脑机接口NEO获批落地,意念操控如何照进现实?
新华网北京3月27日电 题:脑机接口NEO获批落地,意念操控如何照进现实?
日前,清华大学科研团队与博睿康共同研制的“植入式脑机接口手部运动功能代偿系统”(下称:NEO系统)正式获准上市,国家医保局也已为其完成医保编码赋码,这意味着全球首个侵入式脑机接口医疗器械正式迈入临床应用新阶段。
这套NEO系统,是全球首款采用“硬脑膜外植入+全无线传输设计”的半侵入式脑机接口设备,关键核心技术与核心部件均实现国产化,主要面向脊髓损伤导致的四肢瘫痪患者。
据介绍,脊髓损伤长期被医学界视作“治疗难题”。由于神经“信号通路”中断,大脑发出的动作指令难以传递到四肢,患者往往因此陷入高位截瘫、长期卧床的困境。尤其对于病程超过一年的患者来说,受限于缺乏直接修复手段,神经功能恢复的希望十分渺茫。
针对这一临床挑战,NEO系统提供了新的解决路径。技术团队负责人、清华大学生物医学工程学院教授洪波表示,半侵入式脑机接口系统就像一名高效而精准的“翻译者”,通过在患者硬脑膜外植入一枚硬币大小的微创装置,在不接触脑组织、也不损伤神经细胞的前提下,实时采集并解码脑电信号,识别大脑发出的运动指令,绕开受损区域,使患者能够依靠“意念”驱动外部气动手套,自主完成抓握、拿取物品、喝水等日常动作。
洪波(左二)与团队学生一同交流讨论。
聚焦患者实际需求 在安全与效果之间寻求最佳平衡
最终选定半侵入式技术路线,是洪波团队经过长期探索后作出的审慎决定。早在25年前团队进入脑机接口研究领域时,主流技术路径主要分为非侵入式和侵入式两类:前者是在头皮外侧无创放置传感器采集脑信号,安全性较高,但信号会受到颅骨等物理屏障干扰;后者则将传感器直接植入大脑皮层以获取更精确的信号,但也伴随着长期兼容性不足、电极脱落以及免疫反应等风险。
如何在植入深度、信号质量和长期风险之间取得最优平衡?2013年,团队创新性提出“半侵入式”脑机接口构想。洪波用一个生动比喻概括其优势:“如果把非侵入式采集信号比作‘隔着墙听音乐’,声音模糊且容易失真;那么半侵入式更像是‘隔着纱听音乐’,既更清晰,也更安全。”这一技术路线巧妙地将电极放置在硬脑膜外,在显著提升信号质量的同时,避免了对脑组织的直接损伤,真正兼顾了安全与效能,也为后续临床转化打下了坚实基础。
在随后的研发过程中,团队依托近场无线通信与供能技术、原创性的“虚拟信号通道”等核心创新,先后突破了长期植入稳定性、无线能量传输以及高精度高效率脑信号解码等多项关键技术难题。这些成果不仅为植入设备实现长期可靠使用提供了支撑,也将系统解码延迟控制在数百毫秒内,能够对患者运动意图进行快速而准确的解析,真正帮助患者实现“想到就能动”。
从2023年10月完成首例植入,到2024年通过4例可行性临床试验,初步验证其安全性、有效性并明确适应症,再到2025年在全国11家医院推进多中心临床试验,完成32例颈段脊髓损伤患者的临床植入,NEO系统展现出令人瞩目的“中国速度”——参与试验的患者均成功实现脑控抓握,且大多数患者在脑机接口辅助下手部运动功能评分明显提升。
在团队成员帮助下,患者尝试进行脑控弹琴训练。
跨越“从0到1”后 以更审慎的态度攻克更多挑战
经过三年的严谨验证,今年3月13日,这款侵入式脑机接口医疗器械正式获批上市。产品成功上市,不仅有望为数百万患者带来新的希望,其进展也吸引了中风、癫痫等众多神经系统疾病患者群体的高度关注。
面对脑机接口是否能惠及更广泛人群的期待,洪波表示,此次成果是围绕国内临床需求、针对具体问题取得的突破。若要进一步将应用拓展至中风、癫痫、抑郁、阿尔茨海默病等涉及千万级甚至上亿级患者的领域,仍需跨越大量科学难题和技术瓶颈,“NEO系统已经完成了‘从0到1’的关键突破,而从1到100、1000……的持续发展,还需要产业界更多创新团队共同接力。”
目前,洪波团队正基于已有临床成果,反向追问“从1回到0”的基础科学问题。在已完成植入的32例颈段脊髓损伤患者中,有22例在经过6个月脑控训练后,自主手部运动功能评分显著改善。这个意外出现的“神经修复”现象,引发了团队更深层次的科学思考:大脑与神经连接到底发生了哪些变化?这些变化是否能够进一步加快?揭示这些临床现象背后的机理,已成为团队当前重点攻关的核心任务。(作者:新华网岳祥芝)


