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(réngōngzhìnéng)和机器，利用脑机(nǎojī)接口(jiēkǒu)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(jiēkǒujìshù)，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思考和对科技的无限遐想。 如今，科幻(kēhuàn)正照进现实。 大洋彼岸，埃隆·马斯克的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(zhōngguó)，脑机(nǎojī)接口技术快速(kuàisù)突破，尤其在医疗领域已走在世界前列。 红星新闻记者(xīnwénjìzhě)近日经过(jīngguò)多日走访观察到，脑机技术也(yě)正在成都悄然落地。一批创新企业和科学人员持续攻关，突破性的成果不仅改变了医学图景，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(ruìdiǎn)夫妇带着他们的小儿子Axel（化名(huàmíng)），辗转来到成都，寻找希望。 Axel是一名孤独症儿童。这种疾病让患儿常年处于社交障碍、行为(xíngwéi)刻板、情绪焦虑的(de)状态。“已经没有其他(qítā)选择，我觉得这是最好的办法。”Axel的父亲说，国外也有训练的方法，但在成都，还有数字化的治疗方式(fāngshì)可选。 ▲来自(láizì)瑞典的一家三口 他们抵达的，是成都前沿类脑人工智能(réngōngzhìnéng)创新中心，这里的科学家研发出(chū)了(le)一批前沿科技。其中“孤独症脑机辅助诊断系统”诊断准确率超过90%，获批二类医疗器械；“孤独症精准(jīngzhǔn)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(zhìliáo)响应率超过80%。 在完成20次治疗(zhìliáo)后，Axel的父母接受(jiēshòu)了采访，此时(cǐshí)Axel的病情已(yǐ)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，“他很多年都没这样过了。”随着治疗的深入，Axel变得像个正常(zhèngcháng)的小孩子一样，逛街时脸上带着微笑，他的焦虑表现也(yě)大为缓解。 “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(kě)远程语音训练(xùnliàn)的App，就可对患儿进行(jìnxíng)远程治疗，“因为回到瑞典，我们无法像在中国一样(yīyàng)进行干预（治疗）。” ▲用于治疗的(de)脑机接口设备 成都前沿类脑人工智能创新(chuàngxīn)中心主任冯睿，向记者介绍了其中的(de)奥秘。治疗(zhìliáo)过程中所使用的无线干电极脑电记录仪，仪器上的干电极就像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波动，并在后台形成专业报告，“该系统的准确率达到(dádào)了91.67%，可以有效辅助医生进行诊断。” 另一个“∞”形状的靶向经颅磁治疗仪，则通过人工智能定位患儿脑部异常神经(shénjīng)环路，用磁脉冲精准调控认知(rènzhī)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(héxié)。”冯睿比喻道。这两项(zhèliǎngxiàng)技术不仅填补了国内空白，更被中国残联列为科技助残优秀案例。 ▲冯睿团队也同步采用传统的治疗(zhìliáo)方式 同时，冯睿团队也同步采用传统的治疗方式。近日记者(jìzhě)看到，其中心有数个(shùgè)治疗室，工作人员们对孤独症儿童们展开(zhǎnkāi)语言、社交、音乐等疗法。 据悉，该项研发成果已(yǐ)作为惠民民生项目，在成都市锦江区的13个社区卫生(shèqūwèishēng)服务中心试点，针对24月龄(yuèlíng)—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。 助力阿尔茨海默(āěrcíhǎimò)病早筛 冯睿团队使用的设备，是一种非侵入式的脑机(nǎojī)接口(jiēkǒu)。在四川大学华西医院，智能可穿戴老年健康(jiànkāng)管理系统实验室主任、特聘(tèpìn)研究员江宁所带领的研发团队，也研发了(le)一种超短延时非侵入式脑机接口，能在300毫秒以内探测出人的运动意识，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(mìngmíng)为“天鹅湖”，主要应用(yìngyòng)于老年(lǎonián)健康领域，尤其在筛查和治疗阿尔茨海默病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。 ▲非侵入式脑机(nǎojī)接口“魔笛” 据悉，全球每3秒即新诊断1例阿尔茨海默病，中国患者最多，约1507万。阿尔茨海默病进展快、无特效药、病程不可逆，给患病者和照护(zhàohù)者造成(zàochéng)了严重的痛苦(tòngkǔ)和负担。对此世界卫生组织建议(jiànyì)：要早筛、早诊、早干预。 “非侵入式脑机(nǎojī)接口技术，有望对包括阿尔茨海默病在内的老年慢性病实现‘一头’和‘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(shāi)(shāi)和院外康复治疗实现。”江宁介绍，所谓“一头”“一尾”，就是将筛查和治疗从医院搬到社区和家庭，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(xiàolǜ)高等优点(yōudiǎn)。 以面向社区的早筛为例，传统的筛查(shāichá)方式十分耗时，往往要花1小时以上，这显然不可能大面积筛查。江宁团队在2022年7月开始开展社区居住老年人群(qún)研究(yánjiū)，参与人数超过3000人，仅用(jǐnyòng)4个(gè)电极、5~10分钟的测试，就可实现超过90%的筛查灵敏度，实现快速精筛。 非侵入式脑机接口在轻度(qīngdù)认知障碍的干预治疗环节，也能发挥作用，江宁团队已经开展了相关对照研究。此外，江宁团队研发的非侵入式脑机接口“魔笛(módí)”，一个(yígè)看起来像头盔(tóukuī)的器械，可用于脑卒中康复；而(ér)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(nǎojī)接口技术主要分为非侵入和侵入式(shì)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。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(shíshī)，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(jìzhě)展示了其中的细节：只见8行8列共(liègòng)64个(gè)电极点组成的电极片，紧贴患者的脑组织，采集信号。肿瘤的电信号(diànxìnhào)(diànxìnhào)与正常神经元的电信号有所不同，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(de)判断方式，是医生通过影像学、超声、核磁共振等方式对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，这个过程无疑对患者来说是痛苦(tòngkǔ)的，甚至很(hěn)可能引发癫痫。 杨渊告诉记者，其在(zài)2019年于海外留学归国后，华西医院(yīyuàn)里还没有(méiyǒu)用于外科手术的脑机(nǎojī)接口设备，他在神经外科学科主任毛庆的带领下探索脑机接口技术。随后他遇到了归国的江宁研究员和何家源研究员，志同道合的他们有了相见恨晚(xiāngjiànhènwǎn)的感受，于是组建团队，开启从0到1的技术攻关。 “那时候我们(wǒmen)买不到电极片，但办法总比困难多。”杨渊(yángyuān)说，如今国内(guónèi)科创企业有了生产电极片的能力，这是硬件(yìngjiàn)；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(máoqìngzé)告诉记者，脑胶质瘤是两大“癌王”之一，致残率(zhìcánlǜ)、死亡率很高，对病人造成了严重的负担。该项技术除了(chúle)有相对安全、减少并发症等优势之外，还有使用门槛低的优势，这有利于(yǒulìyú)推广，下沉到各级别医院。 据央视报道，数据显示2024年我国(wǒguó)脑机接口(jiēkǒu)市场规模已达32亿元，年增长率为18.8%，预计2025年全年，这一(zhèyī)数字将突破38亿元，到2027年将超过55亿元，年均(niánjūn)增长率保持在20%左右。 5月12日，四川省(shěng)经济和(hé)信息化(xìnxīhuà)厅等八部门联合印发《四川省脑机接口及(jí)人机交互产业(chǎnyè)攻坚突破行动计划（2025—2030年）》（以下(yǐxià)简称《行动计划》）。《行动计划》是四川推进脑机接口及人机交互产业发展的指导性文件，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发展高地”，并明确了时间表(shíjiānbiǎo)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，成都的脑机接口产业，路子越走越广。据悉，除上述两家机构，在四川脑科学与类脑智能研究院、四川省人民医院、成都市(chéngdūshì)第四人民医院，各项(gèxiàng)创新(chuàngxīn)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(děng)领域。同时，毛庆也指出，四川脑机接口的生态处于(chǔyú)初步阶段，尚需继续探索、完善和追赶。 1999年，经典电影《黑客帝国》上映，引发人类深远(shēnyuǎn)的(de)哲学思考和对科技(kējì)的无限遐想。江宁告诉记者，他从小就(jiù)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，郭帆导演告诉红星新闻记者，他做科幻电影的价值之一，是启发青少年爱上科学(kēxué)。而《黑客帝国》之于江宁(yújiāngníng)，就(jiù)实现了这样的价值。 “我在追寻(zhuīxún)曾经的梦，一步一步实现科幻电影里的设定。”他说，“我们希望通过研究(yánjiū)，让(ràng)大家远离阿尔茨海默病，在自然生命完结以前，有尊严地活着。” 红星新闻记者 王拓(wángtuò) 摄影记者 周仕军 （下载红星新闻，报料(bàoliào)有奖！）