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(jīqì)，利用(lìyòng)脑机接口将人类囚禁于虚拟世界，未被囚禁的人类也利用脑机接口技术，潜入虚拟世界奋起反抗。这部电影留下的不只是银幕上的震撼，更在现实世界激起深远的哲学(zhéxué)思考和对科技(kējì)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(de)Neuralink公司正加速推进人脑与机器的融合试验，数度引起轰动；在中国，脑机接口技术(jiēkǒujìshù)快速(kuàisù)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，脑机技术也正在成都悄然落地。一批创新(chuàngxīn)企业和(hé)科学人员持续攻关，突破性的成果不仅改变了医学图景(tújǐng)，也为这座拼搏奋进的创新之城注入新的活力。 去年，一对瑞典夫妇(fūfù)带着他们的小儿子Axel（化名），辗转来到成都，寻找(xúnzhǎo)希望。 Axel是一名孤独症儿童。这种疾病让患儿(huànér)常年处于社交(shèjiāo)障碍(zhàngài)、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(shuō)，国外也有训练的方法，但在成都，还有数字化的治疗方式可选。 ▲来自瑞典的(de)一家三口 他们(tāmen)抵达的(de)，是成都前沿类脑(lèinǎo)人工智能创新中心，这里的科学家(kēxuéjiā)研发出了一批前沿科技。其中“孤独症脑机辅助诊断系统(zhěnduànxìtǒng)”诊断准确率超过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、语言和行为方面有显著效果，治疗响应率超过80%。 在完成(wánchéng)20次(cì)治疗(zhìliáo)后，Axel的父母(fùmǔ)接受了采访，此时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，并对旁人表现出兴趣，“他很多年都没(méi)这样过了。”随着治疗的深入，Axel变得像个正常的小孩子一样，逛街时脸上带着微笑，他的焦虑表现也大为缓解(huǎnjiě)。 “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，若能研发出一款可远程语音训练的App，就可对患儿进行(jìnxíng)(jìnxíng)远程治疗，“因为回到瑞典，我们无法像在(zài)中国一样(yīyàng)进行干预（治疗）。” ▲用于(yòngyú)治疗的脑机接口设备 成都前沿类脑(lèinǎo)人工智能创新中心主任冯睿，向记者介绍了其中的奥秘。治疗过程中所使用的无线干电极脑电记录仪，仪器上(shàng)的干电极就像8个“爪子”，触角可以轻松透过头发与头皮接触。开启监测(jiāncè)后，屏幕上的脑电信息随着监测进行(jìnxíng)波动(bōdòng)，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(de)靶向经颅(jīnglú)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(màichōng)精准调控认知功能。“就像为大脑做一场无声的调音，让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(gèng)被中国残联列为科技助残优秀案例。 ▲冯睿团队也(yě)同步采用传统的治疗方式 同时，冯睿团队也同步采用传统的治疗方式。近日记者看到(kàndào)，其中心有数个治疗室，工作人员们对孤独症(gūdúzhèng)儿童们展开语言、社交、音乐等疗法(liáofǎ)。 据悉(jùxī)，该项研发成果已作为(zuòwéi)惠民民生项目，在成都市锦江区的13个社区卫生服务中心(fúwùzhōngxīn)试点，针对24月龄—48月龄的适龄儿童免费进行一次脑功能筛查。目前，已服务2000余名孤独症儿童。 助力(zhùlì)阿尔茨海默病早筛 冯睿团队(tuánduì)使用的设备，是一种非侵入式的脑机接口。在四川大学华西医院，智能(zhìnéng)可穿戴老年健康管理系统实验室主任、特聘研究员江宁所带领的研发(yánfā)团队，也研发了一种超短延时非侵入式脑机接口，能在300毫秒(háomiǎo)以内探测出人(chūrén)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(wèi)“天鹅湖”，主要(zhǔyào)应用于老年健康领域，尤其在筛查和治疗阿尔茨海默病(bìng)的场景中具有应用潜力(qiánlì)。他(tā)告诉记者，我国健康老龄化面临重大挑战，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(nénglì)）受限、20.8%患轻度认知障碍、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。 ▲非侵入式(shì)脑机接口“魔笛” 据悉，全球每3秒即新诊断1例阿尔茨海默病，中国患者最(zuì)多，约1507万。阿尔茨海默病进展快(kuài)、无特效药、病程不可逆，给患病者和照护(zhàohù)者造成了严重的痛苦(tòngkǔ)和负担。对此世界卫生组织建议：要早筛、早诊、早干预。 “非侵入式脑机接口技术，有望对包括(bāokuò)阿尔茨海默病在内的老年慢性病实现‘一头’和(hé)‘一尾’管理。这一(zhèyī)突破，主要通过面向社区和家庭的老年慢病早筛和院外康复(kāngfù)治疗实现。”江宁介绍，所谓“一头”“一尾”，就是(jiùshì)将筛查和治疗从医院(yīyuàn)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、效率高等优点。 以面向社区的早筛为例，传统的筛查方式十分耗时，往往要花1小时以上，这显然不可能大面积(dàmiànjī)筛查。江宁团队在2022年7月开始(kāishǐ)开展社区居住老年人群研究(yánjiū)，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(kuàisù)精筛。 非侵入(qīnrù)式脑机(nǎojī)接口在轻度认知障碍的干预治疗环节，也能(néng)发挥作用，江宁团队已经开展了(le)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”，一个(yígè)看起来像头盔的器械，可用于脑卒中康复；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(qīnrù)和(hé)侵入式两种，前者安全、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(gōngnéng)。日前，一场侵入式脑机接口手术在四川大学华西医院顺利(shùnlì)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视频，向记者展示了其中的(de)(de)细节：只见(zhījiàn)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(cǎijí)信号。肿瘤的电信号与正常神经元的电信号有所不同(yǒusuǒbùtóng)，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 而传统的判断方式，是医生通过影像学、超声、核磁共振等方式对(duì)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，还需要在术中唤醒患者(huànzhě)，对其脑部进行电刺激(cìjī)，这个过程(guòchéng)无疑对患者来说是痛苦的，甚至很可能引发癫痫。 杨渊告诉记者，其在2019年于海外留学归国后，华西医院里还没有用于外科手术的脑机接口设备，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(le)(le)归国的江宁研究员和(hé)何家源研究员，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(cóng)0到1的技术攻关。 “那时候我们买不到电极片，但办法总比(bǐ)困难多。”杨渊说，如今国内科创(kēchuàng)企业有了生产(shēngchǎn)电极片的(de)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(duì)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(shǐyòng)门槛低的优势，这有利于推广，下沉到各级(gèjí)别医院(yīyuàn)。 据央视报道，数据显示2024年我国脑机(nǎojī)接口(jiēkǒu)市场规模已达32亿元(yìyuán)，年增长率为18.8%，预计2025年全年，这一数字将(jiāng)突破38亿元，到2027年将超过55亿元，年均增长率保持在20%左右。 5月12日，四川省经济和信息化厅等八部门(bùmén)联合印发《四川省脑机接口及(jí)(jí)人机交互产业攻坚突破行动计划(xíngdòngjìhuà)（2025—2030年）》（以下简称《行动计划》）。《行动计划》是四川推进(tuījìn)脑机接口及人机交互产业发展的指导性文件(wénjiàn)，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(xià)，成都的脑机接口产业，路子越走越广。据悉，除上述(shàngshù)两家机构，在四川脑科学与类脑智能研究院、四川省人民(rénmín)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、大脑老化、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(shēngtài)处于初步阶段，尚需继续探索、完善和(hé)追赶。 1999年，经典电影《黑客帝国》上映(shàngyìng)，引发人类深远的(de)哲学思考和对科技的无限遐想(xiáxiǎng)(xiǎng)。江宁告诉记者，他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，就想做脑机接口方面的研究。” 此前，郭帆(guōfān)导演告诉红星新闻记者(xīnwénjìzhě)，他做科幻电影的价值之一，是(shì)启发青少年爱上科学。而《黑客帝国》之于江宁，就实现了这样的价值。 “我(wǒ)在追寻曾经的梦，一步一步实现(shíxiàn)科幻电影里的设定。”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(wánjié)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(xīnwén)，报料有奖！）