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加强原始创新和关键核心技术攻关。
——摘自“十五五”规划建议
人类大脑是一个神秘的宇宙。在这个重约1.4公斤的“小世界”里,藏着860亿个神经元,控制着人类的情绪、语言、运动,它是一台比任何超算都精密的“生物计算机”。
如何让大脑与外部设备联动起来,帮助人类实现“随心所动、心想事成”的梦想?脑机接口就是这样一项人机交互和人机混合的前沿技术。大脑活动时,神经元会放电形成脑电波,脑机接口则通过识别脑电波特征直接读取大脑意图,实现人与机器或外部环境之间的交互。
科学技术的发展不是爆发式的,而是需要循序渐进、久久为功。多年来,天津大学神经工程团队在非侵入式脑机接口方向集中力量攻关。2014年,团队开发了一款“神工”机器人,通过脑电信号控制机械臂,让残疾人重新获得了抓握能力;2016年,团队开发的在轨脑机交互系统进入太空,实现了极端环境下人机协同的突破。这些成果背后,是团队成员10余年对神经信号解码、算法建模、硬件集成的持续攻关。
“十四五”时期,我们将目光投向脑疾病领域,通过脑机接口技术,实现了“诊断—监测—治疗—预测”一体的大脑实时“观景”。
“神工—神光”无创颅内压的开发,让医生不用开颅便可以测量颅内压的大小,做出及时诊断,大大降低颅内感染的风险;“神工—神篙”技术,通过脑脊液循环动力学及无创脑机接口技术,将脑积水的诊断时间从传统的几天缩短为30分钟,并且大大降低患者的医疗支出;“神工—神心”可以实现抑郁等精神疾病的客观诊断;“神工—神耳”为人工耳蜗的植入提供闭环精准调参;“神工—神调”通过无创调控技术,实现对脑疾病的调控与治疗,为阿尔茨海默病、情绪性疾病患者带来新的希望;“神工—定海”让神经重症医生可以更客观、更精准地为每一位神经疾病患者制定个性化诊治方案,降低术后并发症。
2025年对我国脑机接口技术发展具有重要意义。4月,全国首个脑机接口综合临床实验病区在天津成立;8月,全球首个神经重症脑机接口多中心临床试验启动,标志着脑机接口技术首次突破传统运动和认知功能修复应用范畴,进军神经重症这个全新领域。
健康是每个老百姓的大事,守护老百姓的健康是我们义不容辞的责任。展望“十五五”,团队将围绕脑机接口技术,开展从底层芯片与电极、核心算法,到系统集成与平台构建的“体系化攻关”,加强高层次交叉学科人才培养,为健康中国建设增光添彩。
(作者系天津大学医学部副主任、药学院院长刘秀云,记者李家鼎采访整理)
