中國團隊實現！四肢截癱患者通過大腦硬膜外芯片植入實現自主腦控喝水

作者|章劍鋒

2月1日，首都醫科大學宣武醫院趙國光教授團隊、清華大學醫學院洪波教授團隊召開無線微創腦機接口臨牀試驗階段進展總結會，宣佈全球首例植入式硬膜外電極腦機接口輔助治療頸髓損傷引起的四肢截癱患者行爲能力取得突破性進展。與會的團隊專家並回答了媒體關心的問題。

據瞭解，該起手術由首都醫科大學宣武醫院團隊主刀，將兩枚硬幣大小的腦機接口處理器通過神經外科醫生的操作植入高位截癱患者顱骨中，成功採集感覺運動腦區顱內神經信號。手術後10天患者出院回家。居家使用時，體外機隔着頭皮給體內機供電，並接收腦內的神經信號，傳送到電腦或者手機上，實現腦機接口通信。

經過三個月的居家康復訓練，該患者目前可以通過腦電活動驅動氣動手套，實現自主喝水等腦控功能，抓握準確率超過90%。患者脊髓損傷的ASIA臨牀評分和感覺誘發電位測量均有改善。

與馬斯克腦機接口公司Neuralink首款名爲“心靈感應”（Telepathy）產品的技術不同，宣武-清華團隊在無線微創方面實現了兩大突破，一方面通過植入腦機接口NEO，將內機埋在顱骨內，電極覆蓋在硬膜外，在保證顱內信號質量的同時，不破壞神經組織；另一方面它採用了近場無線供電和傳輸信號，植入顱骨的體內機無需電池。該項無線微創腦機接口的臨牀試驗分別於2023年4月通過宣武醫院審查，10月開展了首例手術，並進行了國際和國內植入醫療器械臨牀試驗註冊（NCT05920174、滬械臨備20230175）。

植入的電極設備沒有侵入破壞腦體，宣武醫院院長趙國光說，“我們通過手術經驗、手術路徑和現有的認知，儘可能規避掉給患者帶來的感染風險。”

本站新聞等多家媒體現場參加了該次會議，首都醫科大學北京宣武醫院院長趙國光、國家神經疾病醫學中心常務副主任唐毅、首都醫科大學宣武醫院神經外科功能中心行政副主任單永治、國家神經疾病醫學中心科研轉化部副主任魏鵬虎等專家出席。以下擇要摘發現場的互動內容：

本站新聞：這次的腦機接口手術是把電極植入患者的顱骨上，而不是直接放進大腦裡，是什麼考慮？

趙國光：人的大腦最表層是頭皮，頭皮下面一層就是顱骨，顱骨的下面就是硬腦膜，腦膜下面包裹着的就是整個大腦的腦實質。

我們這次並沒有把電極植入到腦實質裡，而是放在包裹大腦的硬膜外面，能夠滿足對腦電信號記錄的敏感性，又不對腦組織造成損傷，還可以長期放置。

國際上植入到大腦中的和我們放在大腦硬膜外面的腦機接口都屬於侵入式腦機接口，比放在頭皮表面的腦機接口，能更加精準採集到腦電信號，尤其是大腦深部的腦電信號，無論是波幅、帶寬，還是頻率。我們考慮到的這個電極是要長期放在腦子裡的，有可能引起免疫反應、炎症反應，就跟你手上扎一個刺，它一定會出現炎症腫脹，終究有一天它要排出來（異物排斥），這也是科學界在這方面一直以來的考量重點。

無線微創植入腦機接口NEO系統及其體內機/宣武醫院供圖

本站新聞：和外戴的腦機接口不同，侵入式的腦機接口安全性的問題大家都很關注，你們這個手術的安全性如何確保？

趙國光：腦機接口手術，在設計上就要規避各種併發症，如果腦積液漏了，腦中的電極裝置長期泡在液體裡，發生感染的機率就非常大，我們這次的手術沒有突破硬腦膜，裝置是放在硬腦膜外面，腦膜底下包裹着的重要腦組織相當於一個水囊，我們沒有讓這個水囊破了，整個囊壁保持非常完好。一個東西長期泡在水裡一定會發生感染，這個問題我們已經規避了。

再有我們把裝置放在顱骨外，給顱骨打了一個骨槽，也減少皮下的一些張力。

魏鵬虎：我們採用的是鉑銥合金，它是我們之前用了10來年的一個電極材質，是比較安全的。還有電池封裝，傳統的植入式刺激設備，電池封裝技術是已經很成熟了，但是我們這次的手術不涉及這一塊，因爲患者顱內就沒有電池，整個是通過外掛機來供電，供電系統和信號系統都在體外，所以說是比較安全的設備。

單永治：第一，從我們臨牀角度來說，植入式腦機接口我們總共做了差不多四十幾個病人，主要是癲癇病人，目前沒有任何明顯副作用和併發症，包括所使用材料它的生物譜兼容性，到目前爲止是沒有不良反應的。從植入以後的長期監測來看，信號提取各方面性能目前都還是很好。這些腦機接口將來哪天如果不想用了，隨時可以取出來。也就是說，我們這種植入它是一個可逆的醫療行爲，不是說植入之後再也拿不出來了。

本站新聞：植入腦機接口的患者，目前是什麼樣的狀況？

趙國光：患者老楊54歲，他因爲車禍導致脊髓損傷有14年了，是高脊髓的損傷，脖子以下的身體和四肢都已經喪失了知覺和運動能力，他希望恢復右手的能力，能夠完成喝水、吃飯甚至未來寫字這樣一些動作。我們和清華大學醫學院團隊討論植入方案，手術前通過磁共振測定大腦支配老楊右手運動的功能區域，把兩個硬幣大小的腦機接口裝置植入他的大腦硬膜外面，通過手術導航系統，我們不打開他的大腦和硬腦膜，還要把兩個電極的8個接觸點精準放到他腦部的手感覺和運動區域，獲得很好的信號採集，到現在三個月，我們再次進行測量，得到一些愈後的參數，他的運動平面比原來下降一個階段，這是好的現象，感覺功能從C5改進到了T7、T9，觸覺的得分也提高了，針刺的感覺得分提高更明顯，就是他手指頭有更多的觸覺，他已經可以通過外設抓握住水杯。現在看來我們的工作效果初顯了。這個病例給我們一個重要的提示，之前他被認爲已經不可恢復，畢竟癱瘓了14年，但通過腦機接口技術在三個月內有這樣顯著的改善，對患者和家庭，對我們醫務人員、工程人員和設備廠家都是非常令人鼓舞。

首例植入大腦硬膜外芯片後高位截癱患者通過無線微創腦機接口，成功實現腦控抓握/宣武醫院供圖

本站新聞：腦機接口在醫療上的應用前景怎麼樣？潛力大麼？

趙國光：腦機接口是一個重要的賽道，從技術上來講，我們醫生就是要用它來挑戰一些目前沒有辦法解決的問題，我們要挑戰不可能，這個挑戰就是腦的重大疾病，關注人類到現在沒有解決方案的疾病，看看腦機接口應用到臨牀上，這種新的神經科學能不能讓患者受益。

脊髓的損傷，不管是高位截癱還是四肢癱患者，還有漸凍症、帕金森病、認知障礙，抑鬱和自閉等精神性疾病，都應該是潛在的可以用上腦機接口的病患羣體。

這也是國外團隊爲什麼要挑戰截癱、四肢癱、挑戰漸凍症。漸凍症患者，他雖然沒有行動能力，但是大腦清楚，眼球運動清楚，思維清楚，怎麼解決這些問題，需要進行挑戰，治療手段還需要不斷豐富完善。我們國家神經疾病醫學中心團隊也會進一步研究探索。