复旦 AI4S 重磅突破，脑脊接口让瘫痪者重新行走

来源：人民网

据复旦大学消息，3 日晚上 8 点，全球首批第 4 例通过脑脊接口让瘫痪者重新行走的临床概念验证手术在复旦大学附属华山医院成功实施。「 让瘫痪者再次站立和行走」 成为可能。

人的脊髓一旦损伤，大脑和脊髓神经元之间的联系就会被动中断，造成机体的部分感觉丧失，甚至全身瘫痪。复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民团队全球首创 「 三合一 」 脑脊接口技术 —— 通过微创手术在脑与脊髓间搭建 「 神经桥 」，采集、解码脑电信号，给特定神经根进行时空电刺激，让瘫痪者再次掌控自己的肢体。

在微创手术中，通过 2 个直径 1 毫米左右的电极芯片植入到运动脑区，脑部、脊髓的手术可以在 4 小时左右一次完成。术后 24 小时，在人工智能辅助下，患者即可恢复腿部运动。

术后第 14 天，患者依靠自身运动意图行走。复旦大学供图

目前，可用于植入人体的成熟电极通道数比较少，信息量受限的情况下，如何实现对人体运动解码的实时性、准确性，是团队面临的最大挑战。「 如果患者想抬腿，但算法没有解码出来，或者只是晚了几秒，患者可能就会摔跤。」 加福民说，团队花了将近 3 年时间，才在算法层面实现了对大脑运动意图实时解码的突破。

此外，每个人的脊髓生理结构都不一样，且人体运动非常复杂，如何精准刺激脊髓特定神经根，是另一个难题。为此，团队搭建了电刺激参数-神经激活-肌肉骨骼运动仿真计算平台，根据仿真人受到电刺激后的仿真计算结果在电脑上调整参数，排除掉大多数无效刺激参数，效率大大提升。

脑脊接口项目是复旦大学脑机接口领域系列突破性成果之一。学校建立了神经调控与脑机接口研究中心，打造脑机接口、AI for Science 交叉学科科研合作平台，构建了材料、芯片、人工智能到临床的全技术链条，正在建设融合前沿探索、科创转化与企业孵化为一体的脑机接口创新平台。复旦大学自由探索与交叉融合的科研文化正在孕育脑脊接口、人工视网膜、高时空分辨超声成像、人脑言语解码等一系列颠覆性技术的突破。

如今，在患者康复训练现场，红外动捕摄像头用于实时记录患者步态。团队每天记录下患者的脑电、肌电和步态等康复数据，用于进一步优化仿真模型，「 相当于把人给数字化，精准控制病人的运动意图和肢体动作。」 加福民说。随着模型不断优化，病人逐渐适应模型，就会越走越好。

据了解，今年 1 月至 2 月，该团队已联合复旦大学附属中山医院成功完成全球首批 3 例临床概念验证手术，严重脊髓损伤患者在两周内实现自主控腿、迈步行走。

「 这几位截瘫患者治疗效果符合甚至超出我们的预期，初步证明新一代脑脊接口方案的可行性。2 家医院、4 例手术的完成，也证明脑脊接口技术可复制可推广。这不仅是技术的胜利，更是瘫痪患者重获新生的开始。」 加福民表示，下一步将持续优化、迭代该技术，让更多脊椎损伤患者重获行走能力，造福全球上千万患者及其家庭。