活久见！！！国内首例——72岁高位截瘫患者用意念喝可乐、打麻将

　　1月16日，浙江大学医学院附属第二医院发文称，我国首次实现了高位截瘫病人通过“脑机接口技术”控制机械臂，完成进食、饮水和握手等上肢运动。这标志着我国脑机接口技术跻身国际先进行列。
　　据了解，浙大二院张建民教授团队与浙江大学求是高等研究院郑筱祥教授、王跃明教授团队在2012年动物实验、2014年人脑初步实验的基础上，日前，在“植入式脑机接口临床转化应用研究”上取得了重要的阶段性成果。
　　该团队在国内首次通过对一位高位截瘫志愿者脑内植入Utah阵列电极，从而意念控制机械手臂的三维运动完成进食、饮水和握手等一系列上肢重要功能运动。该研究的成功标志着我国脑机接口技术在临床转化应用研究中已跻身国际先进行列。
　　在科幻电影里，人类对脑机接口赋予了丰富的想象和极大的期待。通过意念控制阿凡达，让原本双腿瘫痪的自己，在另一个世界里实现自由奔跑；穿上身心合一的盔甲，变身超级英雄“钢铁侠”，在天地间纵横飞跃、拯救世界……而今，从浙大二院神经外科病房内发生的这一幕，我们鲜明感受到，阿凡达、钢铁侠的梦想已越来越近。

　　接受此次脑机接口临床转化研究的志愿者张先生，是一位72岁高龄的退休教师、某中学校长。本应在退休后安享晚年的他，却在两年前因一场意外车祸，导致颈髓重度损伤，成了一名高位截瘫患者。然而，他大脑功能尚健全，意识清楚。
　　半年前，张先生的家人从新闻报道等渠道了解到，浙江大学脑机接口团队在利用植入式脑机接口技术帮助患者重建运动功能方面卓有成效，便主动联系到了张建民教授团队，并于2019年6月29日入住浙大二院病房。
　　2019年8月，在做好充分准备后，研究方案经医院伦理委员会批准，并征得张先生和家属的知情同意及签字后正式启动。8月底精准定位下顺利完成了国内首例开颅，将Utah阵列电极植入到控制右侧上肢运动的运动神经皮层的手术。由此，张先生开始了用意念与机械臂“对话”的生活。
　　每天，张先生结束午休后，就会开始一天的训练。从开始的电脑屏幕上操控鼠标运动到后期控制机械臂三维运动。花样不断翻新，难度不断增加，效果不断提高。我们在近期的训练中看到，工作人员把一个盛着油条的杯子，放在机械手的旁边，张先生用“意念”让机械手对准位置，张开手指，握住杯子，一步一步往嘴边挪。挪的过程不算顺畅，有时往左偏一点，有时往右偏一点，张先生得“使劲”想着“往右”或“往左”，调整机械臂的方向。经过近半分钟的努力，机械手终于把杯子挪到嘴边，张先生吃到了油条。
　　抓、握、移，这些对常人来说再简单不过的动作，背后却是信号发送、传输和解码等一系列复杂的过程。因此，这种“转念”对像张先生这样脊髓神经损伤、运动功能丧失的残障人士而言，如果没有“脑机接口”，是不可能完成的任务。
　　手术机器人植入、个性化算法
　　更能读懂老年人的心思
　　在国际上已被报道的植入式脑机接口患者，均为中青年人。他们在体力、注意力、情绪配合等方面，也相对更稳健，而老年人则相对较弱。面对72岁高龄的张先生，国际上尚无先例可循，团队所要探索的显然更多，测试难度也更大。
　　第一道关卡
　　如何在尽量减少损伤的情况下，将微电极准确无误地植入患者大脑所在功能区，是此次研究的第一道关卡。
　　关键一步
　　接下来的关键一步，就是如何实现“意念操控”。脑机接口，不仅依赖材料科学、计算机科学等机器相关技术，更需要被试者的高度配合与规范化训练。
　　当然，想要达到“人机合一”的目标，并非易事。
　　团队采用循序渐进的训练方法，先让张先生在电脑屏幕上操控鼠标来跟踪、点击二维运动及三维虚拟现实运动中的球，再练习指挥机械臂完成上下左右等9个方向的动作，最后才是模拟握手、饮水、进食等动作。训练耗费4个多月，才有了现在这样令人激动的成果。
　　张先生也因此成为目前全球范围内，成功利用植入式脑机接口技术，实现肢体运动功能重建的最高龄患者。
　　脑机接口
　　所谓脑机接口，就是在大脑和假肢等外部设备之间建立一条直接传输大脑指令的通道，实现虽然存在脊髓及运动神经通路损坏，但大脑皮层功能尚健全的情况下，脑部的信号也能通过计算机解读，直接控制外部设备。
　　研究回顾
　　2012年，团队就在猴子脑中植入微电极阵列，运用计算机信息技术成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号，使猴子通过自身“意念”能直接控制外部机械手臂。2014年，团队又在人脑内植入皮层脑电电极，实现“意念”控制机械手完成高难度的“石头、剪刀、布”手指运动，创造了当时的国内第一。

来源/浙江大学医学院附属第二医院网站
执行主编/尹学兵
值班编辑/宜宜