唐洲平团队以脑机接口打通“中止的脑回路” 瘫痪者“意念成真” 右手举高15度
唐洲平(左一)与团队成员评论交流脑机接口帽大脑信号数据收集。唐洲通中 (同济医院供图)。平团
湖北日报全媒记者 龙华。队脑度
通讯员 田娟 邓国欢。机接举高
“就像忽然找回了失联的口打神经信号,尽管动作起伏只要15度,意念右手但我第一次逼真感受到身体和大脑重建了衔接。唐洲通中”6月19日,平团戴上脑机接口帽的队脑度熊先生感叹“意念成真”。
一年前,机接举高熊先生突发脑出血,口打虽及时手术捡回了性命,意念右手但上肢瘫痪一向无法恢复。唐洲通中他抱着一线期望来到同济医院,平团测验采用脑机接口技能找回自己的队脑度“手”。看到熊先生会集精力幻想“抬手”动作,本来无法抬起的右手真的慢慢抬起,同济医院神经内科主任医师唐洲平悲喜交集:“这么多年的尽力,值!”。
“运用脑机接口技能改进脑神经功用受损患者的恢复”,从一个斗胆的设想到成为实际,唐洲平带领团队走了6年。
临床痛点让研制创意乍现。
作为一名从医30年的神经医学专业医师,几组数据让唐洲平铭肌镂骨:脑部疾病仅占人类已知2万种疾病的1.5%,却造成了23%的疾病总担负;在我国每分钟都会呈现一位新的脑出血患者,每年有约80万人深受其害。偏瘫是脑出血患者的首要后遗症之一,电疗、运动、理疗、针灸等传统恢复手法,都依赖于患者本身的肢体活动能力,患者大脑的参与度不高,是一种被迫练习,恢复作用有限。
“能不能找到一种新的技能,让脑出血患者的大脑也充沛参与到恢复过程中,变被迫为主动?”6年前,这个想法一向萦绕在唐洲平脑际。
恰在此刻,唐洲平受邀参与一次活动,现场展现的一款脑机接口产品令他形象深入:一只机器手在人的“意念”操控下,自若抓握物品。这个画面,在他的心里激起不小波涛。
“由于大脑与肢体之间的传导通路‘断’了,许多脑出血患者肢体无法遵从大脑的指挥。运用脑机接口技能,研制一款设备,在大脑与外界之间架起一条‘信息高速公路’,衔接起‘中止的脑回路’!”一个全新的思路,犹如一道电光,闪进他的脑际。
但原创性研制,是暗夜中的探究前行。
“脑机接口”概念,1973年由美国计算机教授雅克·维达尔初次提出。这种革新性的人机交互技能,能在大脑与外部设备之间创立衔接,完结“脑”与“机”的直接信息交流。但是,怎样完结与医学的交融,没有任何经历可循。
在医学“无人区”困难跋涉。
唐洲平缓团队成员一道,“张狂”地翻阅国内外文献资料,期望寻求理论支撑。但遍寻世界顶级医学书籍和文献,相关前沿研讨少之又少。
他们是在医学“无人区”困难跋涉。
在归纳考虑后,团队挑选非侵入式多模态脑机接口神经信号收集器作为研制方向。这归于无创操作,结合我国国情和人群承受度,有望更快使用于临床。
探寻—受阻—再探寻—再受阻,两年时间里,唐洲平的科研一向在焦灼状况中跋涉。
艰苦和苦楚超出意料:不舍昼夜,从形形色色的技能途径中“抽丝剥茧”,寻觅收集大脑信息的最优技能方法;设备缺少,购买一款重要进口仪器时遭受外方“卡脖子”,只能迂回购进;实验室里灯光今夜不息,耗时两个月完结脑电记载与近红外脑功用成像交融。
“抛弃的想法不是没有。”最难熬的那段日子,唐洲平浮光掠影。此刻,一名患者家族问他,白叟偏瘫卧床5年,能试的恢复手法都用了,还有方法吗?问话叩击到他心灵最柔软处。
唐洲平说:“与重症患者目光交汇是最酸楚的触碰,那里有患者回归社会的热望,鼓励我知难而进,坚持走下去!”。
总算,亮光被一点点洞开。2023年12月,唐洲平团队研制的多模态大脑神经信号收集器样品面世,由于形状像帽子,我们为它取名“脑机接口帽”。它具有两套信号收集体系,一套为电信号,32通道,掩盖头部首要区域,记载神经元的电活动;另一套是近红外信号收集体系,90通道,能够穿透头皮和颅骨,丈量脑血流中的氧合血红蛋白,直接反映神经活动。两种信号结合,能够处理一般脑电帽收集信号来历单一、定位禁绝的坏处。
2024年1月,一个幽静的夜晚,唐洲平默默地拿起脑机接口帽戴在头上,他要亲自验证它的作用。
这顶布满勘探头的特制帽子,相当于给大脑装上了一个“思想翻译机”。实验中,唐洲平在大脑中幻想右手“拿杯子”,左脑相应区域会发生一个电信号,脑机接口帽捕捉到电信号后,进行“翻译”,然后再扩大,转化为可视化的反应显现在电脑屏幕上,构成“目的—履行—感知”的闭环。
“绵长的3天”后,一个令整体团队成员欣喜若狂的效果出炉了:脑机接口帽成功翻译感知“意念”!
这以后,经过上百回挑灯夜战、数万次实验演算、重复在不同人群中进行验证,终究证明,多模态脑机接口帽能精确收集辨认人脑信号。
在“生命至上”答卷上。
破解患者最火急的难题。
“脑机接口的临床使用,承载的是生命至上、尊重科学的精力。‘无人区’里,白衣使者不该缺席。”唐洲平说。
本年4月,同济医院成为全国第一批将脑机接口技能使用于脑出血上肢功用恢复的医疗机构之一。唐洲平团队根据多模态脑机接口帽研制,申报的“一项根据运动幻想的多模态脑机接口恢复研讨项目”经过医学道德检查,并在我国临床实验注册中心存案,进入规模化临床实验阶段。6月5日,华中地区首个脑机接口门诊和研讨型病房在同济医院启用。
从实验室到临床,脑机接口不同技能道路的医学研讨正在该院并行探究。
胃肠外科胡俊波教授、王桂华教授团队自主研制出聚集超声非侵入式脑机接口设备,完结全球创始根据脑机接口的缓慢便秘医治;恢复科黄晓琳教授团队联合华中科技大学熊蔡华教授团队协作研制脑卒中智能外骨骼恢复机器人,提出根据大脑指挥下的人眼运动信息的脑机接口技能,明显提高患者运动与认知功用;神经外科舒凯教授团队行将展开华中地区首例半侵入式脑机接口临床实验手术,改进脊髓损害患者运动功用。
从3月31日发布全国首个脑机接口医疗服务价格,到建立华中首个脑机接口门诊,这项长时间处于科研和实验室语境中的技能已在湖北加快从“科幻世界”走入实际。
“医学科研转化要面向世界科技前沿、面向公民生命健康。经过多年探究,脑机接口技能现在已进入临床阶段。同济医院将经过研讨型病房、临床门诊、临床实验、院企实验室、效果转化、学术期刊六大板块联动,缩短从实验室到病床的间隔,让更多患者享受到高科技的医疗服务。”唐洲平说,作为一名医师,方针不是寻求“科幻级”使用,而是在“生命至上”的答卷上,破解患者最火急的生计质量难题。
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