腦機接口技術是當前全球生命科學前沿的熱門技術。特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)創立的Neuralink公司近期取得的突破推動了腦機接口技術更快地向前發展,該技術在中國的應用同樣備受關注。
上週五,上海交大醫學院附屬瑞金醫院腦機接口及神經調控中心正式宣佈成立,主要針對“難治性抑鬱症”的臨床研究。
今日,第一財經記者在瑞金醫院功能神經外科採訪時瞭解到,瑞金醫院腦機接口技術主要採取在患者體內植入一種“腦起搏器”(DBS)設備,從而改善抑鬱症患者的症狀。這種技術目前正在從前瞻性的研究走向臨床試驗,將推動國產DBS設備加速研發。
上海成立多個腦機接口實驗室
在瑞金醫院之前,今年10月陳天橋雒芊芊研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute,TCCI)的第一個腦科學前沿實驗室,也在大型神經醫學中心上海華山醫院虹橋院區落成投入使用。這顯示了上海積極推動腦機接口從基礎研究走向臨床應用的決心。
瑞金醫院院長、中國工程院院士寧光表示,腦機接口及神經調控中心是瑞金醫院對腦科學項目的整體佈局之一。新成立的國內第一個腦機接口與神經調控中心,將聚焦難治性抑鬱症、強迫症、帕金森病等神經精神疾病的臨床研究和治療,開發相關腦機接口產品,並將聯合更多科技界、產業界的力量,建設我國自主化腦機接口和腦機融合系統平臺。
第一財經記者瞭解到,華山醫院和瑞金醫院的實驗室都以腦機接口為研究方向,但採取的技術路徑有顯著差異,臨床研究的方向也不同。
從技術路徑來看,TCCI與華山醫院以及中科院上海微系統所的合作項目更接近於Neuralink的技術,目前已經實現了在老鼠的顱內植入超薄、超柔、高通量神經信號採集芯片,當小鼠運動、進食時,與神經信號處理接口電路直接相連的電腦將實時反映其腦電信號的變化情況。這項研究有望於明年遞交人體臨床試驗審批,用腦機接口技術對腦癱患者進行治療。
瑞金醫院的腦機接口是通過在人腦中植入一個所謂的“腦起搏器”(腦深部電刺激,DBS)設備,這種技術已在原發型帕金森病等部分神經疾病領域獲得了成熟的應用。DBS電極植入人腦後,通過電極的觸點向腦內靶點發送全向電脈衝進行刺激,從而達到改善患者運動症狀的效果。
近年來,隨著芯片等技術的發展,DBS的性能也得到了提升。在這樣的背景下,瑞金醫院選擇將“難治性抑鬱症”作為腦機接口研究的方向。
“我們選擇了難治性的抑鬱症為研究臨床研究的方向,一方面因為這類疾病的藥物療效十分有限,另一方面是因為國際上已經發表的數據顯示,腦機接口對於這類疾病的治療效果具有很大的潛力。”瑞金醫院一位研究人員告訴第一財經記者。
國產“腦起搏器”研發加速
上述研究人員還表示,DBS技術在工程方面仍然面臨很大的工程方面的瓶頸,最顯而易見的是電池的電量。“現在一些設備仍然需要每天充電,我們正在聯合交大的相關領域專家一起解決。”他告訴第一財經記者。
據介紹,近年來瑞金醫院已經與交大團隊聯合攻關,在神經界面、芯片、電極和神經解碼等腦機接口的關鍵技術研究方面取得一系列研究成果。
瑞金醫院功能神經外科孫伯民主任介紹稱,腦機接口技術,是將人腦與外部設備連接,既可以獲取人腦的信息(輸入),又可以對人腦施加影響(輸出)。“這樣一來,我們就能更好認識人腦,研究神經精神疾病,並且通過腦機接口進行反饋治療。”他表示。
瑞金醫院的研究人員對第一財經記者表示,與Neuralink的技術相比,DBS技術路徑可行性更強,而且已經經過臨床試驗驗證,目前團隊已經在與相關企業合作,擬向招募臨床試驗患者免費提供DBS設備。
第一財經記者瞭解到,DBS設備售價高昂,和心臟起搏器一樣,過去長期為進口廠商壟斷,美敦力、波士頓科學、雅培等外資器械巨頭由於技術成熟、佈局較早,目前仍在市場中佔據著絕對領先的地位。近年來,國內包括品馳、景昱等廠商也在加速發力,憑藉自主研發的創新產品,正在試圖搶佔前景廣闊的DBS治療市場。品馳和景昱背後的投資人分別為賽領資本和啟明創投。
“腦機接口”技術的發展也順應了中國腦計劃的整體規劃。中國腦計劃的倡導者、中國科學院院士蒲慕明前不久對第一財經記者表示,“腦計劃”有望於今年年內啟動。根據中國腦計劃“一體兩翼”的整體規劃,除了基礎研究之外,還需面向人民的生命健康和經濟主戰場,這就涉及到腦疾病診斷和治療以及類腦計算和腦機智能技術。蒲慕明院士也是瑞金醫院腦機接口及神經調控中心指導委員會成員。
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