內地傳媒報道,上海進行首例侵入式腦機接口前瞻性臨床實驗,成為繼馬斯克的Neuralink之後,全球第2家進入臨床階段的侵入式腦機接口公司。受試者是在一次高壓電擊事故中失去四肢,他在植入儀器後,可以憑意念玩「馬里奧賽車」的電子遊戲,令賽車靈活移動,極速飛馳。

報道指,受試者是在3月25日,在復旦大學附屬華山醫院接受手術,植入由上海階梯醫療科技有限公司開發的腦機接口產品,通過微創手術,將兩條只有頭髮絲百分之一粗細的柔性電極,埋入大腦,連接在一塊鑲嵌在顱骨上只有一枚硬幣大小的植入體。

通過植入體採集到的大腦信號,能夠以無線的方式傳輸給外部設備,並轉換成電腦能夠理解的操作意圖。報道指,經過1個多月的訓練,受試者已經能通過意念操作電腦,玩賽車和下棋等遊戲。

植入體較Neuralink薄一半 腦細胞不會感到有異物

階梯醫療創始人、中國科學院腦智卓越中心研究員趙鄭拓表示,與同樣採用侵入式方案的Neuralink公司相比,階梯醫療的植入體會薄一半左右,因此毋須貫穿顱骨,只需要在大腦運動皮層上方的顱骨上,造出一塊5毫米左右的凹槽用來鑲嵌設備,再在凹槽中打一個小孔,將電極尖端植入腦組織,深度在5至8毫米左右。

另一位階梯醫療創始人、中國科學院腦智卓越中心研究員李雪指,他們使用的電極是目前全球最小尺寸的神經電極,切面面積只是Neuralink所使用電極的1/5到1/7。這些電極非常纖細,在空中可以飄起來,彎曲時候產生的作用力與細胞之間的作用力差不多,可以令腦細胞幾乎"意識"不到旁邊有異物。

報道指,整個手術持續約1個多小時。受試者在醫院等待傷口恢復並進行簡單訓練,於一周之後回到家中。趙鄭拓說,到目前為止,受試者在術後並未出現不良反應。受試者反映說感覺不到腦機接口的存在,只是未恢復時頭皮傷口處會有一點刺痛的感覺。而鑲嵌在顱骨的設備與顱骨平齊,頭皮縫合之後摸不到突起。設備採用無線的方式充電和傳輸,不需要在頭皮上留下開放式創口,使用時只須戴上有接收器的帽。

克服電極移位問題 訓練時間約3至6個月

趙鄭拓說,試驗中,受試者將首先訓練對電子設備的控制,實現在手機、平板、電腦上操控光標。下一步就是嘗試控制機械臂、輪椅等智能設備,幫助受試者在現實生活中完成抓握等操作。整個訓練時間約在3到6個月。

而按Nerualink的第一位臨床試驗受試者的經驗,在訓練和使用腦機接口1個月左右,出現大規模的電極位移和脫出,比例高達85%,令到採集到的信號大幅減少。李雪說,他們經過長時間觀察,無發現任何移位,信號質量穩定,原因是他們使用的電極是超柔性的,除了尖端部分進入腦組織之外,還有很多冗余的部分在顱骨和腦組織之間形成彎折,可以對抗移位。另外,由於手術是微創,不會有太多空氣進入腦部,減小了導致腦組織移動的氣囊效應。

趙鄭拓說,試驗按照法規要求,在藥監系統的指導下開展,可以加快後續正式註冊的進度。明年初會開啟大規模的多中心註冊臨床試驗,預計將招募30到40名受試者。2028年左右產品有望進入市場。

全球方面,由2004年開始,已有超過70名受試者接受侵入式腦機接口植入手術。而中國的腦機接口試驗數量、技術專利和研究成果躍升至世界前列。而階梯醫療預計明年初推出下一代產品,能夠滿足更複雜的物理終端設備控制需求,同時還將開發語言解碼功能。