6月19日，記者從「活力中國調研行」採訪活動中獲悉，北京腦科學與類腦研究所和北京芯智達神經技術有限公司合作研製的「北腦一號」智能腦機系統已完成國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統的人體植入，進入臨床驗證階段，目前已完成5例患者植入，為脊髓損傷、腦卒中、漸凍症患者實現運動和言語功能的替代和康復。
首例「北腦一號」系統植入患者，已可腦控機械臂
腦機介面是典型的跨多學科複雜集成系統。北京市依託優越的跨學科科研與臨床資源生態，啟動「智能腦機系統增強計劃」，由北京腦科學與類腦研究所牽頭，成立芯智達公司，聚焦高通量全植入腦機介面這一國際前沿領域，以工程化方式快速推進研發，成功推出「北腦一號」和「北腦二號」兩套智能腦機系統，均達到世界領先水平。
據北京芯智達神經技術有限公司業務發展總監李園介紹，「北腦一號」智能腦機系統是國際上首次實現百通道以上，高通量、無線全植入、准實用化的半侵入式腦機系統。通過一年左右的研發攻關，系統已進入臨床驗證階段。
今年2月27日，在北京大學第一醫院，一位四肢截癱患者完成首例「北腦一號」智能腦機系統手術植入。一片128通道的柔性高密度薄膜電極僅有微米級厚度、4厘米見方，通過手術的方式，它被貼敷在患者顱骨內、硬腦膜外，收集患者腦部躍動的神經電信號，並通過無線信號傳輸的形式傳輸至體外機。
李園解釋說，128通道即有128個採集信號的觸點，觸點越多，採集的信息量就越大。電極上設計更多觸點並非難點，但多信號同時處理時，無線傳輸和處理器如何保證高通量、低功耗是系統的難度所在。「北腦一號」實現了全球同類腦機產品的最大信號通量，信號採集精度、信號傳輸和處理性能均處在世界先進水平。
屏幕上顯現出一道道起伏波動的線條。「患者想動左手還有右手，或者處在靜息狀態時，腦電信號的特徵都是不一樣的。我們用神經編解碼演算法解讀特徵，再把它轉換成控制指令，驅動患者的外骨骼。」系統能夠幫助因脊髓損傷、腦卒中、漸凍症等創傷或疾病導致運動或言語障礙的患者，實現運動和言語功能的替代和康復。
如今距離手術完成已超過3個月，患者除了能夠用「意念」控制機械臂、電腦游標外，上肢也逐步呈現康復進展，能夠完成術前不能完成的一些手部動作，例如手指捏放玻璃彈珠等。
腦機介面助力漸凍症患者重建交流能力
目前，「北腦一號」智能腦機系統已完成5例患者植入。3月5日，一位因漸凍症導致言語障礙的患者在宣武醫院完成手術植入，這是國際首例植入式腦機介面的中文言語解碼臨床試驗。
在手術機器人的輔助下，「北腦一號」電極被精準植入到患者左側大腦控制語言運動的關鍵區域。出院前，患者能解碼輸出近百個常用語句，例如「我想吃飯」「我想出去散步」「請幫我找醫生」等。出院後，患者開始進行開放集詞句解碼，系統有望解碼患者任何想說的話，使其重建交流能力。
據李園介紹，第四例是胸椎段脊髓損傷導致下肢癱瘓患者，5月16日在宣武醫院由神經外科多團隊聯合完成「北腦一號」和脊髓電刺激裝置的手術植入。「北腦一號」採集患者諸如邁開腿的運動意圖信號，將其轉給脊髓刺激的裝置，越過胸椎段脊髓去刺激下肢，並驅動外骨骼輔助運動。經過兩周左右的腦控康復訓練，患者大小便功能得到改善，下肢近端肌肉的肌力得到提升。
下一步，「北腦一號」智能腦機系統將完成正式註冊臨床試驗。
北京腦所在腦機介面等領域產出一批重要成果
半侵入式腦機介面將電極貼敷在硬腦膜外，不觸及腦組織，生物相容性高、信號質量優異。術後患者的頭皮完全縫合，植入術式屬於神經外科低風險的手術操作。
和「北腦一號」不同的是，「北腦二號」開發的是侵入式的入腦電極，其植入式電極採用柔性材料，極大降低對大腦產生的損傷，確保信號長期穩定採集。去年，「北腦二號」在國際上首次實現非人靈長類對二維運動目標的腦控攔截；今年，這套設備也有望升級為「無線版」，製作原型機，並有望於明年進入臨床驗證階段。
北京腦科學與類腦研究所成立於2018年，是北京新型研發機構。「我們從2021年迅速加強有組織科研，至今已在腦機介面等重點領域產生了一批重要成果。」北京腦科學與類腦研究所所長羅敏敏說，在腦機介面、基因治療領域，已批准14項iit臨床研究，適應症包括截癱、腦中風、漸凍症導致的運動障礙、言語障礙、全盲、難治性癲癇、中樞神經痛、抑鬱症等。
例如，在基因治療方面，「基於新型光敏蛋白的基因治療技術」入選2025中關村論壇重大科技成果，通過將感光蛋白「裝」到患者眼睛中，可以幫助視網膜色素變性患者再度感光，並實現部分視覺功能的恢復。
去年北京醫藥健康產業規模達1.06萬億元
據北京醫藥健康科技發展中心主任劉慧介紹，在腦科學與腦機介面領域，北京持續開展腦認知原理解析、腦重大疾病、神經科學新技術、神經計算與神經編解碼等腦科學前沿研究，推動腦重大疾病基因治療技術加快臨床轉化，正在開展臨床試驗的重度癲癇和難治性疼痛藥物初步顯示了安全性和有效性。
北京腦機介面關鍵技術加快突破，研發了超薄柔性深部電極、腦機介面專用晶元、高性能語言解碼器、前饋式運動意圖解碼演算法等；臨床應用進展顯著，清華大學研發的無線微創植入式腦機介面已完成3例人體植入，幫助脊髓損傷患者實現喝水等腦控功能。
北京腦機介面領域的不斷突破，是醫藥健康產業發展的縮影。記者獲悉，2024年，北京醫藥健康產業規模達到1.06萬億元，同比增長8.7%。今年以來，全市11款創新葯械產品獲批上市，總數居全國前列。
新京報記者 張璐
編輯 劉夢婕 校對 楊許麗
