全球首例植入式硬膜外电极脑机接口辅助治疗颈髓损伤

不久前，首都医科大学宣武医院赵国光教授团队与清​​华大学医学院洪波教授团队联合宣布，全球首个植入式硬膜外电极脑机接口在脑卒中患者行为能力方面取得突破颈脊髓损伤引起的四肢瘫痪。 性进展后，患者通过硬膜外芯片植入大脑实现了对饮水的独立大脑控制。

去年5月，全球首例非人灵长类介入脑机接口试验在北京取得成功。 该实验在猴子大脑中实现了介入式脑机接口脑控机械臂，对于推动脑科学领域的研究具有重要意义，标志着我国脑机接口技术成为世界领先者之一。

脑机接口技术并不是一项新技术。 1973年，美国加州大学 Vidal发表的文章中首次提出“脑机接口（BCI）”的概念。 距今已经有50多年的历史了。 医疗健康领域是脑机接口技术最大的应用市场之一，因为脑机接口技术打开了一条非常规的大脑信息输出通道，帮助中风、ALS等运动功能障碍患者与外部设备进行交互，从而提高生活质量。

未来，脑机接口技术还可以用于获取和分析大脑功能区域的信息，这将有助于神经精神疾病的诊断、筛查、监测、治疗和康复……

1、大脑与机器连接，记录、解码、控制、反馈

脑机接口是指人或动物与外部设备之间建立的直接连接路径。 它不依赖于大脑的正常输出路径，即我们的周围神经系统和肌肉组织。 它是大脑与计算机之间的一种全新的通讯方式。 和控制技术。 据中国科学院院士、首都医科大学附属北京天坛医院神经外科主任医师赵继宗介绍，脑机接口最早可以追溯到1924年，当时德国精神病学家汉斯·伯格发现人脑电。 当前脑机接口的基础。 1969年，德裔美国神经科学家艾伯哈德·菲茨（ Fitz）用猴子进行了脑机接口动物实验。 此后，科学家尝试通过解码脑电信号来精确控制外部设备，脑机接口进入科学论证阶段。

基本上所有的脑机接口系统都包括四个阶段：记录、解码、控制和反馈。

“记录”是脑机接口的第一阶段。

“要理解脑机接口的原理，我们首先要明确，人类的一切思维、行为、意识最终都是大脑中神经细胞的电活动。我们试图记录单个神经细胞动作的放电特征电位，或者收集多个脑区的群体神经细胞的活动特征，可以用来了解不同脑区在不同思想或行为下的电活动。” 北京脑科学与类脑研究所联合所长罗敏敏表示，任何能够反映大脑神经细胞活动的方法都可以纳入这第一阶段的记录。

“脑机接口的第二阶段是解码。它是根据你记录的神经细胞的电活动来尝试理解这些活动对应的是什么。例如，通过记录的电信号，你可以推断出是否人的手想要向前移动，移动或者向后移动。” 罗敏敏说道。

当解码成功后，进入第三阶段——控制。

“比如控制机械手的过程就是记录思维变化引起的神经细胞的电活动，解码后将信息传输给机械手并控制其运动。” 罗敏敏告诉记者，第四阶段是反馈，包括人们看到机械臂的时候。 运动的视觉反馈、在不压碎杯子的情况下使用的力度的触觉反馈等。