《科創板日報》10月26日訊(記者 徐紅)作為本輪腦機接口浪潮中最具引領性的催化劑,neuralink不僅憑藉一系列突破性的臨床案例,為這項前沿技術提供了直觀而有力的價值證明,同時也為整個行業樹立了一個參照物。
最近,neuralink公布了第八位受試者——漸凍症(als)患者尼克·雷(nick wray)的術後近況。在一段在線發佈的演示視頻中,植入腦機芯片的尼克僅憑「意念」,就能操控機械臂完成自主飲水等日常動作。
從2024年1月首例患者植入,截至今年9月,neuralink已為全球12名患者成功植入其n1芯片。這些患者大多因脊髓損傷或漸凍症而喪失語言或行動能力,而腦機接口技術正為他們開啟一扇「重生之門」。
他們中,有如尼克一樣的漸凍症患者,在植入芯片後重獲部分生活自主權;也有其他漸凍症患者通過意念實現了打字交流,再度與外界相連。更令人振奮的是,一位名叫alex的前機械零件製造工人,因脊髓損傷失去手部功能,如今卻能藉助neuralink設備,僅憑思維操作計算機輔助設計(cad)軟件,重返工作崗位。
可以說,neuralink的每一步進展都如科幻照進現實般引人矚目。這背後,是其「高舉高打」的一整套完整解決方案:
選擇侵入式的技術路徑,通過將芯片直接植入大腦皮層,以獲取高質量的神經元放電信號。同時,植入過程由專用手術機械人執行,它能巧妙避開血管快速完成植入,較大程度地提升了手術的精度和安全性。
正如元生創投董事總經理劉曉所言,neuralink的技術路線在全球腦機接口發展史上極具「標杆意義」,從高密度的電極陣列、自動化植入手術機械人到高帶寬無線信號鏈......基本定義了侵入式腦機接口的技術上限。
而該路徑的核心邏輯在於,使神經界面儘可能貼近神經信號源,從而獲取底層的單神經元放電信號,以實現極致的神經解碼能力,解決的是腦機接口領域最棘手的難題。
這也引出一個關鍵問題:在國內並非所有企業都具備neuralink同等技術與資源實力的現實下,我們是繼續沿相同路徑尋求技術超越,還是基於對本土臨床需求的深入理解,探索一條差異化的創新發展道路?
▌持續湧現的多元化場景
侵入式腦機雖然潛力巨大,被視為腦機接口皇冠上的明珠,但其安全性問題同樣引人關注。此前neuralink公司在動物實驗中,就曾被披露有多隻實驗猴在植入腦機接口設備後出現了多種併發症,包括感染、腦部損傷等,並最終被實施安樂死。
因此,可以看到的是,當前國內的腦機研發會更加註重在技術創新與安全倫理之間尋找平衡,並且呈現出一種多元路徑並進、應用場景「百花齊放」的景象。
除了「侵入式」和完全無需手術、只需通過頭皮採集信號的「非侵入式」,另外還有將設備植入硬腦膜外、但不直接接觸大腦皮層的「半侵入式」,以及血管介入顱內但位於大腦皮層之外的「介入式」......
「從侵入到半侵入式,再到介入式、非侵入式,技術門檻逐步降低,而安全性則逐步提高,各個路徑都有臨床價值。」劉曉表示。
南開大學人工智能學院段峰教授團隊在探索腦機接口技術時,嘗試過「無創」方式,也探索過需要開顱的「侵入式」方案,但最終他們將目光鎖定在一條全新路徑——介入式腦機接口。
這項技術只需通過一個頸部血管介入微創手術,將一枚直徑僅約1.6毫米的網狀支架電極送入大腦運動皮層附近的血管中,就能穩定採集腦電信號。2025年6月,該介入式腦機接口成功完成全球首例人體患肢運動功能修複試驗,受試者是一名67歲的男性患者,因3年3次腦梗導致左側肢體偏癱已達半年之久,傳統康復手段很難再有成效。
關於這名患者的後續情況,據段峰教授向《科創板日報》記者介紹,術後僅兩周,該名患者已能用患側手完成抓握、取水杯等動作,並通過康復訓練恢復了基本生活自理能力。目前患者已順利出院,後續只需居家堅持鍛煉便可鞏固成效。
值得一提的是,據《科創板日報》記者了解,這項介入式腦機接口技術還是可逆的——其支架電極既可通過微創方式植入,也能在任務結束後安全取出,這樣不僅能夠避免器件在體內長期存留,也進一步降低了這項技術的長期風險。
那麼,取出器件後是否會影響患者的康復效果?對此,段峰教授給出了否定的答案。他向《科創板日報》記者解釋道,人類大腦並非一成不變,而是終身具備動態調整與重塑的能力,即我們常說的「腦可塑性」。
「以這位患者為例,腦梗死損傷了原本控制左側肢體的『神經通路』。但藉助腦機接口的刺激與康復訓練,大腦中其他健康區域會逐漸接管受損區域的功能,從而幫助患者恢復部分甚至全部的活動能力。因此在此之後進行取出是不影響患者康復效果的。」他說。
據悉,現階段介入式腦機接口技術將腦卒中患者作為重點干預人群,是基於腦卒中高發病率所帶來的巨大患者基數。據統計,我國每年新發腦卒中患者超百萬,現存患者人數逾千萬,由此催生了巨大的康復市場需求。
幫助那些因脊髓損傷而癱瘓的人重新站起來行走,這是腦機接口技術正在奮力攻克另一大挑戰。這個願景背後,是科學家們希望在大腦和肢體之間,架起一座「神經橋」,繞開受損的脊髓,讓大腦的指令直接傳達給雙腿。
為實現這個目標,除了一些團隊探索的非侵入式方案以外,另一種更具革命性的微創「腦脊接口」技術也成為了焦點。
今年年初,復旦大學類腦智能科學與技術研究院加福民老師團隊,聯合復旦大學附屬中山醫院汪昕教授、丁晶教授團隊,成功完成了全球首批多位患者的腦脊接口臨床試驗植入。
丁晶教授告訴《科創板日報》記者,脊髓損傷在醫學界通常被認為是不可修復的,如何讓截癱患者重新站立行走,一直是臨床上面臨的巨大挑戰。而此項「腦脊接口」技術最顛覆傳統認知的地方,恰恰在於「讓過去我們認為不可能實現的事情,如今真的成為了可能」。
據悉,截至目前中山醫院團隊已完成3例患者的臨床概念驗證,「其中恢復效果最好的一位患者,在手術後半年,已經能夠藉助步行器實現比較順暢地行走,這樣的康復進展在過去是難以想像的。」丁晶教授表示。
她進一步透露,通過這幾次實踐,不僅初步驗證了「腦脊接口」技術的可行性,也明確了該技術適用於哪些類型的脊髓損傷患者。目前團隊仍在持續進行技術優化,核心目標是在最大限度減少患者損傷的同時,達到更好的臨床結果。
值得一提的是,此前已有文獻記載,一位患者在植入腦脊設備並藉助其行走半年後,即使撤去設備,仍能自主活動,顯示其脊髓神經實現功能重塑。
而據媒體報道,此次國內研究中的幾例患者在植入腦脊接口設備後,下肢恢復了出汗,這很可能說明患者的植物神經等部分神經在重塑。未來,這些患者能否通過這樣的「人機協同」的運動實現神經功能重建,並最終擺脫設備依賴,值得我們關注。
▌腦機接口的「深水區」與破局之路
可以肯定的是,當前的腦機接口技術仍處於非常早期的發展階段,其更像是一場「邊探索、邊臨床」的科學遠征。因此,眼下斷言哪種技術路線更具優勢還為時尚早,未來的突破也有可能來自意料之外的方向。
與此同時,儘管腦機接口被寄予了厚望,從讓失語者「開口」說話到幫助癱瘓患者重建站起來,勾勒出一幅「科技重塑生命」的動人圖景,吸引了資本與公眾的極大熱情,但我們依然需要保持一份審慎的「冷思考」。
我們研發的系統,是否真正契合臨床的實際需求?現有的技術能力,又能否支撐起宏大的臨床願景?在熱潮湧動之時,保持對技術邊界與臨床實用性的清醒認知,或許比追逐遙遠的概念更為重要。
對此,劉曉亦指出,腦機接口是一個典型的「從技術突破走向臨床價值兌現」的長周期賽道。從動物實驗到臨床試驗,再到大規模的臨床落地,腦機接口最大的挑戰並不是單點技術,而是系統性的技術整合與醫療監管和生態的閉環問題。
「腦機接口雖處於風口,但必將經歷大浪淘沙。目前還沒有哪一種技術路徑能夠達到理想中的完美效果,未來唯有被廣大患者接受、被臨床認可的技術才能成為最終贏家。因此,對於我們研究人員而言,關鍵在於沉下心,踏踏實實地做好自己擅長的工作。」段峰教授在採訪中這樣談到。
他表示,從動物實驗到人體實驗,介入式腦機技術已成功走完第一程。接下來團隊的重點是將底層工作做得更紮實,並建設好生產線,為實現量產打下基礎。「因為目前我們的電極還是手工打造,成本非常高昂,這是產業化必須突破的瓶頸」。
作為國內最早一批將腦機接口帶入臨床研究的專家,在丁晶教授看來,這項技術在臨床中確實能夠展現出一定的成效。然而,無論是無創的非侵入式設備,還是需要植入的微創技術,她認為腦機接口要真正發揮作用,還面臨一個核心的挑戰,其關鍵在於「選對人、選對方法」。
她舉了一個例子,像現在不少醫院已經在用的無創腦機康復設備,對腦卒中患者上肢功能恢復效果不錯。但即便如此,哪些人最適合用、什麼時候介入治療效果最好,這些細節在臨床上依然需要進一步的規範和明確。
又如脊髓損傷患者,是選無創還是侵入式技術?「這往往取決於治療目標。如果是輔助神經功能重建,適宜的無創技術具有一定效果;但如果需要長期的功能替代,可能就需要侵入式技術出馬。」她說。
她特別提到,像馬斯克neuralink推動的腦機接口,走的是「功能替代」路線。但基於前期腦機接口的臨床實踐,她越發意識到,腦機接口並不只是替代功能,它也具有幫助患者重塑自身功能的能力,這正是腦機接口技術的想像空間所在。
旭醫資本醫療器械組負責人魏萊(化名)一直關注着腦機接口領域的發展。在談到國內進展時,他告訴《科創板日報》記者,雖然在一些具體環節,比如柔性電極材料,本土企業可能已經做得不錯,但腦機接口本身是一個系統工程。
在他看來,若以系統性能力作為衡量標準,目前仍是馬斯克所帶領的團隊走在更前面。
魏萊進一步向《科創板日報》記者指出,當前腦機接口還面臨一個關鍵瓶頸,在尚未發現更優的電極材料之前,他認為腦機接口技術可能很難迎來實質性的重大突破。不過他也強調,除了材料層面的創新,推動技術走向臨床同樣至關重要,因為只有真正應用到人體,接受實際場景的檢驗,才能驗證其有效性與安全性。
「至少是一個試錯的過程,」魏萊表示,「從這個角度來說,哪家能更快推進臨床,哪怕只是先排除一些錯誤路徑,對行業也是一種推動。」
他認為,前沿技術與新材料的研究對於腦機接口發展始終至關重要,它們決定着產業未來的理論基礎和天花板。 「因此我們必須持續投入,保持在這一領域的領先性」。
而另一方面,在臨床應用端,當下的關鍵則在於,如何將現有技術轉化為能穩定、可靠解決臨床剛需的產品。技術的價值,最終要通過解決實際問題來兌現。
「目前的技術其實已經可以支撐起一批有實際意義的產品,以我們關注的一個麻醉機械人項目為例,是通過術中實時監測患者大腦數據,閉環反饋實施麻醉自主決策給葯,得到了多個頭部三甲醫院麻醉科主任的認可,該產品在鎮痛和鎮靜雙指標上屬於世界原創首發。」他總結道。
腦機接口的發展無疑仍充滿未知,挑戰與希望交織。儘管技術路線之爭仍在繼續,但正如越來越多研究者所認同的那樣,只有隨着臨床實踐的持續深入與技術研發的不斷突破,前行的路徑才會越發清晰,更多可能性也將隨之浮現。