唐洲平團隊以腦機接口打通“中斷的腦回路” 癱瘓者“意念成真” 右手抬高15度

唐洲平（左一）與團隊成員討論交流腦機接口帽大腦信號數據采集。 （同濟醫院供圖）

湖北日報全媒記者 龍華

通訊員 田娟 鄧國歡

“就像突然找回了失聯的神經信號，雖然動作幅度只有15度，但我第一次真切感受到身體和大腦重建了連接。”6月19日，戴上腦機接口帽的熊先生感嘆“意念成真”。

一年前，熊先生突發腦出血，雖及時手術撿回了性命，但上肢癱瘓一直無法康復。他抱著一線希望來到同濟醫院，嘗試采用腦機接口技術找回自己的“手”。看到熊先生集中精神想象“抬手”動作，原本無法抬起的右手真的緩緩抬起，同濟醫院神經內科主任醫師唐洲平百感交集：“這么多年的努力，值！”

“運用腦機接口技術改善腦神經功能受損患者的康復”，從一個大膽的設想到成為現實，唐洲平帶領團隊走了6年。

臨床痛點讓研發靈感乍現

作為一名從醫30年的神經醫學專業醫生，幾組數據讓唐洲平刻骨銘心：腦部疾病僅占人類已知2萬種疾病的1.5%，卻造成了23%的疾病總負擔；在中國每分鐘都會出現一位新的腦出血患者，每年有約80萬人深受其害。偏癱是腦出血患者的主要后遺癥之一，電療、運動、理療、針灸等傳統康復手段，都依賴于患者自身的肢體活動能力，患者大腦的參與度不高，是一種被動訓練，康復效果有限。

“能不能找到一種新的技術，讓腦出血患者的大腦也充分參與到康復過程中，變被動為主動？”6年前，這個念頭一直縈繞在唐洲平腦海。

恰在此時，唐洲平受邀參加一次活動，現場展示的一款腦機接口產品令他印象深刻：一只機器手在人的“意念”控制下，自如抓握物品。這個畫面，在他的心里激起不小波瀾。

“因為大腦與肢體之間的傳導通路‘斷’了，很多腦出血患者肢體無法聽從大腦的指揮。運用腦機接口技術，研發一款設備，在大腦與外界之間架起一條‘信息高速公路’，連接起‘中斷的腦回路’！”一個全新的思路，猶如一道電光，閃進他的腦海。

但原創性研發，是暗夜中的摸索前行。

“腦機接口”概念，1973年由美國計算機教授雅克·維達爾首次提出。這種變革性的人機交互技術，能在大腦與外部設備之間創建連接，實現“腦”與“機”的直接信息交換。然而，怎么實現與醫學的融合，沒有任何經驗可循。

在醫學“無人區”艱難跋涉

唐洲平和團隊成員一道，“瘋狂”地翻閱國內外文獻資料，希望尋求理論支撐。但遍尋國際尖端醫學書籍和文獻，相關前沿研究少之又少。

他們是在醫學“無人區”艱難跋涉。

在綜合考慮后，團隊選擇非侵入式多模態腦機接口神經信號采集器作為研發方向。這屬于無創操作，結合我國國情和人群接受度，有望更快應用于臨床。

探尋—碰壁—再探尋—再碰壁，兩年時間里，唐洲平的科研一直在焦灼狀態中行進。

艱辛和痛苦超出預料：不舍晝夜，從五花八門的技術路徑中“抽絲剝繭”，尋找采集大腦信息的最優技術方式；設備缺乏，購買一款重要進口儀器時遭遇外方“卡脖子”，只能迂回購進；實驗室里燈火徹夜不息，耗時兩個月完成腦電記錄與近紅外腦功能成像融合。

“放棄的念頭不是沒有。”最難熬的那段日子，唐洲平記憶猶新。此時，一名患者家屬問他，老人偏癱臥床5年，能試的康復手段都用了，還有辦法嗎？問話叩擊到他心靈最柔軟處。

唐洲平說：“與重癥病人眼神交匯是最酸楚的觸碰，那里有患者回歸社會的熱望，激勵我迎難而上，堅持走下去！”

終于，光亮被一點點洞開。2023年12月，唐洲平團隊研發的多模態大腦神經信號采集器樣品問世，因為形態像帽子，大家為它取名“腦機接口帽”。它擁有兩套信號采集系統，一套為電信號，32通道，覆蓋頭部主要區域，記錄神經元的電活動；另一套是近紅外信號采集系統，90通道，可以穿透頭皮和顱骨，測量腦血流中的氧合血紅蛋白，間接反映神經活動。兩種信號結合，可以解決普通腦電帽采集信號來源單一、定位不準的弊端。

2024年1月，一個寂靜的夜晚，唐洲平默默地拿起腦機接口帽戴在頭上，他要親身驗證它的效果。

這頂布滿探測頭的特制帽子，相當于給大腦裝上了一個“思維翻譯機”。試驗中，唐洲平在大腦中想象右手“拿杯子”，左腦相應區域會產生一個電信號，腦機接口帽捕捉到電信號后，進行“翻譯”，然后再放大，轉化為可視化的反饋顯示在電腦屏幕上，形成“意圖—執行—感知”的閉環。

“漫長的3天”后，一個令全體團隊成員欣喜若狂的結果出爐了：腦機接口帽成功翻譯感知“意念”！

其后，經過上百回挑燈夜戰、數萬次試驗演算、反復在不同人群中進行驗證，最終證實，多模態腦機接口帽能準確采集識別人腦信號。

在“生命至上”答卷上

破解患者最迫切的難題

“腦機接口的臨床應用，承載的是生命至上、尊重科學的精神。‘無人區’里，白衣使者不應缺席。”唐洲平說。

今年4月，同濟醫院成為全國首批將腦機接口技術應用于腦出血上肢功能康復的醫療機構之一。唐洲平團隊基于多模態腦機接口帽研發，申報的“一項基于運動想象的多模態腦機接口康復研究項目”通過醫學倫理審查，并在中國臨床試驗注冊中心備案，進入規模化臨床試驗階段。6月5日，華中地區首個腦機接口門診和研究型病房在同濟醫院啟用。

從實驗室到臨床，腦機接口不同技術路線的醫學研究正在該院并行探索。

胃腸外科胡俊波教授、王桂華教授團隊自主研發出聚焦超聲非侵入式腦機接口設備，完成全球首創基于腦機接口的慢性便秘治療；康復科黃曉琳教授團隊聯合華中科技大學熊蔡華教授團隊合作研發腦卒中智能外骨骼康復機器人，提出基于大腦指揮下的人眼運動信息的腦機接口技術，顯著提升患者運動與認知功能；神經外科舒凱教授團隊即將開展華中地區首例半侵入式腦機接口臨床試驗手術，改善脊髓損傷患者運動功能。

從3月31日發布全國首個腦機接口醫療服務價格，到設立華中首個腦機接口門診，這項長期處于科研和實驗室語境中的技術已在湖北加速從“科幻世界”走入現實。

“醫學科研轉化要面向世界科技前沿、面向人民生命健康。通過多年探索，腦機接口技術目前已進入臨床階段。同濟醫院將通過研究型病房、臨床門診、臨床試驗、院企實驗室、成果轉化、學術期刊六大板塊聯動，縮短從實驗室到病床的距離，讓更多患者享受到高科技的醫療服務。”唐洲平說，作為一名醫生，目標不是追求“科幻級”應用，而是在“生命至上”的答卷上，破解患者最迫切的生存質量難題。