红星观察丨当孤独症、阿尔茨海默病、脑胶质瘤遇上脑机接口，成都科研改变医学图景

在电影《黑客帝国》中，高度发达的人工智能和机器，利用脑机接口将人类囚禁于虚拟世界，未被囚禁的人类也(yě)利用脑机接口技术，潜入虚拟世界奋起(fènqǐ)反抗。这部电影留下的不只是银幕上的震撼，更(gèng)在现实世界激起深远的哲学思考和对(duì)科技的无限遐想。 如今，科幻正照进(zhàojìn)现实。 大洋彼岸，埃隆·马斯克的Neuralink公司正加速推进(tuījìn)人脑与(yǔ)机器的融合试验，数度引起轰动；在中国(zhōngguó)，脑机接口技术快速突破，尤其在医疗领域已走在世界前列。 红星新闻记者近日经过多日走访观察到，脑机(nǎojī)技术(jìshù)也正在成都悄然落地。一批创新企业和科学人员持续攻关，突破性的(de)成果不仅改变了医学图景，也为这座拼搏奋进的创新之城注入新的活力。 去年(qùnián)，一对瑞典夫妇带着他们的小儿子Axel（化名(huàmíng)），辗转来到成都，寻找希望。 Axel是一名孤独症儿童。这种疾病(jíbìng)让患儿常年(chángnián)处于社交障碍、行为刻板、情绪焦虑的状态。“已经没有其他选择，我觉得这是最好的办法。”Axel的父亲说，国外也有训练的方法(fāngfǎ)，但在成都，还有数字化的治疗方式可(kě)选。 ▲来自瑞典(ruìdiǎn)的一家三口 他们抵达的，是成都前沿类脑(lèinǎo)人工智能创新中心，这里的科学家研发出了一批前沿科技。其中“孤独症脑机辅助诊断(zhěnduàn)系统”诊断准确率超过(chāoguò)90%，获批二类医疗器械；“孤独症精准神经调控技术”在改善孤独症儿童社交、语言和行为方面(fāngmiàn)有(yǒu)显著效果，治疗响应率超过80%。 在完成20次(cì)治疗(zhìliáo)后，Axel的父母接受了采访，此时(cǐshí)Axel的病情已显著改善。“第一次明显的变化，大概是在完成第8次治疗时。”父母说，Axel重新在秋千上玩了起来，并对(duì)旁人表现出兴趣(xìngqù)，“他很多年都没这样过了。”随着治疗的深入，Axel变得像个正常(zhèngcháng)的小孩子一样，逛街时脸上带着微笑，他的焦虑表现也大为缓解。 “你们非常棒！”这对瑞典夫妇向科研人员表达了深深谢意。他们还建议(jiànyì)，若能研发出一款可远程语音训练(xùnliàn)的App，就可对患儿进行远程治疗(zhìliáo)，“因为回到瑞典，我们无法(wúfǎ)像在中国一样进行干预（治疗）。” ▲用于治疗的脑机(nǎojī)接口设备 成都(chéngdū)前沿类脑人工智能创新中心主任冯睿，向记者(jìzhě)介绍了其中(qízhōng)的(de)奥秘。治疗过程中所使用的无线干电极脑电记录仪，仪器上的干电极就(jiù)像8个“爪子”，触角可以轻松透过头发与头皮接触。开启监测后，屏幕上的脑电信息随着监测进行波动，并在后台形成专业报告，“该系统的准确率达到了91.67%，可以有效辅助医生进行诊断。” 另一个“∞”形状的靶向经颅磁治疗仪，则通过人工智能定位患儿脑部异常神经环路，用磁脉冲精准调控认知(rènzhī)功能。“就(jiù)像为大脑做一场无声(wúshēng)的调音，让(ràng)紊乱的神经乐章重回和谐。”冯睿比喻道。这两项技术不仅填补了国内空白，更被中国残联列为科技助残优秀案例。 ▲冯睿团队也同步采用传统的治疗(zhìliáo)方式 同时，冯睿团队也同步采用传统的治疗方式(fāngshì)。近日记者看到，其中心有数个治疗室(zhìliáoshì)，工作人员们对孤独症儿童们展开语言、社交、音乐(yīnyuè)等疗法。 据悉，该项研发成果已作为惠民民生项目，在成都市(chéngdūshì)锦江区的13个(gè)社区卫生服务中心试点，针对24月龄—48月龄的适龄儿童免费进行一次脑(nǎo)功能筛查。目前，已服务2000余名孤独症儿童。 助力阿尔茨海默病早(bìngzǎo)筛 冯睿团队使用的设备，是(shì)一种非侵入(qīnrù)式(shì)的脑机接口。在四川大学华西医院，智能可穿戴老年健康管理系统(guǎnlǐxìtǒng)实验室主任、特聘研究员江宁所带领的研发团队，也(yě)研发了一种超短延时非侵入式脑机接口，能在300毫秒以内探测出人的运动意识，是目前世界上最先进的非侵入式智能康复系统的核心技术。 该项目命名为“天鹅湖”，主要应用于老年(lǎonián)健康(jiànkāng)领域，尤其在筛查(shāichá)和治疗阿尔茨海默(āěrcíhǎimò)病的场景中具有应用潜力。他告诉记者，我国健康老龄化(lǎolínghuà)面临重大挑战，大量老年人有各种各样的慢性病，其中21.6%存在ADL（日常生活活动能力）受限、20.8%患(huàn)轻度认知障碍、阿尔茨海默病达到5.3%。另外还存在着农村老年人慢性病增幅更大，但知晓率/治疗率比城市低10%至15%等一系列问题。 ▲非侵入(qīnrù)式脑机接口“魔笛” 据悉，全球每3秒即新诊断1例(lì)阿尔茨海默病(bìng)，中国患者最多，约1507万。阿尔茨海默病进展快、无特效药、病程不可逆，给患病者和照护者造成了严重的痛苦和负担。对此世界卫生组织建议：要早筛(shāi)、早诊(zǎozhěn)、早干预。 “非(fēi)侵入式脑机接口技术，有望对包括阿尔茨海默病在内的老年(lǎonián)慢性病实现(shíxiàn)‘一头’和‘一尾’管理。这一突破，主要通过面向社区和家庭的老年慢病早(zǎo)筛和院外(yuànwài)康复治疗实现。”江宁介绍，所谓“一头”“一尾”，就是将筛查和治疗从医院搬到社区和家庭，实现“普筛+早筛+非药物干预”闭环。而“天鹅湖”具有使用门槛低、成本低、效率高等(gāoděng)优点。 以面向社区(shèqū)的早筛为例，传统的筛查方式十分耗时，往往要花1小时以上，这显然不(bù)可能大面积筛查。江宁团队在2022年7月开始开展社区居住老年人(rén)群研究，参与人数超过3000人，仅用4个电极、5~10分钟的测试，就可实现(shíxiàn)超过90%的筛查灵敏度，实现快速精筛(jīngshāi)。 非侵入式(shì)脑机(nǎojī)接口在轻度认知障碍的干预治疗环节，也能发挥作用(fāhuīzuòyòng)，江宁团队已经开展了相关对照研究。此外，江宁团队研发的非侵入式脑机接口“魔笛(módí)”，一个看起来像头盔的器械，可用于(yòngyú)脑卒中康复；而一个长得像智能手环、名为“胡桃夹子”的器械，可用于肌少症的早筛康复。 脑机接口技术主要分为非侵入和侵入式(shì)两种，前者安全(ānquán)、易操作，后者则通过在大脑皮质植入电极，实现更高精度、更复杂的神经控制功能。日前，一场(yīchǎng)侵入式脑机接口手术在四川大学华西医院(yīyuàn)顺利实施，手术团队借助侵入式脑机接口技术成功将病人的脑胶质瘤切除。 华西医院神经外科副教授杨渊通过手术(shǒushù)视频，向记者展示了其中(qízhōng)的(de)细节：只见8行8列共64个电极点组成的电极片，紧贴患者的脑组织，采集信号。肿瘤(zhǒngliú)的电信号与正常(zhèngcháng)神经元的电信号有所不同，手术团队对采集的信号进行解码，辅助判断肿瘤与正常神经元的边界，提高对肿瘤的全切率。 ▲杨渊(yángyuān)介绍侵入式脑机接口 而(ér)传统的(de)判断方式，是医生通过影像学、超声、核磁共振等方式对肿瘤边界进行结构性的主观判断。而想要精确地划分脑部功能区(gōngnéngqū)，还需要在术中唤醒患者，对其脑部进行电刺激，这个过程无疑对患者来说是痛苦的，甚至很可能引发(yǐnfā)癫痫。 杨渊告诉记者，其在2019年于海外留学归国后(hòu)，华西医院里还没有(méiyǒu)用于外科手术的(de)脑机接口设备，他在神经外科学科主任(zhǔrèn)毛庆的带领下探索脑机接口技术。随后他遇到了归国的江宁研究员和何家源(héjiāyuán)研究员，志同道合的他们有了相见恨晚的感受，于是组建团队，开启从0到1的技术攻关。 “那时候我们买不到(dào)电极片(piàn)，但办法总比困难(kùnnán)多。”杨渊(yángyuān)说，如今国内科创企业有了生产电极片的能力，这是硬件；华西医院的创新团队则开发了软件，其算法全球领先，“这些完全是从0到1的技术创新。” 毛庆则告诉记者，脑胶质瘤是两大“癌王”之一，致残率、死亡率很高，对病人造成了严重的负担。该项技术除了有相对安全、减少并发症等优势之外，还有使用门槛低(dī)的优势，这有利于(yǒulìyú)推广，下沉(xiàchén)到各级(gèjí)别医院。 据央视报道，数据显示2024年我国脑机接口市场规模已达32亿元(yìyuán)，年增长率为18.8%，预计(yùjì)2025年全年，这一数字将突破38亿元，到2027年将超过55亿元，年均(niánjūn)增长率保持在(zài)20%左右。 5月12日，四川省经济和(hé)信息化厅等八部门联合印发《四川省脑机(nǎojī)接口及人机交互(rénjījiāohù)产业攻坚突破行动计划(xíngdòngjìhuà)（2025—2030年）》（以下(yǐxià)简称《行动计划》）。《行动计划》是(shì)四川推进脑机接口及人机交互产业发展的指导性文件，提出了“着力打造全国一流的脑机接口及人机交互产业创新(chuàngxīn)发展高地”，并明确了时间表和路线图。据悉，四川是全国第三个出台省级脑机接口专项产业政策文件的省（区、市）。 政策鼓励下，成都的脑机(nǎojī)接口产业，路子越走越广(yuèguǎng)。据悉，除上述两家机构，在四川脑科学与类脑智能研究院、四川省人民医院、成都市第四人民医院，各项创新脑机接口技术也被应用于改善失眠(shīmián)、大脑老化(lǎohuà)、帕金森病、阿尔茨海默病等领域。同时，毛庆也指出，四川脑机接口的生态处于初步阶段，尚需继续探索、完善(wánshàn)和追赶。 1999年，经典电影《黑客帝国》上映，引发人类深远的哲学思考(sīkǎo)和对科技的无限遐想。江宁告诉记者(jìzhě)，他(tā)从小就爱看科幻电影，是国内第一批观看《黑客帝国》的影迷，电影带给他很深的震撼和启发，“那时候我刚大学毕业(dàxuébìyè)，就想做脑机接口方面的研究。” 此前，郭帆导演告诉红星新闻记者，他做科幻电影的价值(jiàzhí)之一，是启发青少年爱上(àishàng)科学。而(ér)《黑客帝国》之于江宁，就实现了这样的价值。 “我在追寻曾经的梦(mèng)，一步(yībù)一步实现科幻电影里(lǐ)的设定。”他说，“我们希望通过研究，让大家远离阿尔茨海默病，在自然生命完结以前，有尊严地活着。” 红星新闻记者(xīnwénjìzhě) 王拓 摄影记者 周仕军 （下载红星新闻，报料(bàoliào)有奖！）