全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验完成

近日，全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功。

全球首例

南开大学官网信息显示，该试验由南开大学段峰团队牵头，中国人民解放军总医院（301医院）、上海心玮医疗科技股份有限公司联合完成，在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂。试验的介入手术由解放军总医院第一医学中心神经外科吴东东医师团队操作完成，介入式脑电传感器通过颈静脉，进入矢状窦，到达猴运动皮层脑区。在术后成功采集并识别到非人灵长类动物介入式脑电信号，实现了动物对机械臂的主动控制。

图1：介入式脑机接口非人灵长类动物试验手术实景（图片来源：南开大学官网）

图2：试验通过介入式脑机接口实现动物主动控制机械臂（图片来源：南开大学官网）

脑机接口指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换、人与计算机之间的直接交互。脑机接口技术的应用前景广阔，例如帮助运动功能障碍患者与外部设备交互，以及进行神经系统疾病的诊断、脑损伤治疗等。

传统的脑机接口主要包括侵入式脑机接口和非侵入式脑机接口。侵入式是基于皮质脑电的脑机交互，需要以开颅等方式在头部皮层中植入计算机设备（芯片），实现脑机交互；非侵入式是利用无损的方式在头皮表面控制信号，研究最多的是基于表面脑电图的信号来源的脑机接口，但采集的信号纯度较差。

近年来，将脑机接口技术与微创介入技术融合起来的介入式脑机接口技术发展迅速。据悉，段峰团队牵头研发的即为介入式，通过介入手术将介入脑电传感器贴附在猴脑血管壁上，无需开颅手术即可采集到颅内脑电信号，相较于传统侵入式和非侵入式脑机接口，兼顾了安全性、识别稳定性。据段峰介绍，此次在非人灵长类动物脑内开展的介入式脑机接口试验研究成果，促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进，有助于推动医疗企业产业升级。

图3：段峰教授（右四）及其团队成员（图片来源：南开大学官网）

新风口

目前，脑机接口技术正在全球领域成为一个新的风口。据中国电子技术标准化研究院公布的《脑机接口标准化白皮书2021》显示，2019年全球脑机接口市场规模约12亿美元，预计2027年达37亿美金。麦肯锡预测未来10到20年，全球脑机接口产业将产生700-2000亿美金经济价值。

当前全球脑机接口技术走在较为前列的企业包括：Neuralink（马斯克投资）、Synchron、Blackrock Neurotech、ClearPoint Neuro、BrainGate、Neurable、Snap、Axoft等。其中，Synchron已于2021年获得FDA批准进行人体试验，2022年7月该公司完成美国首例在患者体内植入脑机设备的手术，该公司开发的是一种名为Stentrode的设备，以帮助严重瘫痪的病人。Synchron最大的特点是无需进行开颅手术，其设备的外观像一个血管支架，能够通过微创手术放置在大脑血管中，经过几天的细胞生长期，与大脑建立链接。

相比之下，Neuralink则采用的是侵入式技术，即需要开颅，向大脑中植入计算机芯片。去年11月，Neuralink展示了一只猴子用意念打字的技术。这只猴子虽然不会拼写，但它可以追踪Neuralink在屏幕上用黄色高亮显示的按键，而嵌入猴子大脑的芯片能够读取大脑活动，在屏幕上移动光标，最终形成文字。彼时，马斯克表示Neuralink已经向FDA提交了大部分文件，正在寻求人体试验的批准，他预计大脑芯片接口将在6个月内展开人体临床试验。不过随后该公司则因涉嫌违反动物保护相关内容，而在去年底面临美国联邦部门的调查。

在国内，华为、科大讯飞等巨头都已在布局脑机接口技术，同时，强脑科技、脑陆科技、回车科技、慧脑智能、华南脑控、柔灵科技等创新企业也非常活跃。其中，国内首个脑机接口独角兽企业强脑科技当前融资额已超2亿美元，是除Neuralink外全球唯一一个融资超过2亿美元的脑机接口公司。该公司所研发的智能仿生手已获得FDA二类医疗器械认证，其也是国内首个及目前唯一拿到美国FDA认证的非侵入式脑机接口产品。

去年11月，中国首个脑机接口综合性开源软件平台MetaBCI津正式发布，该平台由天津大学、中电云脑、燧世智能等单位联合开发，为脑机接口技术的跨团队协作创新提供了一个基础的开放平台。