种评估技术的研究与应用上，三博脑科在国内均处于领先地位。

目前，三博脑科拥有北京市癫痫临床研究重点实验室，并成立了首都医科大学脑功能与神经调控基础临床联合实验室，以加强医疗研究方面的持续投入。

栾国明说，借助三博脑科丰富的癫痫、颅脑肿瘤、麻醉、疼痛与神经危重症等临床资源，联合首都医科大学脑重大疾病研究中心的分子影像医学研究、低氧适应医学研究、灵长类动物模型研究及互联网智慧大数据研究等研究平台，可以全方位、高纵深覆盖脑功能损伤的机制研究，并基于机制研究结果，精准化、智能化提出脑功能损伤的新型调控治疗方式。

栾国明认为，如今投射在脑机接口这项技术的空前关注度，可以加速人类“更好地了解人脑”。“我们的大脑非常神秘，各个部位拥有1400亿个细胞，网络连接非常复杂。通过脑机接口获得大量大脑的工作信息，数据到达一定量，就能用来了解脑的功能。”

但是，由于脑机接口技术的复杂性和特殊性，以及个体的差异，栾国明认为，这项技术短期内无法产业化。

除了疾病治疗领域，在脑健康管理方面，脑机接口或许可以发挥“神奇”功效。栾国明说，利用脑机接口预测疾病，也是脑科学、脑健康管理非常重要的课题。当一个人处于健康状态时，可以预判其未来3年、5年、10年会发生哪些脑部问题。“比如，通过人们脑电3年变化、影像学变化、功能变化、认知及记忆变化等，进行曲线分析，可以预判他未来5年会怎样、10年后会得什么病，那样，人们就可以提前预防。”

今年全国两会上，全国政协委员、天津大学副校长明东提出做“有用”的脑机接口的建议。他建议以市场为导向驱动脑机接口科技成果应用转化和新质生产力生成。

一项新技术的转化应用，面向的大多是消费者，而如今的脑机接口，主要针对重症患者的需求。或许在不久的将来，它可以作为消费品出现在我们身边。那时，人类的边界将无限拓宽，可以突破身体边界用大脑去探索未知的新世界，脑机接口走进千家万户不是梦。